JPH01261604A - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導波路と光ファイバを光結合させる光結合
装置に係り、特に簡更に低損失な光結合を行なわせるの
に好適な光結合装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の光結合装置には、以下のような技術が知られてい
る。

（１）光導波路が形成された基板とは別個に、結晶異方
性エツチングによりＶ溝が形成されたＳｉ板を用意し、
この■溝で光ファイバを支持して光導波路と光結合させ
る（特開昭６０−９５４１０号など）。

（２）光導波路基板上に反応性ドライエツチング加工に
より方形溝を形成し、この方形溝に光ファイバを設置し
て先導波路と光ファイバの光結合を行なわせる。（特開
昭５６−１４６１０７　号など）。

（３）先導波路が形成されたＧａＡｑまたはＩ　ｎ　Ｐ
製基板（結晶面方位（１００））にイオンビームドライ
エツチングによって■溝を形成し、このＶ溝に光ファイ
バを設置する（特開昭６０−８３００６号など）。

（４）先導波路が形成されたＳｉ製結晶基板（結晶面方
位（１００））に結晶異方性エツチングによって結晶面
方位（１１１）面から成るＶ溝を形成し、このＶ溝に光
ファイバを設置する（特開昭６１−２６７０１０号など
）。

〔発明が解決しようとするｉｉ！題） 上記（１）の従来技術は、先導波路と光ファイバを光結
合させるために煩雑な光軸調整を必要とするので、生産
性の点で問題があった。

上記（２）の従来技術は、（１）の技術と異なり光導波
路基板上に七ノリシックに方形溝が形成されている。し
たがって、特に光軸調整を行なう必要はなく、方形溝に
光ファイバを設置するだけで光結合させることができる
。但し、溝の形状が方形であるので光ファイバの位置が
一義的に決まらず、溝の幅と光ファイバの外径との誤差
によって光結合効率にばらつきが生じるという問題があ
った。

上記（３）の従来技術はｖ溝であるので、光ファイバの
位置が一義的に決まり、（２）の技術のような光結合効
率のばらつきは生じない。しかし、■溝の加工方法がド
ライエツチングであるので、高価な真空装置を必要とし
経済的に負担が大きい。

また、−殻内な外径１２５μｍの光ファイバを設置する
ために■溝の深さは１００μｍ程度となるが、ドライエ
ツチングでは１００μｍ程度の溝を一本加工するのに数
１０時間を要する。したがって、生産性の点で問題があ
った。

上記（４）の従来技術は、先導波路基板上にモノリシッ
クにＶ溝が形成されているので、光軸調整の必要がない
。しかも、■溝であるから、光ファイバの位置が一義的
に決まる。■溝の加工は結晶異方性ウェットエツチング
であるから、加工装置は安価な恒温溶液槽が有れば良く
経済的である。

また、■溝が複数有る場合でも一括加工が行なえるので
、生産性が良い。

しかし、（４）の技術は数多くの利点があるにも関わら
ず、致命的な欠点を有していた。これを第１４図によっ
て説明する。第１４図において、Ｓｉ基板２０（結晶面
方位（１００））上に光導波路２０１と結晶面方位（１
１１）面から成るＶ溝２０２とがモノリシックに形成さ
れている。

（４）の技術ではＶＲ２０２を結晶異方性エツチングに
よって加工するので、ＶｉＮ２０２と同時に結晶面方位
（１１１）から成る而２０３も形成さ九る。ここでＶ溝
２０２に光ファイバ２０４を設置したとき、光ファイバ
２０４の端面が面２０３にぶつかるので、この面２０３
が障害となって先導波路２０１に光ファイバ２０４を近
付けることができないという問題があった。市販の外径
１２５μｍの光ファイバを用いた場合、光導波路２０１
と光ファイバ２０４の端面の間隔ｄは約４０μｍも開い
てしまう、これでは光４波路２０１と光ファイバ２０４
との間で低損失な光結合を行なわせることができない。

