JPH02306209A - 光導波路基板と光ファイバの接続方法 - Google Patents
光導波路基板と光ファイバの接続方法Info
- Publication number
- JPH02306209A JPH02306209A JP12836989A JP12836989A JPH02306209A JP H02306209 A JPH02306209 A JP H02306209A JP 12836989 A JP12836989 A JP 12836989A JP 12836989 A JP12836989 A JP 12836989A JP H02306209 A JPH02306209 A JP H02306209A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical fiber
- optical waveguide
- substrate
- fixed
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の産業上利用分野）
本発明は光導波路基板と光ファイバとの接続方法、さら
に詳細には基板に形成された２本の光導波路の端面に複
数のの光ファイバを接続固定する方法に関するものであ
る。
に詳細には基板に形成された２本の光導波路の端面に複
数のの光ファイバを接続固定する方法に関するものであ
る。
（従来の技術）
従来、ガラスあるいは誘電体などの基板内に近接して形
成された２本の光導波路に２本の光ファイバを接続しよ
うとした場合、近接した２本の光導波路の間隔と接続す
べき２本の光ファイバのコアの間隔が同じになるように
２本の光ファイバをあらかじめＶ溝付のシリコンウェハ
などの補助板に固定し、接続損失を光モニタしながら両
者の端面の位置合わせを行ない接着剤などで固定する方
法が用いられていた。
成された２本の光導波路に２本の光ファイバを接続しよ
うとした場合、近接した２本の光導波路の間隔と接続す
べき２本の光ファイバのコアの間隔が同じになるように
２本の光ファイバをあらかじめＶ溝付のシリコンウェハ
などの補助板に固定し、接続損失を光モニタしながら両
者の端面の位置合わせを行ない接着剤などで固定する方
法が用いられていた。
（発明が解決する問題点）
しかし、光導波路および光ファイバのコアがシングルモ
ード用の直径１０μｍ程度の断面寸法である場合、２本
の光導波路の間隔と２本の光ファイバの間隔を１μｍ以
下の精度で一致させなければならないが、光導波路のピ
ッチは製造毎にバラツキが生じると共に、２本の光ファ
イバの間隔を１μｍ以下の精度で補助板に位置合わせし
固定することは非常に困難であった。また、基板に形成
された先導波路の光学的プロファイルは必ずしも一定に
製造できるものではないため、寸法の最適位置と光学的
な最適位置は必ずしも一致しないことが多く、寸法的に
両者の間隔を一致させたとしても光学的な接続損失を最
小にすることはできない場合があった。さらに、ＬｉＮ
ｂＯ３のような光学異方性の大きい基板に形成された光
導波路に偏波保持光ファイバを接続する場合は、接続に
際しては偏波面の位置合わせを正確に行なうことが必要
であるが、あらかじめ該補助板上に２本の光ファイバの
偏波方向を正確に位置合わせできたとしても、基板との
接続時において接続損失の最適位置と偏波方向の最適位
置にズレが生じることがあり、接続損失と偏波面の整合
の両者を同時に満足させる最適位置に接続固定できない
欠点があった。
ード用の直径１０μｍ程度の断面寸法である場合、２本
の光導波路の間隔と２本の光ファイバの間隔を１μｍ以
下の精度で一致させなければならないが、光導波路のピ
ッチは製造毎にバラツキが生じると共に、２本の光ファ
イバの間隔を１μｍ以下の精度で補助板に位置合わせし
固定することは非常に困難であった。また、基板に形成
された先導波路の光学的プロファイルは必ずしも一定に
製造できるものではないため、寸法の最適位置と光学的
な最適位置は必ずしも一致しないことが多く、寸法的に
両者の間隔を一致させたとしても光学的な接続損失を最
小にすることはできない場合があった。さらに、ＬｉＮ
ｂＯ３のような光学異方性の大きい基板に形成された光
導波路に偏波保持光ファイバを接続する場合は、接続に
際しては偏波面の位置合わせを正確に行なうことが必要
であるが、あらかじめ該補助板上に２本の光ファイバの
偏波方向を正確に位置合わせできたとしても、基板との
接続時において接続損失の最適位置と偏波方向の最適位
置にズレが生じることがあり、接続損失と偏波面の整合
の両者を同時に満足させる最適位置に接続固定できない
欠点があった。
また、光導波路間のピッチが十分に大きい場合には物理
的空間が大きいため、従来は光導波路と光ファイバを一
接続づつ通常用いられている微調機構によってすべての
接続を最適位置に位置合わせし固定していたが、光導波
路間のピッチが小さくなった場合（多くの光フアイバ心
線径である０、９ｍｍ程度以下）には位置合わせ用の治
具の空間的大きさ、塗布した接着剤の占める空間的大き
