JPH03118501A - 光導波路に対する光ファイバの光学的結合構造 - 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、その表面上に形成された光導波路の端面が当
該基板端面にまで延びている基板と、その基板の端面に
一端面が密着されて取り付けられるブロック体とを有し
、このブロック体の前記−端面から他端面にかけての溝
長さを有する保持溝内に光ファイバの端面側を位置決め
固定したうえで、その光ファイバの当該端面側における
光入出射端面を当該基板端面の光導波路端面に光学的に
結合してなる光導波路に対する光ファイバの光学的結合
構造に関する。

（従来の技術） この種の光ファイバの光学的結合構造に使用されるもの
として第３図および第４図に示される光スィッチがある
〔昭和５９年度電子通信学会総合全国大会の資料４−１
２３　１０６９ｒ　２Ｘ２光スイッチモジュールの検討
」参照〕。

この光スィッチは異方性結晶を使った光ガイド型スイッ
チを効率よく動作させるためには、単一直線偏波励振が
、また高集積化のためにファイバのアレイ化が必要であ
るが、これを偏波保存光ファイバを使い、２×２スイツ
チを実現したものとして上記で報告されたものである。

ところで、同図の光スィッチに使用される基板０２は、
ニオブ酸すチウム製で平面視形状が矩形形状の所定の厚
みを持ちその表面に一対の光導波路０４と櫛形電極０６
とがそれぞれ形成されてなる。各光導波路０４それぞれ
の途中部は互いに交差され、かつそれぞれの端面ば当該
基板０２の両端面に臨まされている。各光導波路０４の
途中部における基板０２上に上記櫛形型［！０６が形成
されている。

そして、基板０２の両端面のそれぞれにはブロック体の
一端面が光学的接着剤で密着されて取り付けられ、各ブ
ロック体０８にはそれぞれ一端面から他端面にかけての
溝長さを有するする各一対の断面Ｖ形の保持溝０１０が
形成されているとともに、各保持ＩＦｊ　０１０内には
、それぞれ光ファイバ０１２それぞれの端面が光学的接
着剤で位置決め固定されている。この位置決め固定状態
で各光ファイバ０１２それぞれの端面の光入出射端面が
当該基板端面の光導波路端面に光学的に結合されている
。

このような構造を有する光スィッチの作用については、
周知であるからその説明は省略する。

（発明が解決しようとする課題） 上記光スィッチでは、そのスイッチの動作の正確さを得
るには、すなわち第３図における左側の光ファイバ０１
２から入射された光が光導波路０４にロスなく効率的に
導かれてのち、同図における右側の光ファイバ０１２か
ら同じくロスなく効率的に出射されるためには、クラッ
ド０１２ａの中心にコア０１２ｂを挿入して構成された
光ファイバ０１２の該コア０１２ｈが基板０２の端面に
臨む光導波路０４の端面に高精度で位置決めされている
ことが必須となる。

しかしながら、保持４０１０は一般にエツチング作成さ
れることから、その溝内周面が第５図（ａ）のように破
線で示される正規の溝内周面位置から実線で示される非
正規の溝内周面位置のように荒れた状態に形成されてし
まうことが多く、このように荒れた溝内周面の保持溝０
１０に光ファイ／＜０１２を位置決め固定した場合には
、その光ファイバ０１２がその溝内周面に対して正規の
取り付は位置からずれてしまう結果、光ファイバ０１２
と光導波路０４との間での光結合効率が極度に悪化する
という不具合がある。

また、同じくエツチングのために保持４０１０の深さに
も第５図（ｂ）のようにバラツキが生じやすく、したが
って、このようなバラツキがあった場合には光ファイバ
０１２の互いの取り付は高さが不均一化する結果、この
ことも上記光結合効率が極度に悪化するという不具合と
なる。