以上述べたように、従来の光結合装置は生産性。

経済性そして光結合効率の点で問題があった。

本発明の目的は、簡便に光導波路と光ファイバの低損失
光結合を行なわせることが可能な光結合装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、光導波路を連成要素とする光回路が形成さ
れた結晶基板上に、結晶異方性エツチング加工によって
Ｖ溝を形成させ、このＶ溝に光感波路側端面の光なくと
も一部分を斜めに加工した光ファイバを密接して位置し
、光導波路と光ファイバを光結合させることにより、達
成される。

〔作用〕

光導波路基板上にモノリシックに■溝が形成されている
ので、煩雑な光軸調整を行なう必要がない。

結晶異方性エツチング加工は、安価な装置で複数のＶ溝
の一括加工が可能なので、生産性・経済性が良い。

光ファイバの端面が斜めに加工されているので、第１４
図の面２０３に光ファイバ２０４の端面がぶつかること
がなくなり、光導波路と光ファイバの端面同士を所定の
間隔まで近付けることが可能になる。すなわち、先導波
路と光ファイバの低損失光結合が実現できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１図は本発明の第１実施例の光結合装置の斜視図であ
る。また第２図は、第１図のＶ溝８の近傍を部分的に拡
大した側面図である。

第１図において、基板１には、図面上に実線で示した光
導波路から成る光回路２と、■溝６，７゜８がモノリシ
ックに形成されている。光ファイバ９．１１．．１３は
、それぞれＶ溝６，７．８に密接して８置され、光回路
２端部の光導波路３，４゜５と光結合している。光ファ
イバ９，１１，１３の光導波路３，４，５側端面の一部
分は１面１０゜１２．１４に示すようにそれぞれ斜めに
加工されている。

基板１は、結晶面方位（１００）のＳｉ単結晶基板であ
る。厚さは３００μｍのものを用いた。

光回路２は、３次元光導波路型方向性結合器を３個組み
合わせて集積化した光合分波デバイスである。光合分波
デバイスは、光加入者系ネットワークの光波長多重通信
において必須のデバイスである。素子部の寸法は、幅１
ｍ、長さ４０閣とした。外部から波長１．３μｍと１．
５５μｍの２つの光が光ファイバ９を伝搬して光導波路
３に入射すると、これらの光は光回路２によって波長分
離され、波長１．３μｍの光が先導波路４を通って光フ
ァイバ１１に伝わり、波長１．５５μｍの光が光導波路
５を通って光ファイバ１３に伝わる。

逆に、波長１．３μｍの光が光ファイバ１１から光導波
路４に入射し、波長１．５５μｍの光が光ファイバ１３
から光導波路５に入射すると、これらの光は光回路２に
よって波長合成され、光導波路３を通って光ファイバ９
に伝わる。

光回路２を構成する光導波路（光導波路３，４゜５）は
１石英系ガラスから成る単一モード導波路である。コア
の断面は幅１０μｍ×高さ８μｍ、クラッド層の厚さは
１０μｍ、コアとクラッドの比屈折率差Δｎ＝０．２５
％とした。伝搬損失は０．１ｄＢ／ｍであった。光導波
路３，４．５の端面はエツチングによって垂直に加工さ
れている。

■溝６，７．８は、結晶面方位（１１１）の面から成り
、溝方向は（１１０＞である、■溝６゜７．８の突き当
たりの面（第２図の面１５）も結晶面方位は（１１１）
である、■溝６，７．８は、以下のようにして一括加工
した。まず、熱酸化によって基板１上に５ｉｎｓ膜を形
成させる。このＳ　ｉ　Ｏｚ膜をホトリソグラフィによ
ってライン状にパターンニングする。パターンニングし
た５ｉＯｚ膜をエツチングマスクとして、ＫＯＨ４０ｗ
ｔ％水溶液（温度６０℃の恒温溶液Ｍ）中でＳｉを約５
時間エツチングする。（１１１）面のエツチンググレー
トが最も遅いので（１，１１）面が残り、最終的に溝角
度７０．５°、深さ９４．３μｍ、長さ１１のＶ溝６，
７，８が得られた。加工精度は±０．２μｍであった０
面１５の角度（第２図のθ）は５４．７”であった。

