JPH11174279A - Optical coupling method and structure thereof - Google Patents
Optical coupling method and structure thereofInfo
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- JPH11174279A JPH11174279A JP35620997A JP35620997A JPH11174279A JP H11174279 A JPH11174279 A JP H11174279A JP 35620997 A JP35620997 A JP 35620997A JP 35620997 A JP35620997 A JP 35620997A JP H11174279 A JPH11174279 A JP H11174279A
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Landscapes
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバどうし
又は光ファイバと光導波路とを高効率に光結合可能とし
た光結合方法および光結合構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling method and an optical coupling structure that enable optical coupling between optical fibers or between an optical fiber and an optical waveguide with high efficiency.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来において、光ファイバどうしや光フ
ァイバと光導波路との間で光を伝搬させる光結合構造と
して各種の構造が知られている。例えば、光ファイバど
うしを光結合する従来の光結合構造では、光結合しよう
とする光ファイバどうしの先端部分に、各々の光ファイ
バの外径と同径にミクロン単位で加工された円筒状金具
や円筒状ガラス(フェルール)を各々の光ファイバの外
周に装着し、各々の光ファイバの外周に装着されたそれ
ぞれの円筒状金具や円筒状ガラス(フェルール)を、バ
ネ性を有する円筒状の割スリーブによって外形を規整し
て整列させることにより、互いに結合される双方の光フ
ァイバどうしの軸心の位置合せして光結合する構造とな
っている。2. Description of the Related Art Conventionally, various structures have been known as optical coupling structures for transmitting light between optical fibers or between an optical fiber and an optical waveguide. For example, in a conventional optical coupling structure in which optical fibers are optically coupled to each other, a cylindrical metal fitting processed in micron units to the same diameter as the outer diameter of each optical fiber is provided at the tip of the optical fibers to be optically coupled. Cylindrical glass (ferrule) is mounted on the outer circumference of each optical fiber, and each cylindrical metal fitting or cylindrical glass (ferrule) mounted on the outer circumference of each optical fiber is replaced with a cylindrical split sleeve having spring properties. By regulating and aligning the outer shape of the optical fiber, the optical fibers are optically coupled by aligning the axes of the two optical fibers coupled to each other.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の光結合構造においては、以下のような問
題がある。光結合しようとする光ファイバどうしの先端
部分に円筒状金具や円筒状ガラスが装着されるため、光
結合構造が大型化してしまい、また、円筒状金具や円筒
状ガラスの外周に円筒状の割スリーブにより整列させる
構造であるため、複数の光結合を行なう構造が更に大型
化する不具合があり、光デバイス基板の集積化を図るた
めに小型化するには困難となる問題がある。また、光フ
ァイバを整列させる円筒状の割スリーブが、一般的には
機械加工で製造されるが、機械加工により製造するに
は、要求精度を満足する加工をするには加工時間がかか
り、加工機械の刃物交換を頻繁に行なう必要があり、割
スリーブの量産性が悪く、加工コストがかかるという不
具合がある。However, the conventional optical coupling structure as described above has the following problems. A cylindrical fitting or glass is attached to the ends of the optical fibers to be optically coupled, so that the optical coupling structure becomes large, and a cylindrical split is formed around the outer circumference of the cylindrical fitting or glass. Since the structure is arranged by the sleeve, there is a problem that the structure for performing a plurality of optical couplings is further enlarged, and there is a problem that it is difficult to reduce the size in order to integrate the optical device substrate. In addition, cylindrical split sleeves for aligning optical fibers are generally manufactured by machining, but it takes time to perform machining that satisfies the required accuracy. It is necessary to frequently change the blades of the machine, so that the mass productivity of the split sleeve is poor and the machining cost is high.
【0004】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、その目的は、高効率な光結合が可能となり、小
型化可能となり、低い加工コストで高い量産性が可能と
なる光結合方法および光結合構造を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to realize an optical coupling which enables high-efficiency optical coupling, miniaturization, and high mass productivity at low processing cost. It is to provide a method and an optical coupling structure.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の光結合方法は、先端面が互いに突合わせら
れる双方の基板の上面に、フォトリソグラフィおよび異
方性エッチングにより、前記双方の基板の突合わせ時に
突合わせ方向に沿って互いに中心が一致し直線状となる
同形の光ファイバ用のV溝と、前記光ファイバ用のV溝
と所定距離隔てて平行で且つ前記双方の基板の突合わせ
時に互いに中心が一致し直線状となる同形のガイドピン
用のV溝とをそれぞれ形成し、前記双方の基板の光ファ
イバ用のV溝に、双方の基板の先端面に端面を面一にし
て光ファイバをそれぞれ保持固定し、前記一方の基板の
ガイドピン用のV溝に、当該基板の先端面から所定長突
出してガイドピンを保持固定しておき、前記双方の基板
の先端面を突合わせた際に、一方の基板に保持固定され
たガイドピンの突出し部分が他方の基板のガイドピン用
のV溝内に挿入されることにより、前記双方の基板の光
ファイバの光軸を整列させて双方の光ファイバどうしを
結合するようにしたことを特徴とする。したがって、本
発明によれば、双方の基板の先端面を突合せるだけで、
ガイドピンの突出し部分が他方の基板のガイドピン用の
V溝に挿入され、これにより双方の光ファイバ用のV溝
の整列に伴って双方の光ファイバの光軸が整列され、光
ファイバどうしの光軸が一致した状態で双方の光ファイ
バが結合され、作業が容易で良好な光結合が得られる。In order to achieve the above object, an optical coupling method according to the present invention provides a photolithography and anisotropic etching on the upper surfaces of both substrates whose front end surfaces are abutted with each other. At the time of butting of the substrates, the V-grooves for optical fibers of the same shape, whose centers coincide with each other along the butting direction and are linear, and the V-grooves for the optical fibers are parallel to each other at a predetermined distance from each other. At the time of abutment, V-grooves for guide pins of the same shape which are aligned at the center with each other and become linear are formed, and the end faces are flush with the V-grooves for optical fibers of the two substrates and the front end surfaces of both substrates. The optical fibers are held and fixed respectively, and the guide pins are held and fixed by projecting a predetermined length from the front end surface of the substrate in the V-grooves for guide pins of the one substrate, and the front end surfaces of both substrates are fixed. Butt At this time, the protruding portions of the guide pins held and fixed to one substrate are inserted into the V-grooves for guide pins of the other substrate, so that the optical axes of the optical fibers of the two substrates are aligned and both are aligned. Wherein the optical fibers are connected to each other. Therefore, according to the present invention, merely abutting the front end surfaces of both substrates,
The protruding portions of the guide pins are inserted into the V-grooves for guide pins on the other substrate, whereby the optical axes of both optical fibers are aligned with the alignment of the V-grooves for both optical fibers, and the Both optical fibers are coupled in a state where the optical axes coincide with each other, so that the work is easy and good optical coupling is obtained.