さなどの影響により隣接部の接続ができない欠点があっ
た。
的空間が大きいため、従来は光導波路と光ファイバを一
接続づつ通常用いられている微調機構によってすべての
接続を最適位置に位置合わせし固定していたが、光導波
路間のピッチが小さくなった場合（多くの光フアイバ心
線径である０、９ｍｍ程度以下）には位置合わせ用の治
具の空間的大きさ、塗布した接着剤の占める空間的大き
さなどの影響により隣接部の接続ができない欠点があっ
た。
本発明の目的は、基板上に近接して形成された２本の光
導波路の端面と、接続すべき２本の光ファイバの端面と
をそれぞれ光学的な結合が最適位置となるように接続固
定した先導波路基板および光フアイバ接続方法を提供す
ることにある。
導波路の端面と、接続すべき２本の光ファイバの端面と
をそれぞれ光学的な結合が最適位置となるように接続固
定した先導波路基板および光フアイバ接続方法を提供す
ることにある。
（問題点を解決するための手段）
上記問題点を解決するなめ、本発明による光導波路基板
と光ファイバとの接続方法は、光導波路が形成されてい
る基板の該先導波路が形成されている面に、一部だけが
重なるように支持板を接着固定し、次に該光導波路の端
面に接続すべき光ファイバを、その端部付近の側面に接
着固定された位置合わせ板を動かすことによって移動さ
せ、該光ファイバのコアの端面と該光導波路の端面とが
光学的に最適結合状態となるように位置合わせし、該光
ファイバと該光導波路の端面同士および該位置合わせ板
と該支持板をそれぞれ接着剤で固定することを特徴とし
ている。
と光ファイバとの接続方法は、光導波路が形成されてい
る基板の該先導波路が形成されている面に、一部だけが
重なるように支持板を接着固定し、次に該光導波路の端
面に接続すべき光ファイバを、その端部付近の側面に接
着固定された位置合わせ板を動かすことによって移動さ
せ、該光ファイバのコアの端面と該光導波路の端面とが
光学的に最適結合状態となるように位置合わせし、該光
ファイバと該光導波路の端面同士および該位置合わせ板
と該支持板をそれぞれ接着剤で固定することを特徴とし
ている。
本発明は複数の光導波路端面に複数の光フアイバ端部を
接続するに当たって、−接続づつ順次光学的に最適位置
に仮固定し、次に外力に対して強固な本固定を行なうこ
とを最も主要な特徴とする。
接続するに当たって、−接続づつ順次光学的に最適位置
に仮固定し、次に外力に対して強固な本固定を行なうこ
とを最も主要な特徴とする。
特に仮固定法に特徴があり、その方法は光学的に透明な
速硬化型の接着剤を極く微量塗布した光フアイバ端面を
光導波路端面の最適位置に微調機構を用いて位置合わせ
し、光フアイバ端面と光導波路端面との間に跨ったブリ
ッジ状の接着剤を硬化させるものである。塗布する接着
剤の量が微量であるため接続部における接着剤拡がりの
大きさをファイバ外径の２倍以下とすることができ、次
に行なう隣接接続部の作業に影響を及ぼすことはない。
速硬化型の接着剤を極く微量塗布した光フアイバ端面を
光導波路端面の最適位置に微調機構を用いて位置合わせ
し、光フアイバ端面と光導波路端面との間に跨ったブリ
ッジ状の接着剤を硬化させるものである。塗布する接着
剤の量が微量であるため接続部における接着剤拡がりの
大きさをファイバ外径の２倍以下とすることができ、次
に行なう隣接接続部の作業に影響を及ぼすことはない。
従来は、接続すべき２本の光ファイバをあらかじめ一括
固定し、一体となった２本の光ファイバを２本の光導波
路端部に一括位置合わせし接着固定していた。
固定し、一体となった２本の光ファイバを２本の光導波
路端部に一括位置合わせし接着固定していた。
（実施例）
第１図は本発明の詳細な説明する斜視図であって、１は
シリコンウェハ上に石英ガラスを堆積して作製した基板
、２，２゛は基板ｌに形成された光導波路、３，３′は
先導波路２，２′に接続すべき光ファイバ、４．４′は
その端部に光ファイバ３，３′が接着固定されている位
置合わせ板、５は片面の一部が基板１の片面の一部に接
着固定されている支持板である。
シリコンウェハ上に石英ガラスを堆積して作製した基板
、２，２゛は基板ｌに形成された光導波路、３，３′は
先導波路２，２′に接続すべき光ファイバ、４．４′は
その端部に光ファイバ３，３′が接着固定されている位
置合わせ板、５は片面の一部が基板１の片面の一部に接
着固定されている支持板である。
この図より明らかなように、本発明による先導波路基板
は、基板１に形成された先導波路２，２′に、短冊状薄
板の位置合わせ板４．４′が側面に接着された光ファイ
バ３．３′の端面を接続しである。そして前記基板１の
片面の一部が支持板５の片面の一部に接着固定された構
造になっていると共に、前記支持板５に位置合わせ板４
．４′を接着固定している。
は、基板１に形成された先導波路２，２′に、短冊状薄
板の位置合わせ板４．４′が側面に接着された光ファイ
バ３．３′の端面を接続しである。そして前記基板１の
片面の一部が支持板５の片面の一部に接着固定された構
造になっていると共に、前記支持板５に位置合わせ板４