光ファイバ９，１１．１３は、石英系単一モード光ファ
イバである。外径１２５μｍ、アコ径９μｍ、スポット
サイズ５μｍである。光ファイバ９．１１．１３の端面
は、而１０，１２．１４において斜めに研削加工した。

加工中、光ファイバ９．１１．１３の端面が割れないよ
うに、加工速度をＷＡｌｌＬだ。面１０，１２，１４以
外の端面は、光軸に対して垂直に研磨されている。研削
角度は。

光ファイバ９，１１．１３の端面がＶ溝６，７゜８の突
き当たりの面（第２図の面１５）にぶつからないように
、ｌ１ｌ＝５４．７６　よりも大きい角度とした。而１
０，１２．１４は、光ファイバ９゜１１．１３の中心か
ら１０μｍ離れている。

上記のように加工した光ファイバ９，１１゜１３を■溝
６，７．８に密接させて設置させれば。

光ファイバ９，１１．１３の光軸と光導波路３゜４．５
の光軸とがそれぞれ±０．５μｍの精度で一致するので
（第２図の一点鎖線）、光軸調整を行なう必要がない、
光ファイバ９，１１．１３の端面ば面１０，１．２．１
４のように加工されているので、Ｖ１６，７，８の突き
当たりの面（第２図の面１５）にぶつかることがなく、
光導波路３゜４．５のコアと光ファイバ９，１．１．１
３のコアとを直接端面結合させることができる（第２図
の結合部１６）。このときの光結合損失は１ｄＢであっ
た。

本第１実施例によれば、光ファイバ９，１１゜１３をＶ
溝６，７．８にただ密接させて設置するだけで、光導波
路３，４，５と光ファイバ９゜１１．１３を１ｄＢとい
う低い結合損失で光結合させることができた。すなわち
、光軸調整を行なわずに簡便に低損失光結合を実現でき
るので、生産性が向上する効果がある。複数有るＶ溝の
加工は、安価な恒温溶液槽中で一括して行なえるので。

生産性と経済性の点で有利である。

尚、さらに低損失な光結合を行なわせるために、本第１
実施例の先導波路３，４．５と光ファイバ９．１１，１
３の端面に無反射コーティングを施こすと、光結合損失
は０．８ｄＢ　に改善された。

また、光導波路３，４．５と光ファイバ９，１１゜１３
の端面同士をコアの屈折率に等しい紫外線硬化樹脂によ
って接着した場合には、光結合損失０．６　ｄ　Ｂ　　
が得られている。先導波路３，４．５と光ファイバ９，
１１．１３の端面結合部（結合部１６）に炭酸ガスレー
ザを照射し、光導波路３゜４．５と光ファイバ９，１１
．１３をガラス融着させた場合には、０．５　ｄ　Ｂ　
　という非常に低い光結合損失が得られ改善効果が著し
い。

また、光結合損失の安定性を保つために、光ファイバ９
，１１．１３の側面とＶ溝６，７．８の面に金属蒸着を
施し、光ファイバ９，１１，１．３をそれぞれＶ溝６，
７．８に半田によって固定した。固定後、温度サイクル
試験（−４５〜８０℃）を行なったが、検出されるよう
な光結合損失の変化は無かった。