【0006】また、本発明の光結合方法は、先端面が互
いに突合わせられる双方の基板のうち、一方の基板の上
面に、フォトリソグラフィおよび異方性エッチングによ
り、前記双方の基板の突合わせ方向に沿って光ファイバ
用のV溝を形成し、前記光ファイバ用のV溝に、当該基
板の先端面に端面を面一にして光ファイバを保持固定
し、前記他方の基板に、フォトリソグラフィおよび異方
性エッチングにより、前記双方の基板の先端面の突合わ
せ時に前記一方の基板のV溝に保持固定された光ファイ
バの光軸に一致する光導波路を形成し、前記一方の基板
の上面に、フォトリソグラフィおよび異方性エッチング
により、前記光ファイバ用のV溝と所定距離隔てて平行
にガイドピン用のV溝を形成し、前記他方の基板の上面
に、フォトリソグラフィおよび異方性エッチングによ
り、前記光導波路と所定距離隔てて平行で且つ前記双方
の基板の先端面の突合わせ時に互いに中心が一致し直線
状となる同形のガイドピン用のV溝を形成し、前記双方
の基板のうち、どちらか一方の基板のガイドピン用のV
溝に、当該基板の先端面から所定長突出してガイドピン
を保持固定しておき、前記双方の基板の先端面を突合わ
せた際に、前記一方の基板に保持固定されたガイドピン
の突出し部分が他方の基板のガイドピン用のV溝内に挿
入されることにより、前記一方の基板の光ファイバと前
記他方の基板の光導波路との光軸を整列させて前記光フ
ァイバと光導波路とを結合するようにしたことを特徴と
する。したがって、本発明によれば、双方の基板の先端
面を突合せるだけで、ガイドピンの突出し部分が他方の
基板のガイドピン用のV溝に挿入され、これにより光フ
ァイバ用のV溝と光導波路との整列に伴って光ファイバ
と光導波路との光軸が整列され、光ファイバと光導波路
の光軸が一致した状態で双方が結合され、作業が容易で
良好な光結合が得られる。Further, according to the optical coupling method of the present invention, the butt direction of the two substrates is formed on the upper surface of one substrate by photolithography and anisotropic etching. A V-groove for an optical fiber is formed along the V-groove, and the optical fiber is held and fixed in the V-groove for the optical fiber with the end face flush with the front end face of the substrate. By anisotropic etching, an optical waveguide is formed which coincides with the optical axis of the optical fiber held and fixed in the V-groove of the one substrate when the leading end surfaces of the two substrates are butted, and is formed on the upper surface of the one substrate. A V-groove for a guide pin is formed in parallel with the V-groove for the optical fiber at a predetermined distance by photolithography and anisotropic etching, and a photolithography is formed on the upper surface of the other substrate. V-grooves for guide pins of the same shape that are parallel to the optical waveguide at a predetermined distance and have the same center and a straight line when the front end surfaces of both substrates are abutted by a predetermined distance and anisotropic etching. And V for the guide pin of one of the two substrates.
In the groove, the guide pin is held and fixed by projecting a predetermined length from the front end surface of the substrate, and when the front end surfaces of both substrates are abutted, the protruding portion of the guide pin held and fixed by the one substrate Are inserted into the V-grooves for guide pins of the other substrate so that the optical axes of the optical fiber of the one substrate and the optical waveguide of the other substrate are aligned, and the optical fiber and the optical waveguide are It is characterized in that it is combined. Therefore, according to the present invention, the projecting portions of the guide pins are inserted into the V-grooves for the guide pins of the other substrate by merely abutting the end surfaces of both substrates, whereby the V-grooves for the optical fibers and the V-grooves for the optical fibers are inserted. The optical axes of the optical fiber and the optical waveguide are aligned with the alignment of the optical path, and the optical fiber and the optical waveguide are coupled in a state where the optical axes thereof are aligned with each other.
【0007】また、本発明の光結合構造は、先端面が互
いに突合わせられる双方の基板の上面に、フォトリソグ
ラフィおよび異方性エッチングにより、前記双方の基板
の突合わせ時に互いに中心が一致し直線状となる同形の
光ファイバ用のV溝と、前記光ファイバ用のV溝と所定
距離隔てて平行で且つ前記双方の基板の突合わせ時に互
いに中心が一致し直線状となる同形のガイドピン用のV
溝とがそれぞれ形成され、前記双方の基板の光ファイバ
用のV溝に、双方の基板の先端面に端面を面一にして光
ファイバがそれぞれ保持固定され、前記一方の基板のガ
イドピン用のV溝に、当該基板の先端面から所定長突出
してガイドピンが保持固定され、前記双方の基板の先端
面の突合わせて、一方の基板のガイドピンの突出し部分
が他方の基板のガイドピン用のV溝内に挿入されて前記
双方の基板の光ファイバの光軸を整列させて互いに結合
されたことを特徴とする。したがって、本発明によれ
ば、双方の基板の先端面を突合せるだけで、ガイドピン
の突出し部分が他方の基板のガイドピン用のV溝に挿入
され、これにより双方の光ファイバ用のV溝どうしが整
列され、これに伴って光ファイバどうしの光軸が整列さ
れるので、双方の光ファイバの光軸が一致した状態で光
ファイバどうしが結合され、作業が容易となるとともに
良好な光結合が得られる。また、ガイドピンとガイドピ
ン用のV溝による整列により双方の光ファイバどうしが
光結合されるので、構造が簡単となり、小型化を図るこ
とができる。さらに、フォトリソグラフィおよび結晶方
位を利用した異方性エッチングによる加工によりV溝を
形成できるので、各々のV溝間距離が正確で、各々のV
溝の角度精度や平面度がサブミクロン単位の精度で加工
可能となり、双方の光ファイバどうしを高精度で光結合
することが可能となる。また、半導体プロセスと同様の
工法であるフォトリソグラフィ手法および異方性エッチ
ングにより各々のV溝が加工できるので、半導体プロセ
スの形成と同時に各々のV溝を形成可能となり、一度の
作業で1ウェハー当たり大量の加工が可能となり、量産
性が高めることができ、加工コストが安くすることが可
能となる。In the optical coupling structure of the present invention, the centers coincide with each other when the two substrates are butted by photolithography and anisotropic etching. A V-shaped groove for an optical fiber of the same shape, and a guide pin of the same shape which is parallel to the V-groove for the optical fiber at a predetermined distance, and whose centers coincide with each other when the two substrates are butted, and are linear. V
The optical fibers are respectively held and fixed in the V-grooves for the optical fibers of the two substrates with the end surfaces flush with the end surfaces of the two substrates, and the guide fibers for the guide pins of the one substrate are formed. Guide pins are held and fixed in the V-grooves by projecting a predetermined length from the front end surface of the substrate, and the protruding portions of the guide pins of one substrate are used for the guide pins of the other substrate by abutting the front end surfaces of the two substrates. And the optical fibers of the two substrates are aligned with each other so as to align the optical axes of the optical fibers. Therefore, according to the present invention, the projecting portions of the guide pins are inserted into the V-grooves for the guide pins of the other substrate simply by abutting the end faces of both substrates, thereby forming the V-grooves for both optical fibers. Since the optical fibers are aligned with each other and the optical axes of the optical fibers are aligned with each other, the optical fibers are coupled in a state where the optical axes of both optical fibers are aligned with each other. Is obtained. Further, since the two optical fibers are optically coupled to each other by the alignment of the guide pins and the V-grooves for the guide pins, the structure is simplified and the size can be reduced. Further, since V-grooves can be formed by processing by anisotropic etching utilizing photolithography and crystal orientation, the distance between each V-groove is accurate, and each V-groove is formed.
The angle accuracy and flatness of the groove can be processed with submicron accuracy, and optical coupling between the two optical fibers can be performed with high accuracy. Further, since each V-groove can be processed by photolithography and anisotropic etching, which are the same method as the semiconductor process, each V-groove can be formed at the same time as the semiconductor process is formed. A large amount of processing can be performed, mass productivity can be improved, and processing cost can be reduced.