．４′を接着固定している。
上述のような支持板５および位置合わせ板４，４′は熱
膨張係数が小さいものであるのが良く、たとえば石英、
ガラス、シリコンまたはセラミック材料などで製造する
ことができる。
膨張係数が小さいものであるのが良く、たとえば石英、
ガラス、シリコンまたはセラミック材料などで製造する
ことができる。
この構造を得るため、たとえば熱膨張係数が非常に小さ
い材料である石英ガラスで作られた位置合わせ板４の一
端に光ファイバ３を微量のエポキシ樹脂などで接着固定
した後、他端を微動装置で掴み、あらかじめ基板１に接
着固定された支持板５の上で光接続損失をモニタしなが
ら光導波路２の端面と光ファイバ３の端面の位置合わせ
を行なった。
い材料である石英ガラスで作られた位置合わせ板４の一
端に光ファイバ３を微量のエポキシ樹脂などで接着固定
した後、他端を微動装置で掴み、あらかじめ基板１に接
着固定された支持板５の上で光接続損失をモニタしなが
ら光導波路２の端面と光ファイバ３の端面の位置合わせ
を行なった。
この時、光ファイバ３の端面にはあらかじめ屈折率整合
機能を有つＵＶ硬化型の透明アクリル接着剤を掻く微量
（光ファイバ３の端面を基板１の端面に押し付けた時の
接着剤の拡がりが光導波路２，２′の間隔の１／２以下
となる量）塗布しておき、接着剤が光導波路２の端面と
光ファイバ３の端面間でブリッジを形成している状態で
位置合わせを行なった。
機能を有つＵＶ硬化型の透明アクリル接着剤を掻く微量
（光ファイバ３の端面を基板１の端面に押し付けた時の
接着剤の拡がりが光導波路２，２′の間隔の１／２以下
となる量）塗布しておき、接着剤が光導波路２の端面と
光ファイバ３の端面間でブリッジを形成している状態で
位置合わせを行なった。
最適位置の決定の後、光導波路２の端面と光ファイバ３
の端面に塗布した接着剤をＵＶ光で硬化させ、次に位置
合わせ板４と支持板５の間に常温速硬化型のエポキシ接
着剤を充填し硬化させた。同様にして、光導波路２′と
光ファイバ３′の接続固定を位置合わせ板４′を動かし
て行ない、光導波路２，２′と光ファイバ３，３″が独
立に位置合わせされ、それぞれの接続が最適化された第
１図に示した接続構造を得た。光ファイバ３，３′の端
面に塗布する接着剤として粘度３０００ｃｐのＵＶ硬化
型のアクリル樹脂を用いた場合、塗布量を第２図に示す
基板ｌの端面での拡がりＤ３で評価した場合、光フアイ
バ径Ｄｒの１．５倍以下とすることは容易にでき、また
、位置合わせ板４の端部に光ファイバ３を接続する接着
剤として粘度１５０００ｃｐのエポキシ樹脂を用いた場
合、第３図に温塗布厚さｔを５０μｍ以下とすることが
容易にできた。
の端面に塗布した接着剤をＵＶ光で硬化させ、次に位置
合わせ板４と支持板５の間に常温速硬化型のエポキシ接
着剤を充填し硬化させた。同様にして、光導波路２′と
光ファイバ３′の接続固定を位置合わせ板４′を動かし
て行ない、光導波路２，２′と光ファイバ３，３″が独
立に位置合わせされ、それぞれの接続が最適化された第
１図に示した接続構造を得た。光ファイバ３，３′の端
面に塗布する接着剤として粘度３０００ｃｐのＵＶ硬化
型のアクリル樹脂を用いた場合、塗布量を第２図に示す
基板ｌの端面での拡がりＤ３で評価した場合、光フアイ
バ径Ｄｒの１．５倍以下とすることは容易にでき、また
、位置合わせ板４の端部に光ファイバ３を接続する接着
剤として粘度１５０００ｃｐのエポキシ樹脂を用いた場
合、第３図に温塗布厚さｔを５０μｍ以下とすることが
容易にできた。
したがって、本発明の方法を用いると、基板１に形成さ
れた光導波路２，２゛の間隔はＤ３以下またはＤｒ＋
２ を以下とすることができる。
れた光導波路２，２゛の間隔はＤ３以下またはＤｒ＋
２ を以下とすることができる。
本実施例では、Ｄｆ＝ １２５μｍ、 Ｄ３＝ １５０
μｍ、ｔ＝１０μｍで行なったため、光ファイバ３．３
”の最小間隔は１５０μｍまで実施することができた。
μｍ、ｔ＝１０μｍで行なったため、光ファイバ３．３
”の最小間隔は１５０μｍまで実施することができた。
多くの場合、光導波路２，２′の間隔は２００−２５０
μｍで形成されるため、本方法によって光ファイバの接
続は十分に行なうことができた。また、支持板５は基板
１の温度変動による膨張・収縮に伴って移動するため、
支持板５の上に形成されている接続部において光導波路
２，２′の端面と光ファイバ３，３”の端面との界面に
は応力が加わらず、本発明によって得られた接続部は環
境温度の変化に対して優れた信頼性を示しな。
μｍで形成されるため、本方法によって光ファイバの接
続は十分に行なうことができた。また、支持板５は基板
１の温度変動による膨張・収縮に伴って移動するため、
支持板５の上に形成されている接続部において光導波路
２，２′の端面と光ファイバ３，３”の端面との界面に
は応力が加わらず、本発明によって得られた接続部は環
境温度の変化に対して優れた信頼性を示しな。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によって基板に近接して形