次に、本発明の第２実施例について第３図を用いて説明
する。第３図は、本発明の第２実施例の光結合装置の斜
視図である。

第３図において、基板２０に光回路２１が形成されてい
る。光回路２１は、４本の光導波路２２゜２３．２４，
２５と４本の先導波路２６，２７゜２８．２９同士が交
差した完全格子型４×４光スイッチ回路である。先導波
路２２，２３，２４゜２５．２６．２７，２８．２９は
、それぞれ光ファイバ３１，３２，３３，３４，３６，
３７゜３８．３９と光結合している。光ファイバ３１゜
３２．３３，３４，３６，３７，３８，３９は、基板２
０上に形成された■溝（第３図では光ファイバの陰で見
えない）に設置されている。テープ型４心光ファイバ３
０．３５は、それぞれ光ファイバ３１，３２，３３，３
４と光ファイバ３６゜３７，３８．３９から成る。

基板２０．は結晶面方位（１００）のＩｎＰ単結晶基板
（厚さ３００μｍ）である。

光回路２１のような光スイツチ回路は、光加入者系ネッ
トワークの光交換機において用いられる。

光導波路２２，２３，２４，２５，２６，２７゜２８．
２９は、以下のようにして作成した。まず、基板２０上
にＩｎＧａＡｓＰ　光導波層（バンドギャップ長波１．
１５ｐｍ、厚さ１．０ｐｍ）、ＩｎＰクラッド層（厚さ
０．５ｐｍ）、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層（厚さ０．５
μｍ）を多層結晶成長させた。

次に１反応性イオンビームエッチジグ加工によって幅５
μｍ、高さ１．５μｍのリッジ型単一モード光導波路（
伝搬波長１．３μｍ）を形成させた。

光導波路２２，２３，２４．２５と光導波路２６゜２７
．２８，２９の１６個の交差部には、Ｚｎ拡散によりキ
ャリヤ注入領域を形成した。交差部に電流を流すと、光
導波路の屈折率が変化して全反射が起こるので、光の進
路が切り換わる。

光ファイバ３１，３２，３３，３４，３６゜３７．３８
，３９は石英系単一モード光ファイバである。各々、外
径１２５μｍ、コア径９μｍ。

スポットサイズ５μｍである。光ファイバ３１゜３２．
３３，３４と光ファイバ３６．３７．３８゜３９は、そ
れぞれテープ型４心光ファイバ心線３０．３５の樹脂被
覆を剥いで露出させたものである。

光ファイバ３１，３２，３３，３４，３６゜３７．３８
，３９と光導波路２２，２３，２４゜２５．２６，２７
，２８，２９との光結合部分は。

各々同様の構造を有している。この代表として。

光ファイバ３９と光導波路２９の光結合部分を第４図に
示す。

第４図において、基板２０上に光導波路２９と■溝４２
が形成されている。光ファイバ３９はＶ溝４２に設置さ
れ、光導波路２９と光結合している。■溝４２は、結晶
面方位（１１１）Ｂ面から成り、溝方向は＜１１０＞で
ある、■溝４２の突き当たりの面４３は、結晶面方位（
２１１）面から成る。■溝４２は、以下のようにして形
成した。

まず、基板２０の表面に気相化学堆積法によってガラス
膜を形成させる。このガラス膜をホトリソグラフィによ
ってパターンニングし、これをエツチングマスクとして
ＨＣＱ　−Ｈａ　Ｐ　Ｏ４系溶液中でＩｎＰをエツチン
グした。その結果、結晶異方性エツチングが行なわれ、
（１１１）Ｂ面から成るＶ溝４２が精度良く加工できた
（加工精度±０．２μｍ）、尚、他の光ファイバ３１，
３２，３３゜３４．３６，３７．３８が設置されるＶ溝
も、上記と同様の方法によって一括して加工した。

光ファイバ３９の先端には、光結合損失を低減化するた
めに先球レンズ４０が形成されている。

先球レンズ４０は、光ファイバ３９をＨＦ　−ＮＨ４Ｆ
溶液中でエツチングすることにより加工される。

光ファイバ３９の素材の５ｉｎｓ中に含まれるＧｅ０ｚ
（コア用）、ＢｚＯａ（クラッド用）等のドーパントに
よってエツチングレートが異なるので、コアの部分が球
状に突き出して先球レンズ４０となる。レンズの半径が
１３μｍになる様に加工した。