【0008】また、本発明の光結合構造は、先端面が互
いに突合わせられる双方の基板のうち、一方の基板の上
面に、フォトリソグラフィおよび異方性エッチングによ
り、前記基板の突合わせ方向に沿って光ファイバ用のV
溝が形成され、前記光ファイバ用のV溝に、当該基板の
先端面に端面を面一にして光ファイバが保持固定され、
前記双方の基板のうち、他方の基板に、フォトリソグラ
フィおよび異方性エッチングにより、前記双方の基板の
突合わせ時に前記一方の基板のV溝に保持固定された光
ファイバの光軸に一致する光導波路が形成され、前記一
方の基板の上面に、フォトリソグラフィおよび異方性エ
ッチングにより、前記光ファイバ用のV溝と所定距離隔
てて平行にガイドピン用のV溝が形成され、前記他方の
基板の上面に、フォトリソグラフィおよび異方性エッチ
ングにより、前記光導波路と所定距離隔てて平行で且つ
前記双方の基板の突合わせ時に前記一方の基板のガイド
ピン用のV溝と互いに中心が一致し直線状となる同形の
ガイドピン用のV溝が形成され、前記双方の基板のう
ち、どちらか一方の基板のガイドピン用のV溝に、当該
基板の先端面から所定長突出してガイドピンが保持固定
され、前記双方の基板の先端面の突合わせて、前記ガイ
ドピン用のV溝に保持固定されたガイドピンの突出し部
分が前記他方の基板のガイドピン用のV溝内に挿入され
て前記一方の基板の光ファイバと他方の基板の光導波路
との光軸を整列させて互いに結合されたことを特徴とす
る。したっがって、本発明によれば、双方の基板の先端
面を突合せるだけで、ガイドピンの突出し部分が他方の
基板のガイドピン用のV溝に挿入され、これにより光フ
ァイバ用のV溝と光導波路とが整列され、これに伴って
光ファイバと光導波路との光軸が整列されるので、光フ
ァイバと光導波路の光軸が一致した状態で光ファイバと
光導波路とが結合され、作業が容易となり良好な光結合
が得られる。また、ガイドピンとガイドピン用のV溝に
よる整列により光ファイバの端面と光導波路とが光結合
されるので、構造が簡単となり、小型化を図ることがで
きる。さらに、フォトリソグラフィおよび結晶方位を利
用した異方性エッチングによる加工によりV溝や光導波
路を形成できるので、光ファイバ用のV溝と一対のガイ
ドピン用のV溝間距離や光導波路と一対のガイドピン用
のV溝間の距離が正確で、各々のV溝の角度精度や平面
度がサブミクロン単位の精度で加工可能となり、光ファ
イバと光導波路とを高精度で光結合することが可能とな
る。また、半導体プロセスと同様の工法であるフォトリ
ソグラフィ手法および異方性エッチングにより各々のV
溝や光導波路が加工できるので、半導体プロセスの形成
と同時に各々のV溝や光導波路を形成可能となり、一度
の作業で1ウェハー当たり大量の加工が可能となり、量
産性が高めることができ、加工コストが安くすることが
可能となる。In the optical coupling structure of the present invention, the top surface of one of the two substrates whose front end surfaces are abutted with each other is formed along the abutting direction of the substrates by photolithography and anisotropic etching. V for optical fiber
A groove is formed, and the optical fiber is held and fixed in the V-groove for the optical fiber with the end face flush with the front end face of the substrate,
An optical waveguide, which coincides with the optical axis of the optical fiber held and fixed in the V-groove of the one substrate when the two substrates are abutted to each other by photolithography and anisotropic etching, on the other substrate. A waveguide is formed, and a V-groove for a guide pin is formed on the upper surface of the one substrate by photolithography and anisotropic etching at a predetermined distance in parallel with the V-groove for the optical fiber, and the other substrate is formed. The upper surface of the substrate is parallel to the optical waveguide at a predetermined distance by photolithography and anisotropic etching. A V-groove for a guide pin having the same shape is formed, and a V-groove for a guide pin of either one of the two substrates is located from the front end surface of the substrate. The guide pins are held long and protrude, and the guide pins are held and fixed. The protruding portions of the guide pins held and fixed in the V-grooves for the guide pins are brought into contact with the end surfaces of the two substrates, and the V pins for the guide pins of the other substrate are fixed. The optical fiber of the one substrate and the optical waveguide of the other substrate are inserted into the groove and are coupled to each other with the optical axes thereof aligned. Therefore, according to the present invention, the projecting portions of the guide pins are inserted into the V-grooves for the guide pins of the other substrate only by abutting the front end surfaces of both substrates, whereby the V Since the groove and the optical waveguide are aligned and the optical axis of the optical fiber and the optical waveguide are aligned with this, the optical fiber and the optical waveguide are coupled with the optical axis of the optical fiber and the optical waveguide aligned. Work is facilitated and good optical coupling is obtained. In addition, since the end face of the optical fiber and the optical waveguide are optically coupled by the alignment of the guide pins and the V-grooves for the guide pins, the structure is simplified and the size can be reduced. Furthermore, since a V-groove and an optical waveguide can be formed by processing by anisotropic etching using photolithography and crystal orientation, the distance between the V-groove for the optical fiber and the V-groove for a pair of guide pins and the pair of the optical waveguide and the optical waveguide are formed. The distance between the V-grooves for the guide pins is accurate, and the angular accuracy and flatness of each V-groove can be processed with submicron accuracy, enabling optical coupling between the optical fiber and the optical waveguide with high precision. Becomes In addition, each V lithography is performed by photolithography and anisotropic etching, which are the same method as the semiconductor process.
Since grooves and optical waveguides can be processed, each V-groove and optical waveguide can be formed simultaneously with the formation of a semiconductor process, and a large amount of processing can be performed per wafer in a single operation, thereby improving mass productivity. Costs can be reduced.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る第1の実施
の形態を図面に基づき説明する。図1は本発明の実施の
形態に係る光結合構造を示す斜視図、図2は一方の基板
を示す平面図、図3は一方の基板を示す正面図、図4
(a)〜(c)は光結合の順序を示す平面図である。本
実施の形態の光結合構造は、図1および図4に示すよう
に、互いに先端面1a、1bが突合わせられる双方の基
板1A、1Bの上面に、光ファイバ用のV溝3と、一対
のガイドピン用のV溝5、5とが形成されている。ま
た、双方の基板1A、1Bの光ファイバ用のV溝3には
光ファイバ9がそれぞれ保持固定され、一方の基板1
A、1Bのガイドピン用のV溝5、5にはガイドピン
9、9が先端を所要長さ突き出して保持固定されてい
る。さらに、上記ガイドピン9、9が光ファイバ7に比
べてかなり大きな外径に形成され、これに伴って、ガイ
ドピン用のV溝5、5が大きな形状のV溝に形成されて
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an optical coupling structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing one substrate, FIG. 3 is a front view showing one substrate, and FIG.
(A)-(c) is a top view which shows the order of optical coupling. As shown in FIGS. 1 and 4, the optical coupling structure according to the present embodiment includes a pair of optical fiber V-grooves 3 on the upper surfaces of both substrates 1A and 1B where the end surfaces 1a and 1b abut against each other. V-grooves 5 and 5 for guide pins are formed. Optical fibers 9 are held and fixed in the optical fiber V-grooves 3 of both substrates 1A and 1B, respectively.
Guide pins 9, 9 are held and fixed in the V-grooves 5, 5 for the guide pins A, 1B with the tips protruding a required length. Further, the guide pins 9 and 9 are formed to have a considerably larger outer diameter than the optical fiber 7, and accordingly, the V-grooves 5 and 5 for the guide pins are formed in large V-grooves.
【0010】更に詳述すると、上記光ファイバ用のV溝
3は、図2および図3に示すように、基板1A、1Bの
先端面1a、1bの突合わせ方向、すなわち、基板1
A、1Bの先端面1a、1bに直交する方向に沿って直
線状に設けられている。上記一対のガイドピン用のV溝
5、5は、光ファイバ用のV溝3から所定距離Lを隔て
た両側に平行にそれぞれ直線状に設けられている。上記
双方の基板1A、1Bの上面に形成された光ファイバ用
のV溝3およびガイドピン用のV溝5、5は、双方の基
板1A、1Bが突合わせられた際に、光ファイバ用のV
溝3どうしおよびガイドピン用のV溝5、5どうしの中
心が互いに一致しそれぞれ一直線状になるようにそれぞ
れ同形のV溝に形成されている。More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the V-groove 3 for the optical fiber is abutting direction of the tip surfaces 1a and 1b of the substrates 1A and 1B, that is, the substrate 1
A, 1B are provided linearly along a direction orthogonal to the tip surfaces 1a, 1b. The pair of V-grooves 5 for guide pins are linearly provided in parallel on both sides of the V-groove 3 for optical fiber at a predetermined distance L from each other. The V-grooves 3 for optical fibers and the V-grooves 5 and 5 for guide pins formed on the upper surfaces of both substrates 1A and 1B serve as optical fibers when both substrates 1A and 1B are abutted. V
The V-grooves 5 and 5 for guide pins are formed in the same V-groove so that the centers of the grooves 3 and the guide pins coincide with each other and become straight.