成された２本の光導波路に２本の光ファイバをそれぞれ
独立して最適位置に固定でき、かつ基板の熱膨張・収縮
の影響がほとんどないため、ガラスあるいは熱膨張率の
大きいＬｉＮｂＯ３基板などに形成された１×１あるい
は２×２型などの近接した２本の光導波路型入出力ボー
トを有つ光導波路基板に光ファイバを底損失で安定に接
続でき、高性能で高信頼な光フアイバ付光モジュールを
得られる利点がある。
成された２本の光導波路に２本の光ファイバをそれぞれ
独立して最適位置に固定でき、かつ基板の熱膨張・収縮
の影響がほとんどないため、ガラスあるいは熱膨張率の
大きいＬｉＮｂＯ３基板などに形成された１×１あるい
は２×２型などの近接した２本の光導波路型入出力ボー
トを有つ光導波路基板に光ファイバを底損失で安定に接
続でき、高性能で高信頼な光フアイバ付光モジュールを
得られる利点がある。
図面の簡単な説明
第１図は本発明の詳細な説明する斜視図、第２図は光フ
アイバ端面に塗布した接着剤の基板端面での拡がり状態
を説明する図、第３図は光ファイバの位置合わせ板端面
での接着状態を示す図である。
アイバ端面に塗布した接着剤の基板端面での拡がり状態
を説明する図、第３図は光ファイバの位置合わせ板端面
での接着状態を示す図である。
１・・・基板、２，２″・・・光導波路、３，３′・・
・光ファイバ、４，４”・・・位置合わせ板、５・・・
支持板。
・光ファイバ、４，４”・・・位置合わせ板、５・・・
支持板。
第１図
１・・・基板、２，２′・・・光導波路、３．３′・・
・光ファイバ、４．４′・・・位置合わせ板、５、・・
支持板、 第２図
・光ファイバ、４．４′・・・位置合わせ板、５、・・
支持板、 第２図
Claims (1)
- （１）光導波路が形成されている基板の該光導波路が形
成されている面の裏面に、熱膨張係数の小さい材料で作
られた支持板を、一部だけが重なるように接着固定し、
次に該光導波路の端面に接続すべき光ファイバを、その
端部付近の側面に接着固定された熱膨張係数が小さい材
料で作られた位置合わせ板を動かすことによって移動さ
せ、該光ファイバのコアの端面と該光導波路の端面とが
光学的に最適結合状態となるように位置合わせし、該光
ファイバと該光導波路の端面同士および該位置合わせ板
と該支持板をそれぞれ接着剤で固定したことを特徴とす
る光導波路基板と光ファイバの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12836989A JPH02306209A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 光導波路基板と光ファイバの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12836989A JPH02306209A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 光導波路基板と光ファイバの接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306209A true JPH02306209A (ja) | 1990-12-19 |
Family
ID=14983122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12836989A Pending JPH02306209A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 光導波路基板と光ファイバの接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02306209A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5604832A (en) * | 1992-12-15 | 1997-02-18 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for batch, active alignment of laser arrays to fiber arrays |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP12836989A patent/JPH02306209A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5604832A (en) * | 1992-12-15 | 1997-02-18 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for batch, active alignment of laser arrays to fiber arrays |
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