光ファイバ３９の端面の一部は１面４１において斜めに
加工されている。加工は、第１実施例と同様の研削によ
って行なった。まず、テープ型４心光ファイバ３０．３
５の被覆を剥いだ後、４本の光ファイバの先端の長さを
揃えてカッティングし、治具によって４本の光ファイバ
を並べて同時に研削する。尚、斜め加工は、弗酸系溶液
によって光ファイバの素材のＳｉＯｘをエツチングする
ことによっても行なえる。この場合には、４本の光ファ
イバの先端を揃えてエツチング液に侵した。

このようにして１面４１を斜めに加工したことにより、
光ファイバ３９の端面は面４３にぶつかることが無い、
したがって、先球レンズ４０と光導波路２９の端面との
間隔を、最も光結合損失が低くなる２０μｍの位置にま
で近付けることが可能になった。

尚、光ファイバ３１，３２，３３，３４と光ファイバ３
６，３７，３８，３９に関する先球レンズ加工や斜め加
工は、テープ型４心光ファイバ３０．３５毎に４本ずつ
まとめて一括加工した。

上記のように加工された光ファイバ３９をｖｉ？１４２
に密接して設置し、先球レンズ４０と光導波路２９の端
面との間隔を所定の位置に設定すれば。

煩雑な光軸調整を行なわずに低損失光結合（結合損失１
．１ｄＢ）が実現できた。第４図の一点鎖線に示すよう
に先導波路２９と光ファイバ３９の光軸は一致している
（光軸合わせ精度±０．５μｍ）。

勿論、他の光ファイバ３１，３２，３３，３４゜３６．
３７，３８の光結合も、同様に一括して行われる。すな
わち本第２実施例によれば、簡便に光回路２０とテープ
型４心光ファイバ３０．３５との低損失光結合が行なえ
る効果がある。基板のＶ溝や光ファイバ端面の先球レン
ズ、斜面の加工は、全て一括加工により行なえるので、
生産性が向上する効果がある。

以上１本発明を第１実施例、第２実施例を用いて説明し
たが、本発明は次のような構成によっても実施される。

第５図は、本発明の第３実施例を示す図である。

基板５０には、光導波路５１とＶ溝５３が形成されてい
る。光導波路５１の端面には、レーザ照射や赤外線加熱
等の局所加熱によって表面を融かすことにより、レンズ
５２が形成されている。■溝５３には、光ファイバ５５
が密接して設置されている。光ファイバ５５の端面がＶ
溝５３の突き当たりの而５４にぶつからない様に１面５
７は斜めに加工されている。光ファイバ５５の先端には
、光結合損傷を低減化するために先球レンズ５６が形成
されている１本第３実施例によれば、レンズ５２と先球
レンズ５６は共焦点光学系と成っているので、非常に低
損失な光結合を行なうことができる。

第６図は、本発明の第４実施例を示す図である６基板６
０には、光導波路６１とＶ溝６２が形成されている。■
溝６２には、光ファイバ６４が密接して設置されている
。光ファイバ６４の端面がＶ溝６２の突き当たりの面６
３にぶつからない様に、面６６は斜めに加工されている
。また、面６５も斜めに加工されているので、光ファイ
バ６４の先端は模型となっている。光ファイバ６４と光
導波路６１とは、直接端面光結合を行なっている０本第
４実施例によれば、光ファイバ６４の端面の上側（面６
７）も斜めに加工されているので、光ファイバ６４と光
導波路６１の端面同士を突き合わせる作業を行なう時に
、光結合部分を観察しやすいという効果がある。

第７図は、本発明の第５実施例を示す図である。

基板７０には、光導波路７１とＶ溝７２が形成されてい
る。■溝７２には、光ファイバ７４が密接して設置され
ている。光ファイバ７４の端面がＶ溝７２の突き当たり
の面７３にぶつからない様に。