【0011】また、図3に示すように、上記双方の光フ
ァイバ用のV溝3は、光ファイバ7が保持固定された際
に、光ファイバ7のコアの横断面の中心Oが基板1A、
1Bの上面と面一となるような幅に形成され、上記ガイ
ドピン用のV溝5、5も、ガイドピン9、9が保持固定
された際に、ガイドピン9、9の横断面の中心Pが基板
1A、1Bの上面と面一となるような幅に形成されてい
る。As shown in FIG. 3, when the optical fiber 7 is held and fixed, the center O of the cross section of the core of the optical fiber 7 is set to the substrate 1A, as shown in FIG.
The guide pins V are formed to have a width flush with the upper surface of the guide pins 1B, and the V-grooves 5 for the guide pins are also formed at the center of the cross section of the guide pins 9 when the guide pins 9 are held and fixed. P is formed to have a width such that P is flush with the upper surfaces of the substrates 1A and 1B.
【0012】さらに、上記双方の基板1A、1Bの光フ
ァイバ用のV溝3には、互いに連結される光ファイバ7
のコアの端面が各々の基板1A、1Bの先端面1a、1
bと面一となるように、各々の光ファイバ7が光学接着
剤などを用いてV溝の各面に接着により保持固定されて
いる。また、図1に示すように、上記双方の基板1A、
1Bのうち、一方の基板1A、1Bのガイドピン用の各
々のV溝5には、所定長さの円柱状に形成されたガイド
ピン9、9が全長の約半分程度を基板1Aの先端面1a
から突き出してV溝の各面に光学接着剤などを用いて保
持固定されている。Further, the optical fibers V-grooves 3 of the two substrates 1A and 1B are connected to the optical fibers 7 connected to each other.
The end surfaces of the cores are the front end surfaces 1a, 1a of the substrates 1A, 1B.
Each optical fiber 7 is held and fixed to each surface of the V groove by using an optical adhesive or the like so as to be flush with b. In addition, as shown in FIG.
In each of the V-grooves 5 for guide pins of one of the substrates 1A and 1B, guide pins 9 and 9 formed in a columnar shape having a predetermined length are provided with approximately half of the entire length of the front surface of the substrate 1A. 1a
And is held and fixed to each surface of the V-groove using an optical adhesive or the like.
【0013】また、上記基板1A、1Bは、例えば、基
材としてシリコン(Si)が用いられ、フォトリソグラ
フィ手法を用いるとともに、基板1A、1Bの結晶方位
を利用した異方性エッチングを行うことにより、光ファ
イバ用およびガイドピン9、9の各々のV溝3、5、5
などが同時に形成された構造となっている。したがっ
て、結晶方位を利用した異方性エッチングによるため、
各々のV溝3、5、5が角度精度および平面度の点で高
精度に形成されている。また、フォトリソグラフィ手法
を用いたので、各々のV溝3、5、5の幅およびピンガ
イド9、9と光ファイバ7との距離が半導体プロセスと
同等なサブミクロン精度で形成されている。For the substrates 1A and 1B, for example, silicon (Si) is used as a base material, and anisotropic etching using the crystal orientation of the substrates 1A and 1B is performed by using photolithography. V-grooves 3, 5, 5 for optical fibers and guide pins 9, 9
Are formed at the same time. Therefore, because of the anisotropic etching using the crystal orientation,
Each of the V-grooves 3, 5, 5 is formed with high accuracy in terms of angular accuracy and flatness. Further, since the photolithography method is used, the width of each of the V-grooves 3, 5, 5 and the distance between the pin guides 9, 9 and the optical fiber 7 are formed with submicron accuracy equivalent to that of a semiconductor process.
【0014】さらに、上記光ファイバ7のコアは、一般
的に、標準外形が125±1μmの精度で平滑円筒面を
有するガラスにより形成されている。上記ガイドピン
9、9は、円筒側面部の真直度、表面粗さが十分小さい
平滑な面を有する円柱状の金具により構成されている。Further, the core of the optical fiber 7 is generally formed of glass having a smooth cylindrical surface with a standard outer shape of 125 ± 1 μm. The guide pins 9 and 9 are each formed of a column-shaped metal fitting having a flat surface with a sufficiently small straightness and a small surface roughness.
【0015】そして、一方の基板1A、1Bから突出し
た一対のガイドピン9、9の突出し部分を他方の基板1
A、1Bに設けられたV溝5、5上に滑らせながら挿入
して、双方の基板1A、1Bの先端面1a、1bを突合
わせることにより、双方の光ファイバの光軸が整列さ
れ、双方の基板1A、1BのV溝3に固定された光ファ
イバ7のコアの端面が、双方の光ファイバ7の光軸を一
致させた状態で結合された構造となっている。The projecting portions of the pair of guide pins 9, 9 projecting from one of the substrates 1A, 1B are
A and 1B are inserted into the V-grooves 5 and 5 provided while sliding, and the tip surfaces 1a and 1b of both substrates 1A and 1B are abutted to align the optical axes of both optical fibers. The end faces of the cores of the optical fibers 7 fixed to the V-grooves 3 of both the substrates 1A and 1B are connected in a state where the optical axes of the optical fibers 7 are aligned.
【0016】次に上記光結合構造の光ファイバ7を光結
合する場合について説明する。まず、図4(a)に示す
ように、双方の基板1A、1Bの先端面1a、1bを対
面させ、図4(b)に示すように、一方の基板1A、1
Bを突合わせ方向に移動すると、一方の基板1Aに固定
された一対のピンガイド9、9の突出し部分が他方の基
板1BのV溝5、5にそれぞれ滑りながら挿入され、図
4(c)に示すように、双方の基板1A、1Bの先端面
1a、1bが突合わせられる。この場合、ガイドピン
9、9の先端部分の挿入に伴って、双方の基板1A、1
Bのガイドピン用のV溝5、5どうしの中心が一致する
とともに、一対のV溝5、5から等距離Lの位置にある
双方の基板1A、1Bの光ファイバ用のV溝3、3の中
心が一致し、これに伴って、光ファイバ用のV溝3に保
持固定された双方の光ファイバ7どうしの光軸が一致す
るよう整列される。そして、図4(c)に示すように、
基板1A、1Bの先端面1a、1bに面一に固定された
双方の光ファイバ7の端面どうしが、双方の光ファイバ
7の光軸を一致させた状態で結合され、双方の基板1
A、1Bを突合せるだけで無調整により、双方の光ファ
イバ7の良好な光結合が得られる。Next, the case where the optical fiber 7 having the optical coupling structure is optically coupled will be described. First, as shown in FIG. 4A, the end surfaces 1a and 1b of both substrates 1A and 1B face each other, and as shown in FIG.
When B is moved in the butting direction, the projecting portions of the pair of pin guides 9, 9 fixed to one substrate 1A are inserted into the V-grooves 5, 5 of the other substrate 1B while sliding, respectively, as shown in FIG. As shown in (1), the tip surfaces 1a and 1b of both substrates 1A and 1B are butted. In this case, the insertion of the tip portions of the guide pins 9, 9 causes the two substrates 1A, 1
The V-grooves 5, 3 for the optical fibers of both substrates 1A, 1B are aligned with the centers of the V-grooves 5, 5 for the guide pin B and located at the same distance L from the pair of V-grooves 5, 5. Are aligned so that the optical axes of the two optical fibers 7 held and fixed in the V-grooves 3 for the optical fibers coincide with each other. Then, as shown in FIG.
The end faces of the two optical fibers 7 fixed flush with the end faces 1a and 1b of the substrates 1A and 1B are joined together with the optical axes of the two optical fibers 7 aligned with each other.
A good optical coupling between the two optical fibers 7 can be obtained without adjustment by merely abutting A and 1B.
【0017】このように本実施の形態においては、双方
の基板1A、1Bの先端面1a、1bを突合せるだけ
で、ガイドピン9、9の突出し部分が他方の基板1A、
1Bのガイドピン用のV溝5、5に挿入され、これによ
り双方の光ファイバ用のV溝3どうしが整列され、この
V溝3同志の整列に伴って各V溝3に保持固定された光
ファイバ7どうしの光軸が整列されることになり、双方
の光ファイバ7の光軸を一致させた状態で光ファイバ7
の端面どうしが結合され、容易に良好な光結合が得られ
る。また、ガイドピン9、9とガイドピン用のV溝5、
5による整列により双方の光ファイバ7の光結合ができ
るので、構造が簡単となり、小型化を図ることができ
る。さらに、フォトリソグラフィおよび結晶方位を利用
した異方性エッチングによる加工によりV溝3、5を形
成できるので、各々のV溝間距離が正確で、各々のV溝
3、5の角度精度や平面度がサブミクロン単位の精度で
加工可能となり、双方の光ファイバ7を高精度で光結合
することが可能となる。また、半導体プロセスと同様の
工法であるフォトリソグラフィ手法および異方性エッチ
ングにより各々のV溝を加工できるので、半導体プロセ
スの形成と同時に各々のV溝を形成可能となり、一度の
作業で1ウェハー当たり大量の加工が可能となり、量産
性が高めることができ、加工コストが安くすることが可
能となる。As described above, in the present embodiment, the protruding portions of the guide pins 9, 9 are only required to abut the end surfaces 1a, 1b of the two substrates 1A, 1B.
1B are inserted into the V-grooves 5 and 5 for guide pins, whereby the V-grooves 3 for both optical fibers are aligned with each other, and are held and fixed in each V-groove 3 with the alignment of the V-grooves 3 together. The optical axes of the optical fibers 7 are aligned, and the optical fibers 7 are aligned with the optical axes of the two optical fibers 7 aligned.
Are bonded to each other to easily obtain good optical coupling. Also, guide pins 9 and 9 and V-grooves 5 for guide pins,
Since the optical fibers 7 can be optically coupled by the alignment by 5, the structure can be simplified and the size can be reduced. Further, since the V-grooves 3 and 5 can be formed by processing by photolithography and anisotropic etching utilizing the crystal orientation, the distance between the V-grooves is accurate, and the angular accuracy and flatness of each V-groove 3 and 5 are obtained. Can be processed with submicron accuracy, and both optical fibers 7 can be optically coupled with high precision. In addition, since each V-groove can be processed by photolithography and anisotropic etching, which are the same method as the semiconductor process, each V-groove can be formed at the same time as the semiconductor process is formed. A large amount of processing can be performed, mass productivity can be improved, and processing cost can be reduced.
【0018】次に、本発明の第2の実施の形態について
図5および図6を参照して説明する。本実施の形態で
は、双方の基板1A、1Bに光ファイバ用のV溝3を複
数設けることにより、基板に複数の光ファイバ7を保持
固定できるようにしたものであり、双方の基板1A、1
Bを突合せることにより、同時に複数本の光ファイバ7
どうしの結合を可能としたものである。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a plurality of optical fibers V-grooves 3 are provided in both substrates 1A and 1B so that a plurality of optical fibers 7 can be held and fixed to the substrates.
B, a plurality of optical fibers 7
It is possible to combine them.
【0019】すなわち、図5および図6に示すように、
互いに突合わせられる双方の基板1A、1Bには、3つ
の光ファイバ用のV溝3、3が所定の距離lを隔てて形
成され、中心の光ファイバ用のV溝3から両側に所定距
離隔Lを隔ててガイドピン用のV溝5、5が形成されて
いる。一方の基板1Aの一対のガイドピン用のV溝5、
5にはガイドピン9、9がそれぞれ所定長さだけ突き出
して保持固定され、双方の基板1A、1Bの光ファイバ
用のV溝3にはそれぞれ光ファイバ7がその端面を基板
1A、1Bの先端面1a、1bに面一にして保持固定さ
れている。そして、双方の基板1A、1Bの先端面1
a、1bを突合わせることにより、同時に複数の光ファ
イバ7の光結合が行なわれる。この場合には、上記実施
の形態の効果に加えて、新たに部品を増やすことなく、
小型の構造を維持した状態で複数本の光ファイバ7どう
しを光結合することが可能となる。That is, as shown in FIGS. 5 and 6,
V-grooves 3 for three optical fibers are formed on both substrates 1A and 1B, which are abutted with each other, at a predetermined distance l. V-grooves 5, 5 for guide pins are formed with L therebetween. V-grooves 5 for a pair of guide pins of one substrate 1A,
The guide pins 9 and 9 project and hold a predetermined length to 5, respectively, and are fixed to the V-grooves 3 for the optical fibers of both substrates 1A and 1B. It is held and fixed flush with the surfaces 1a and 1b. Then, the tip surfaces 1 of both substrates 1A, 1B
By abutting a and 1b, a plurality of optical fibers 7 are simultaneously optically coupled. In this case, in addition to the effects of the above embodiment, without increasing the number of additional components,
It is possible to optically couple a plurality of optical fibers 7 while maintaining a small structure.
【0020】次に、本発明の第3の実施の形態について
図7および図8を参照して説明する。本実施の形態で
は、互いに先端面が突合わせられる双方の基板のうち、
一方基板1Aの光ファイバ用のV溝3には光ファイバ7
が保持固定され、他方の基板1Bには光を閉じ込めて伝
搬させる光導波路11が形成されたものである。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, of the two substrates whose leading end surfaces are butted against each other,
On the other hand, the optical fiber 7 is inserted into the V groove 3 for the optical fiber of the substrate 1A.
Are held and fixed, and an optical waveguide 11 for confining and propagating light is formed on the other substrate 1B.
【0021】上記光導波路11は、従来から用いられて
いるエピキシャル成長により結晶基板に設けることによ
り、図7および図8に示すように、光ファイバ7のコア
中心に光導波路11のコア部の中心が位置するように他
方の基板1Bに形成されている。そして、双方の基板1
A、1Bを突合わせることにより、ガイドピン9、9と
ガイドピン用のV溝5、5により双方の光軸が整列され
て光ファイバ7と光導波路11とが光結合される。した
がって、光導波路モジュールの光結合構造を簡易化でき
るとともに、光結合構造を小型化できるという新たな効
果が得られる。The optical waveguide 11 is provided on a crystal substrate by epitaxy, which is conventionally used, so that the center of the core of the optical fiber 11 is located at the center of the core of the optical fiber 7 as shown in FIGS. Is formed on the other substrate 1B such that the. And both substrates 1
By abutting A and 1B, both optical axes are aligned by the guide pins 9, 9 and the V-grooves 5, 5 for guide pins, and the optical fiber 7 and the optical waveguide 11 are optically coupled. Therefore, a new effect that the optical coupling structure of the optical waveguide module can be simplified and the optical coupling structure can be downsized can be obtained.
【0022】次に、本発明の第4の実施の形態について
図9および図10を参照して説明する。本実施の形態で
は、基板1A、1BのV溝にそれぞれ保持固定されるガ
イドピン9、9の端部形状を挿入しやすくしたものであ
る。すなわち、、図9に示すように、ガイドピン9、9
の端面の周縁を全外周に亘たって面取りしたり、また、
図10に示すように、ガイドピン9、9の端部を外方に
膨出した球状に形成したものである。このような端部形
状に形成されたガイドピン9、9が基板1A、1Bに保
持固定された場合には、双方の基板1A、1Bを突合わ
せる際に、双方の基板1A、1Bが多少位置ずれしてい
ても、一方の基板1Aに保持固定されたガイドピン9、
9を他方の基板1BのV溝5、5に容易に挿入すること
が可能となり、ガイドピン9、9の挿入時の双方の基板
1A、1Bの位置ずれを許容することができる。尚、ガ
イドピン9、9の端部としては、外方に膨出する球状面
に限らず、膨出曲面に形成してもよい。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the end shapes of the guide pins 9, 9 held and fixed in the V-grooves of the substrates 1A, 1B respectively are made easy to insert. That is, as shown in FIG.