光ファイバ７４の端面は全面、斜めに加工されている（
面７５）、光導波路７１の端面も同様の角度で斜めに加
工されている。光ファイバ７４と光導波路７１とは、直
接端面光結合を行なっている。

本第５実施例によれば、前述の実施例のように光ファイ
バ端面の一部分だけを加工するのに比べて、斜め加工が
行ない易く作業性が改善される効果がある。

第８図は、本発明の第６実施例を示す図である。

基板８０には、光導波路８１とＶ溝８２が形成されてい
る。■溝８２には、光ファイバ８４が密接して放置され
ている。光ファイバ８４の端面がＶ溝８２の突き当たり
の面８３にぶつからない様に、光ファイバ８４の端面ば
全面、斜めに加工されている（面８６）、但し、光ファ
イバ８４の先端には、光結合損失を低減化するために、
斜め加工の後エツチングによって先球レンズ８５が形成
されている。この先球レンズ８５は、レンズ半径が縦横
（図面ｘ、ｙ軸方向）で異なっている。本第６実施例に
よれば、光導波路８１のスポットサイズがＸ＋ｙ軸方向
で異なる場合でも、先球レンズ８５のレンズ半径を調節
することによって低損失な光結合を行なわせることがで
きる。

ところで１本発明は、光回路ばかりでなく電子集積回路
に対しても応用できる。その１応用例を第９図の第７実
施例に示す。

第９図は、光配線によって電子集積回路のインターコネ
クション（信号接続）に行なった場合の斜視図である。

第９図において、基板１００上に電子集積回路１０１と
先導波路（１０２，１０３等）や光素子（１０５，１０
６，１０７，１０８等）が形成されている。また、基板
１００上には、光ファイバ１１３，１１４，１１５，１
１６を設置するためのＶ溝（１０９，１１０，１１１゜
１１２等）が加工されてる。

基板１００は、Ｓｉの単結晶基板（結晶面方位（１００
）、厚さ３００ｕｍ）から成る。但し、電子集積回路１
０１のデバイス特性を改善するために、実際には面方位
は（１００）軸かられずかに傾いている（〜４”　）。

光導波路（１０２，１０３等）は９石英系３次元光導波
路から成る。基板１００上に石英ガラス膜を堆積させ、
これをドライエツチングによってパターンニングするこ
とによって作成した。導波光の波長は０．８　μｍであ
る。光導波路の折れ曲がり部分（１０４等）では、導波
光が全反射されて光の進行方向が変化する。

光素子（１０５，１０６，１０７，１０８等）のうち、
光素子（１０５，１０７等）はＡＱＧａＡｓ系半導体レ
ーザ（発振波長０．８μｍ）である、これらは、まず基
板Ｚｏｏ（Ｓｉ）上にＧａＡｓ層をヘテロエピタキシャ
ル結晶成長させ、さらにＡＱＧａＡｓレーザ活性層ｖ　
Ｇ　ａ　Ａ　ｓキャップ層を順次成長させた後、レーザ
端面をドライエツチングによって加工して作成した。

光素子（１０５，１０６，１０７，１０８等）のうち、
光素子（１０６，１０８等）は、ＰＩＮ型Ｓｉホトダイ
オードである。基板１００（Ｓｉ）に不純物を拡散させ
、ｐ−ｎ接合を形成することにより作成した。

尚、光素子（１０５，１０６，１０７，１０８等）と電
子集積回路１０１とは、電気的に接続されており、信号
の遣い取りを行なうことができる。

光ファイバ（１１３，１１４，１１５，１１６゜１１７
．１１８，１１９，１２０）は１石英系光ファイバ（波
長０．８μｍ用）である。

■溝（１０９，１１０，１１１，１１２，等）は、第１
実施例に述べた方法と同様の方法によって加工した。■
溝（１０９，１１０，１１１，１１２等）を成す面の面
方位は（１１１）である、光ファイバ（１１３，１１４
，１１５，１１６）を密接させて設置した時に、光導波
路（１０２，１０３等）や光素子（１０５，１０６，１
０７，１０８等）と光軸が合うように、■溝（１０９，
１１０゜１１１．１１２等）の深さはそれぞれ調節され
精度良く加工されている。