Chamfering the edge of the end face over the entire outer circumference,
As shown in FIG. 10, the ends of the guide pins 9, 9 are formed in a spherical shape bulging outward. When the guide pins 9, 9 formed in such an end shape are held and fixed to the substrates 1A, 1B, when the two substrates 1A, 1B are abutted, the two substrates 1A, 1B are slightly positioned. Even if it is shifted, the guide pins 9 held and fixed to one substrate 1A,
9 can be easily inserted into the V-grooves 5, 5 of the other substrate 1 </ b> B, and the displacement of the substrates 1 </ b> A, 1 </ b> B when the guide pins 9, 9 are inserted can be allowed. The ends of the guide pins 9, 9 are not limited to the spherical surface bulging outward, but may be formed in a bulging curved surface.
【0023】次に、本発明の第5の実施の形態について
図11を参照して説明する。本実施の形態では、基板1
A、1BのV溝に保持固定されるガイドピン9、9の突
出し量を容易に設定できるようにしたものである。すな
わち、、図11に示すように、ガイドピン9、9が保持
固定されるガイドピン用のV溝5、5の長さがV溝5、
5の形成時に予め設定された所定長に形成され、V溝
5、5の基端側にはV溝5、5の底部から基板1Aの上
面に至る傾斜面5a、5bが形成されている。そして、
所定長さに形成されたV溝5、5に載置されたガイドピ
ン9、9の後端部がV溝5、5の上記傾斜面5a、5b
に当接することにより、基板1A先端面1aからのガイ
ドピン9、9の突出し量が設定される。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the substrate 1
The amount of protrusion of the guide pins 9, 9 held and fixed in the V-grooves A, 1B can be easily set. That is, as shown in FIG. 11, the length of the V-grooves 5, 5 for the guide pins to which the guide pins 9, 9 are held and fixed is
The V-grooves 5 are formed at predetermined base lengths at the time of formation, and inclined surfaces 5a and 5b extending from the bottom of the V-grooves 5 and 5 to the upper surface of the substrate 1A are formed on the base end side of the V-grooves 5 and 5. And
The rear ends of the guide pins 9, 9 mounted on the V-grooves 5, 5 formed to a predetermined length are formed on the inclined surfaces 5a, 5b of the V-grooves 5, 5.
, The amount of protrusion of the guide pins 9 from the front end surface 1a of the substrate 1A is set.
【0024】したがって、V溝5、5の長さの設定によ
りガイドピン9、9の突出し量を決定できるので、ガイ
ドピン9、9の突出し量を任意に設定できるとともに、
ガイドピン9、9の突出し量の変更が容易となり、さら
に、ガイドピンの後端部が傾斜面5a、5bに係止され
るので、双方の基板1A、1Bの突合わせ時に、ガイド
ピン9、9が基板1Aの先端面1aから後方へ引っ込む
ことを防止できるという新たな効果を有する。Therefore, the amount of protrusion of the guide pins 9, 9 can be determined by setting the lengths of the V-grooves 5, 5, so that the amount of protrusion of the guide pins 9, 9 can be set arbitrarily.
The amount of protrusion of the guide pins 9, 9 can be easily changed, and the rear ends of the guide pins are locked to the inclined surfaces 5a, 5b. 9 has a new effect that it can be prevented from retracting backward from the front end surface 1a of the substrate 1A.
【0025】次に、本発明の第6の実施の形態について
図12を参照して説明する。本実施の形態では、基板1
A、1Bに設けられるV溝3、5、5の鋭角部に集中す
る応力に対する基板1A、1Bの強度を向上したもので
ある。すなわち、図12に示すように、基板1A、1B
に設けられるV溝3、5、5なかでも基板1A、1B内
の深い箇所まで設けられるガイドピン用のV溝5、5の
底部に平面部5b、5bが形成されている。この底面部
5b、5bは、異方性エッチングによるV溝5、5の形
成時に、エッチング量を調整することにより底部に平面
部5b、5bを残すことにより形成されている。したが
って、V溝5、5の底部に平面部5b、5bを設けたこ
とにより、V溝5、5の底部の鋭角部に集中する応力を
緩和することができ、基板1A、1Bの強度を高めるこ
とが可能となる。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the substrate 1
The strength of the substrates 1A and 1B with respect to the stress concentrated on the acute angles of the V-grooves 3, 5 and 5 provided in A and 1B is improved. That is, as shown in FIG.
The flat portions 5b, 5b are formed at the bottom of the V-grooves 3, 5, 5 provided for the guide pins and the V-grooves 5, 5 for the guide pins provided to deep portions in the substrates 1A, 1B. The bottom portions 5b and 5b are formed by adjusting the etching amount when forming the V-grooves 5 and 5 by anisotropic etching to leave the flat portions 5b and 5b at the bottom. Therefore, by providing the flat portions 5b and 5b at the bottoms of the V-grooves 5 and 5, the stress concentrated on the acute corners at the bottoms of the V-grooves 5 and 5 can be reduced, and the strength of the substrates 1A and 1B can be increased. It becomes possible.
【0026】尚、上述した各実施の形態においては、ガ
イドピン9、9を円柱状に形成した場合について説明し
たが、これに限らず、円筒形に形成してもよい。また、
上記基板1A、1Bとしても、シリコンに限らず、セラ
ミックや金属などにより形成するようにしてもよい。さ
らに、ガイドピン用のV溝5、5の底部に平面部5b、
5bを設けたが、光ファイバ用のV溝3の底部に平面部
を設けるようにしてもよい。In each of the above-described embodiments, the case where the guide pins 9 and 9 are formed in a cylindrical shape has been described. However, the present invention is not limited to this, and the guide pins 9 and 9 may be formed in a cylindrical shape. Also,
The substrates 1A and 1B are not limited to silicon and may be formed of ceramic, metal, or the like. Further, a flat portion 5b is provided at the bottom of the V-grooves 5, 5 for guide pins.
Although 5b is provided, a flat portion may be provided at the bottom of the V-groove 3 for the optical fiber.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、双
方の基板の先端面を突合せるだけで、双方の光ファイバ
の光結合ができるので、光結合作業が容易となり、さら
に、ガイドピンの突出し部分が他方の基板のガイドピン
用のV溝に挿入されることにより双方の光ファイバの光
軸や光ファイバと光導波路の光軸が整列されるので、光
ファイバどうしの光軸や光ファイバと光導波路との光軸
が一致した状態で双方を結合することが可能となり、良
好な光結合が得られる。また、ガイドピンとガイドピン
用のV溝による整列により双方の光ファイバや光ファイ
バと光導波路が光結合できるので、構造が簡単となり、
小型化を図ることができる。さらに、フォトリソグラフ
ィおよび結晶方位を利用した異方性エッチングによる加
工によりV溝を形成できるので、各々のV溝間距離が正
確で、各々のV溝の角度精度や平面度がサブミクロン単
位の精度で加工可能となり、双方の光ファイバどうしを
高精度で光結合することが可能となる。また、半導体プ
ロセスと同様の工法であるフォトリソグラフィ手法およ
び異方性エッチングにより各々のV溝を加工できるの
で、半導体プロセスの形成と同時に各々のV溝を形成可
能となり、一度の作業で1ウェハー当たり大量の加工が
可能となり、量産性が高めることができ、加工コストが
安くすることが可能となる。As described above, according to the present invention, the optical coupling of both optical fibers can be performed only by abutting the end surfaces of both substrates, so that the optical coupling operation is facilitated, and furthermore, the guide pin is provided. When the protruding portion of the optical fiber is inserted into the V-groove for the guide pin of the other substrate, the optical axes of both optical fibers and the optical axis of the optical fiber are aligned with the optical axis of the optical fiber. It is possible to couple the fiber and the optical waveguide in a state where their optical axes are aligned, and good optical coupling is obtained. In addition, since the two optical fibers and the optical fiber and the optical waveguide can be optically coupled by alignment by the guide pin and the V groove for the guide pin, the structure is simplified,
The size can be reduced. Furthermore, since V-grooves can be formed by processing by anisotropic etching utilizing photolithography and crystal orientation, the distance between each V-groove is accurate, and the angular accuracy and flatness of each V-groove are in submicron units. And optical coupling between the two optical fibers can be performed with high precision. In addition, since each V-groove can be processed by photolithography and anisotropic etching, which are the same method as the semiconductor process, each V-groove can be formed at the same time as the semiconductor process is formed. A large amount of processing can be performed, mass productivity can be improved, and processing cost can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係り光結合構造を
示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an optical coupling structure according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態に係り一方の基板を
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing one substrate according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態に係り一方の基板を
示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing one substrate according to the first embodiment of the present invention.
【図4】(a)〜(c)は本発明の第1の実施の形態に
係り光結合の順序を示す平面図である。FIGS. 4A to 4C are plan views showing the order of optical coupling according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施の形態に係り光結合構造を
示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an optical coupling structure according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施の形態に係り光結合構造を
示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing an optical coupling structure according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第3の実施の形態に係り他方の基板に
設けられた光導波路を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing an optical waveguide provided on the other substrate according to the third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施の形態に係り他方の基板に
設けられた光導波路を示す正面図である。FIG. 8 is a front view showing an optical waveguide provided on the other substrate according to the third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第4の実施の形態に係り光結合構造を
示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an optical coupling structure according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第4の他の実施の形態に係り光結合
構造を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an optical coupling structure according to a fourth other embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第5の実施の形態に係り光結合構造
を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an optical coupling structure according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第6の実施の形態に係り光結合構造
を示す正面図である。FIG. 12 is a front view showing an optical coupling structure according to a sixth embodiment of the present invention.
1A……一方の基板、1a……一方の基板の先端面、1
B……他方の基板、1b……他方の基板の先端面、3…
…光ファイバ用のV溝、5……ガイドピン用のV溝、5
b……平面部、7……光ファイバ、9……ガイドピン、
11……光導波路。1A: One substrate, 1a: Tip surface of one substrate, 1
B: the other substrate, 1b: the end surface of the other substrate, 3 ...
... V-groove for optical fiber, 5 ... V-groove for guide pin, 5
b: flat part, 7: optical fiber, 9: guide pin,
11 Optical waveguide.
Claims (15)
板の上面に、フォトリソグラフィおよび異方性エッチン
グにより、前記双方の基板の突合わせ時に突合わせ方向
に沿って互いに中心が一致し直線状となる同形の光ファ
イバ用のV溝と、前記光ファイバ用のV溝と所定距離隔
てて平行で且つ前記双方の基板の突合わせ時に互いに中
心が一致し直線状となる同形のガイドピン用のV溝とを
それぞれ形成し、 前記双方の基板の光ファイバ用のV溝に、双方の基板の
先端面に端面を面一にして光ファイバをそれぞれ保持固
定し、 前記一方の基板のガイドピン用のV溝に、当該基板の先
端面から所定長突出してガイドピンを保持固定してお
き、 前記双方の基板の先端面を突合わせた際に、一方の基板
に保持固定されたガイドピンの突出し部分が他方の基板
のガイドピン用のV溝内に挿入されることにより、前記
双方の基板の光ファイバの光軸を整列させて双方の光フ
ァイバどうしを結合するようにしたことを特徴とする光
結合方法。1. A photolithography process and an anisotropic etching process are performed on the upper surfaces of both substrates whose front end surfaces abut each other so that their centers coincide with each other along the abutting direction when the two substrates abut each other, and are linearly formed. And a V-groove for an optical fiber having the same shape, and a V-groove for the same shape that is parallel to the V-groove for the optical fiber at a predetermined distance and has the same center and a linear shape when the two substrates are butted. Grooves are formed respectively, and the optical fibers are respectively held and fixed in the V-grooves for the optical fibers of the two substrates, with the end surfaces flush with the end surfaces of the two substrates, and the guide pins for the guide pins of the one substrate are formed. A guide pin protrudes from the front end surface of the substrate by a predetermined length and is held and fixed to the V-groove, and when the front end surfaces of both substrates abut against each other, the protruding portion of the guide pin held and fixed to one substrate But others The optical coupling is characterized in that the optical fibers of the two substrates are aligned by aligning the optical axes of the optical fibers of the two substrates by being inserted into the V-grooves for the guide pins of the other substrate. Method.
板のうち、一方の基板の上面に、フォトリソグラフィお
よび異方性エッチングにより、前記双方の基板の突合わ
せ方向に沿って光ファイバ用のV溝を形成し、 前記光ファイバ用のV溝に、当該基板の先端面に端面を
面一にして光ファイバを保持固定し、 前記他方の基板に、フォトリソグラフィおよび異方性エ
ッチングにより、前記双方の基板の先端面の突合わせ時
に前記一方の基板のV溝に保持固定された光ファイバの
光軸に一致する光導波路を形成し、 前記一方の基板の上面に、フォトリソグラフィおよび異
方性エッチングにより、前記光ファイバ用のV溝と所定
距離隔てて平行にガイドピン用のV溝を形成し、 前記他方の基板の上面に、フォトリソグラフィおよび異
方性エッチングにより、前記光導波路と所定距離隔てて
平行で且つ前記双方の基板の先端面の突合わせ時に互い
に中心が一致し直線状となる同形のガイドピン用のV溝
を形成し、 前記双方の基板のうち、どちらか一方の基板のガイドピ
ン用のV溝に、当該基板の先端面から所定長突出してガ
イドピンを保持固定しておき、 前記双方の基板の先端面を突合わせた際に、前記一方の
基板に保持固定されたガイドピンの突出し部分が他方の
基板のガイドピン用のV溝内に挿入されることにより、
前記一方の基板の光ファイバと前記他方の基板の光導波
路との光軸を整列させて前記光ファイバと光導波路とを
結合するようにしたことを特徴とする光結合方法。2. An optical fiber V-shaped optical fiber is formed on the upper surface of one of the two substrates whose front end surfaces are abutted with each other by photolithography and anisotropic etching along the abutting direction of the two substrates. Forming a groove, holding and fixing the optical fiber in the V-groove for the optical fiber with the end face flush with the end face of the substrate, and performing photolithography and anisotropic etching on the other substrate, Forming an optical waveguide that coincides with the optical axis of the optical fiber held and fixed in the V-groove of the one substrate at the time of abutting the front end surfaces of the substrates; and photolithography and anisotropic etching on the upper surface of the one substrate. A V-groove for a guide pin is formed in parallel with the V-groove for the optical fiber at a predetermined distance, and photolithography and anisotropic etching are performed on the upper surface of the other substrate. Thereby, a V-groove for a guide pin of the same shape which is parallel to the optical waveguide at a predetermined distance and has the same center when the front end surfaces of both the substrates abut each other and becomes linear is formed. Of these, the guide pin is held and fixed in a V-groove for a guide pin of one of the substrates by projecting a predetermined length from the front end surface of the substrate, and when the front end surfaces of the two substrates are abutted, By inserting the protruding portion of the guide pin held and fixed to one substrate into the V-groove for the guide pin of the other substrate,
An optical coupling method, wherein an optical axis of the optical fiber of the one substrate and an optical axis of the optical waveguide of the other substrate are aligned to couple the optical fiber and the optical waveguide.
板の上面に、フォトリソグラフィおよび異方性エッチン
グにより、前記双方の基板の突合わせ時に互いに中心が
一致し直線状となる同形の光ファイバ用のV溝と、前記
光ファイバ用のV溝と所定距離隔てて平行で且つ前記双
方の基板の突合わせ時に互いに中心が一致し直線状とな
る同形のガイドピン用のV溝とがそれぞれ形成され、 前記双方の基板の光ファイバ用のV溝に、双方の基板の
先端面に端面を面一にして光ファイバがそれぞれ保持固
定され、 前記一方の基板のガイドピン用のV溝に、当該基板の先
端面から所定長突出してガイドピンが保持固定され、 前記双方の基板の先端面の突合わせて、一方の基板のガ
イドピンの突出し部分が他方の基板のガイドピン用のV
溝内に挿入されて前記双方の基板の光ファイバの光軸を
整列させて互いに結合されたことを特徴とする光結合構
造。3. An optical fiber for optical fibers of the same shape, whose centers coincide with each other and become linear when the two substrates are butted by photolithography and anisotropic etching on the upper surfaces of both substrates whose tip surfaces are butted against each other. And a V-groove for a guide pin, which is parallel to the V-groove for the optical fiber at a predetermined distance and has the same shape and becomes linear when the two substrates are butted together, respectively. The optical fibers are held and fixed to the optical fiber V-grooves of the two substrates, respectively, with the end faces flush with the end surfaces of the two substrates, and the substrate is fixed to the V-grooves for guide pins of the one substrate. The guide pins protrude a predetermined length from the front end surfaces of the two substrates, and the guide pins are held and fixed. When the front end surfaces of the two substrates abut, the protruding portions of the guide pins of one substrate are V
An optical coupling structure, wherein the optical coupling structure is inserted into the groove and aligned with the optical axes of the optical fibers of the two substrates so as to be coupled to each other.