電子集積回路１０１は、光素子（１０５，１０６゜１０
７．１０８等）と光導波路（１０２，１０３等）と光フ
ァイバ１１３，１１４，１１５，１１６を介して、光配
線によって外部と信号接続されている。電気配線では容
量性負荷による信号遅延が問題となるが、光配線では、
光信号の誘導が無く信号伝搬速度が非常に速いので、高
速な信号接続が行なえる０本発明の光結合装置は、この
ような光配線の信号接続箇所（光結合箇所）において用
いられる。

第９図の第７実施例の代表的な光結合箇所について、第
１０．１１，１２．１３図を用いて説明する。

第１０図において、基板１００上に、電子集積回路１０
１、光導波路１０２．光素子１０５．Ｖ溝１０９が形成
されている。光ファイバ１１７の端面の面１２１が斜め
に加工されているので、先導波路１０２と端面直接結合
することができる。

光ファイバ１１７を■溝１０９に密接して設置すれば、
低損失な光結合が実現される。電子集積回路１０１の計
算処理結果は、光素子１ｏ５．光導波路１０２．光ファ
イバ１１７を介して外部に伝えられる。

第１１図において、基板１００上に、電子集積回路１０
１．光導波路１０３．光素子１０６．Ｖ溝１１１が形成
されている。光ファイバ１１９の端面の面１２２が斜め
に加工されているので、光導波路１０３と端面直接結合
することができる。

光ファイバ１１９をＶ溝１１１に密接して設置すれば、
低損失な光結合が実現される。外部からの光信号は、光
ファイバ１１９．光導波路１０３を伝わって、面１２３
で反射され光素子１０６に入射し、電子集積回路１０１
に伝えられる。

第１２図において、基板１００上に、電子集積回路１０
１．光素子１０７．Ｖ溝１１０が形成されている。光フ
ァイバ１１８の先端には、先球レンズ１２５が形成され
ている。光ファイバ１１８の端面の面１２４が斜めに加
工されているので。

光素子１０７と先球レンズ１２５の間隔を最適な距離に
設定することができる。光ファイバ１１８をＶ溝１１０
に密接して設置すれば、低損失な光結合が実現される６
電子集積回路１０１の計算処理結果は、光素子１ｏ７．
光ファイバ１１８を介して外部に伝えられる。

第１３図において、基板１００上に、電子集積回路１０
１．光素子１０８．Ｖ溝１１２が形成されている。光フ
ァイバ１２０の端面の面１２６が斜めに加工されている
ので、光素子１０８と端面直接結合することができる。

光ファイバ１２０をＶ溝１１２に密接して設置すれば、
低損失な光結合が実現される。外部からの光信号は、光
ファイバ１２０を伝わって直接光素子１０８に入射し、
電子集積回路１０１に伝えられる。

本第７実施例の光配線によれば、電子集積回路と外部と
の高速・大容量信号接続が可能になるので、電子集積回
路の計算処理能力が大幅に向上する効果がある。

以上述べたように、本発明の要件は、光ファイバ端面の
光なくとも一部分を斜めに加工したことにある。これに
より、光導波路と光ファイバの端面同士の間隔を所定の
距離まで近付けることが可能になるので、低損失光結合
が実現できる。従来の光結合装置では、この間隔を所定
の距離に近付けることができず、光結合損失が大きいと
いう欠点があった。尚、本発明は実施例に述べた光回路
の構成や光ファイバの材料、心線数などによって制限さ
れるものではなく、結晶基板上に形成された光導波路と
ファイバとの光結合装置においてその効果を存分に発揮
する。