板のうち、一方の基板の上面に、フォトリソグラフィお
よび異方性エッチングにより、前記基板の突合わせ方向
に沿って光ファイバ用のV溝が形成され、 前記光ファイバ用のV溝に、当該基板の先端面に端面を
面一にして光ファイバが保持固定され、 前記双方の基板のうち、他方の基板に、フォトリソグラ
フィおよび異方性エッチングにより、前記双方の基板の
突合わせ時に前記一方の基板のV溝に保持固定された光
ファイバの光軸に一致する光導波路が形成され、 前記一方の基板の上面に、フォトリソグラフィおよび異
方性エッチングにより、前記光ファイバ用のV溝と所定
距離隔てて平行にガイドピン用のV溝が形成され、 前記他方の基板の上面に、フォトリソグラフィおよび異
方性エッチングにより、前記光導波路と所定距離隔てて
平行で且つ前記双方の基板の突合わせ時に前記一方の基
板のガイドピン用のV溝と互いに中心が一致し直線状と
なる同形のガイドピン用のV溝が形成され、 前記双方の基板のうち、どちらか一方の基板のガイドピ
ン用のV溝に、当該基板の先端面から所定長突出してガ
イドピンが保持固定され、 前記双方の基板の先端面の突合わせて、前記ガイドピン
用のV溝に保持固定されたガイドピンの突出し部分が前
記他方の基板のガイドピン用のV溝内に挿入されて前記
一方の基板の光ファイバと他方の基板の光導波路との光
軸を整列させて互いに結合されたことを特徴とする光結
合構造。4. A V-groove for an optical fiber is formed on the upper surface of one of the two substrates whose front end surfaces abut each other by photolithography and anisotropic etching along the abutting direction of the substrates. An optical fiber is formed and fixed in the V-groove for the optical fiber with the end face flush with the front end face of the substrate. Photolithography and anisotropic etching are performed on the other of the two substrates. Thereby, an optical waveguide is formed which coincides with the optical axis of the optical fiber held and fixed in the V-groove of the one substrate at the time of abutting of the two substrates, and photolithography and anisotropy are formed on the upper surface of the one substrate. By etching, a V-groove for a guide pin is formed in parallel with the V-groove for the optical fiber at a predetermined distance, and photolithography and a different pattern are formed on the upper surface of the other substrate. By the reactive etching, for the same shape of the guide pin, the center and the V-groove for the guide pin of the one substrate coincide with each other and become linear when the two substrates are abutted. A V-groove is formed, and a guide pin is held and fixed by protruding a predetermined length from a front end surface of the substrate in a V-groove for a guide pin of one of the two substrates. The protruding portions of the guide pins held and fixed in the V-grooves for the guide pins are inserted into the V-grooves for the guide pins of the other substrate so that the optical fiber of the one substrate and the optical fiber of the other substrate are joined. An optical coupling structure wherein the optical axes of the substrate and the optical waveguide are aligned and coupled to each other.
に保持固定された際の光ファイバの中心が前記基板の上
面に面一となるように形成されるとともに、前記ガイド
ピン用のV溝が、当該V溝内に保持固定された際のガイ
ドピンの中心が前記基板の上面に面一となるように形成
されたことを特徴とする請求項3又は4記載の光結合構
造。5. The optical fiber V-groove is formed such that the center of the optical fiber when held and fixed in the V-groove is flush with the upper surface of the substrate, and the guide pin is formed in the V-groove. 5. The optical coupling structure according to claim 3, wherein the V-groove is formed so that the center of the guide pin when held and fixed in the V-groove is flush with the upper surface of the substrate. .
に保持固定された光ファイバが、前記双方の基板に複数
設けられたことを特徴とする請求項3、4又は5記載の
光結合構造。6. The optical coupling according to claim 3, wherein a plurality of said optical fiber V-grooves and a plurality of optical fibers held and fixed in said V-grooves are provided on both of said substrates. Construction.
に保持固定された光ファイバが前記一方の基板に複数設
けられるとともに、前記複数の光ファイバに結合される
複数の光導波路が前記他方の基板に設けられたことを特
徴とする請求項4又は5記載の光結合構造。7. A plurality of optical fiber V-grooves and a plurality of optical fibers held and fixed in the V-groove are provided on the one substrate, and a plurality of optical waveguides coupled to the plurality of optical fibers are provided on the other substrate. The optical coupling structure according to claim 4, wherein the optical coupling structure is provided on a substrate.
用のV溝および光導波路の両側にそれぞれ設けられたこ
とを特徴とする請求項3、4、5、6又は7記載の光結
合構造。8. The optical coupling according to claim 3, wherein the V-groove for the guide pin is provided on both sides of the V-groove for the optical fiber and the optical waveguide, respectively. Construction.
接着剤などを用いた接着により各々のV溝に保持固定さ
れたことを特徴とする請求項3、4、5、6、7又は8
記載の光結合構造。9. The optical fiber according to claim 3, wherein said guide pin and said optical fiber are held and fixed in respective V-grooves by bonding using an optical adhesive or the like.
The optical coupling structure as described.
ことを特徴とする請求項3、4、5、6、7、8又は9
記載の光結合構造。10. The guide pin according to claim 3, wherein the guide pin is formed in a cylindrical shape.
The optical coupling structure as described.
されたことを特徴とする請求項3、4、5、6、7、
8、9又は10記載の光結合構造。11. The guide pin according to claim 3, wherein a peripheral edge of an end of the guide pin is chamfered.
11. The optical coupling structure according to 8, 9, or 10.
る曲面に形成されたことを特徴とする請求項3、4、
5、6、7、8、9又は10記載の光結合構造。12. The guide pin according to claim 3, wherein an end portion of the guide pin is formed in a curved surface bulging outward.
The optical coupling structure according to 5, 6, 7, 8, 9 or 10.
る球面に形成されたことを特徴とする請求項3、4、
5、6、7、8、9又は10記載の光結合構造。13. An end portion of the guide pin is formed in a spherical shape bulging outward.
The optical coupling structure according to 5, 6, 7, 8, 9 or 10.
成され、このV溝に保持固定されるガイドピンの基板の
先端面からの突出し量が前記V溝の長さにより規定され
たことを特徴とする請求項3、4、5、6、7、8、
9、10、11、12又は13記載の光結合構造。14. The V-groove for the guide pin is formed with a predetermined length, and the amount of protrusion of the guide pin held and fixed in the V-groove from the front end surface of the substrate is defined by the length of the V-groove. Claims 3, 4, 5, 6, 7, 8,
The optical coupling structure according to 9, 10, 11, 12 or 13.
V溝の底部に平面部が設けられたことを特徴とする請求
項3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、1
3又は14記載の光結合構造。15. The device according to claim 3, wherein a flat portion is provided at a bottom portion of the V-groove for the guide pin or the optical fiber. 12, 1
15. The optical coupling structure according to 3 or 14.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35620997A JPH11174279A (en) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Optical coupling method and structure thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35620997A JPH11174279A (en) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Optical coupling method and structure thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174279A true JPH11174279A (en) | 1999-07-02 |
Family
ID=18447887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35620997A Pending JPH11174279A (en) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Optical coupling method and structure thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11174279A (en) |
-
1997
- 1997-12-08 JP JP35620997A patent/JPH11174279A/en active Pending
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