〔発明の効果〕

本発明の光結合装置によれば、簡便に光導波路と光ファ
イバの低損失光結合を実現できる効果がある。したがっ
て、光結合装置を効率良く生産することができ、経済性
が向上する効果がある。

光結合装置は光通信・光情報処理・光応用機器、さらに
コンピュータの光配線など様々な分野において用いられ
るので１本発明が光技術全体に及ぼす波及効果は非常に
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の光結合装置の斜視図、第
２図は第１実施例の部分拡大図である。 第３図は第２実施例の光結合装置の斜視図、第４図、第
５図、第６図、第７図、第８図、第１０図。 第１１図、第１２図、および第１３図は他の実施例の光
結合部分を示す断面図である。第９図は、本発明の光結
合装置の応用例としてのさらに他の実施例の斜視図であ
る。第１４図は従来の光結合装置の断面図である。 １．２０，５０，６０，７０，８０，１００・・・基板
、３，４，５，２２，２３，２４，２５，２６゜２７．
２８，２９，５１，６１，７１，８１゜１０２．１０３
・・・光導波路、６，７，８，４２゜５３．６２，７２
，８２．　１０９，１１０，１１１゜１１２・・・Ｖ溝
、９，１１，１３，３１，３２゜３３、　３４，３６．
　３７，３８，３９，５５゜６４．７４，８４．　１１
３．　１１４．　１１５゜１１６・・・光ファイバ、１
０，１２，１４，４１゜５７．６６．７５，８６．　１
２１，１２２，１２４゜１２６・・・面、１０１・・・
電子集積回路、１ｏ５゜￥、２已 第　４　凹 第　８色 ５Ｊ１０　　圀 １ワ） 第　１１　図 １１７、ｌｌｑう１−ニアーｒｌ、ノ（早　）２　口 ／ＤＯ 茅１３区 １１８、　　＋２０　　　ラに７Ｔイノ＼”１２４、１
２４　　面 第　１４　　ｔＺｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光導波路を構成要素とする光回路が形成された結晶
   基板と該結晶基板に結晶異方性エッチングによつて加工
   された溝と前記光導波路に光結合すべく前記溝に設定さ
   れる光ファイバより成る光結合装置において、前記光フ
   ァイバの前記光導波路側端面の少なくとも一部分を斜め
   に加工したことを特徴とする光結合装置。 ２、上記結晶基板がＳｉ或いはＣａＡｓ或いはＩｎＰ製
   の結晶面方位（１００）基板より成り、上記溝が結晶面
   方位（１１１）面から成るＶ溝であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光結合装置。 ３、上記結晶基板がＳｉ製の結晶面方位（１００）基板
   より成り、上記溝が結晶面方位（１１１）面から成るＶ
   溝であり、上記光導波路が石英系光導波路より成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光結合装置。 ４、上記結晶基板には電子集積回路と光素子が形成され
   ており、上記と同様のＶ溝に設置された光ファイバが光
   素子と光接続されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光結合装置。 ５、上記結晶基板上にはヘテロエピタキシャル結晶成長
   が行われていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   、第２項、第３項、第４項いずれかの項に記載の光結合
   装置。 ６、上記光ファイバの端面が研削またはエッチングによ
   り斜めに加工されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光結合装置。 ７、上記光導波路および光ファイバの端面には先球レン
   ズが形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光結合装置。 ８、上記光導波路と光ファイバの端面同士が融着あるい
   は接着されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光結合装置。 ９、上記光導波路の端面がエッチングにより垂直に加工
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光結合装置。 １０、上記光導波路と光ファイバの少なくとも一方の端
   面に無反射コーティングが施されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光結合装置。 １１、上記光ファイバが上記溝に半田または接着剤によ
   り固定されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光結合装置。 １２、上記光ファイバが複数有り、該複数の光ファイバ
   が、複数の光ファイバ心線を一括して被覆したテープ型
   多心光ファイバより成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光結合装置。