しな−がって、本発明においては、光ファイバの端面と
光導波路の端面とを光学的に高効率で結合できる構造を
提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の光導波路に
対する光ファイバの光学的結合構造においては、少なく
とも２本の光導波路が形成され、各光導波路それぞれの
端面が当該基板端面にまで延び、かつ、隣り合う光導波
路どうしの互いの端面離間距離が、いずれも隣接状態の
２つの光ファイバのコア間距離に一致する基板と、当該
一端面から他端面にわたる溝長さを有しかつその溝深さ
が前記光導波路と同数の光ファイバの合計外径サイズに
一致し、かつ溝幅が単一の光ファイバの外径サイズとほ
ぼ同等に形成された光ファイバ保持溝を有するブロック
体とを有し、前記ブロック体の一端面側が前記基板端面
に対して、前記光ファイバ保持溝の溝深さ方向と前記光
導波路の離間方向とが一致する方向で密着され、かつ、
当該光ファイバ保持溝内には前記光導波路と同数の光フ
ァイバがそれぞれ前記溝深さ方向に一列状態で収納され
た状態で、各光ファイバそれぞれの光入出射端面が前記
各光導波路それぞれの端面に光学的に結合されてなるこ
とことを特徴としている。

（作用） 上記構造によれば、基板に形成された少なくとも２本の
光導波路相互の端面離間距離が、その光導波路と同数で
かつ隣接状態にされた複数の光ファイバのコア間距離に
一致するようにして、ブロック体の光ファイバ保持溝内
のｍＷさ方向にその光導波路と同数分の光ファイバが一
列状態で収納されであるから、ブロック体の一端面側を
基板端面に密着させるだけで、各光ファイバそれぞれの
光入出射端面は、面記各光導波路の端面にそれぞれ正規
の状態で確実に光学的に結合されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例に係る結合構造を光スイツチに適
用して図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図（ａ）は本発明の実施例に係る光導波路に対する
先ファイバの光結合構造に適用された光スィッチの外観
を示す斜視図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の縦
断面図である。

これらの図を参照して説明するように本実施例の光スィ
ッチに適用される結合構造にあっては、平面視矩形形状
のニオブ酸リチウム製基台２の中央部の基板載置部４上
に、この基台２よりも小さな平面視矩形形状のニオブ酸
すチウム製の基板６が紫外線硬化性樹脂（ＵＶ樹脂）な
どの光学接着剤で接着搭載され、かつ、基台２の両端側
それぞれにあるブロック体載置部８，８上にブロック体
１０．１０が同じく光学接着剤で接着搭載されている。

基板６の表面には一対の光導波路１２．１２と櫛形電極
Ｉ４とがそれぞれ形成されている。

基板６上の前記各光導波路１２．１２それぞれの両端面
１６・・・はそれぞれ基板６の両端面ｌ８１８にまで延
び、かつその基板６の両端面ｌ８Ｉ８での各光導波路１
２．１２の互いの両端面Ｉ６・・側での相互の離間距離
り、は、隣接状態の２本の光ファイバ２０・・のコア２
２・・・間距離り。に一致させられている。

基台２の両端側にある各ブロック体載置部８８には、後
述の光ファイバ保持Ｍ２８．２８が形成されである各ブ
ロック体１０．ＩＯが光学的接着剤で接着搭載されてい
る。このブロック体１０゜１０はそれぞれ光ファイバ保
持ｉ２８，２８が形成されているブロック部１０ａ、１
０ａと、各ブロック部１０ａｌＯａの光ファイバ保持溝
形成面側に取り付けられて、その光ファイバ保持ｉ＃２
８．２８を閉塞するもう１つのブロック部１０ｂ、１０
ｂとが一体に構成されてなる。なお、本実施例では両ブ
ロック部１０ａ、　　Ｉ　Ｏａ、　　１０ｂ、Ｉ　Ｏｂ
が接着剤で接着された一体構造であるために光ファイバ
保持１２８２８が光ファイバ保持孔を構成していること
になるか、ブロック部］Ｏｂ、１０ｂは本発明において
は必ずしも必須のものではなく、前掲の特許請求の範囲
に言う光ファイバ保持溝は、両ブロック部ＩＯかそれぞ
れブロック部１０ａ、１０ａ単独で構成されてなるもの
のみならず、両ブロック部１０ａ、ｌＯａ、および＋ｏ
ｂ、ｔａｂが当初から一体構造となって形成されてなる
上記光ファイバ保持孔も含む概念のものである。

このブロック体１０．１０には、それぞれ、端面２４か
ら他端面２６にわたる溝長さＬを存しかつその溝深さＨ
が２本の光ファイバ２０・・の合計外径サイズ２×Ｄ２
に一致し、かつ溝幅Ｗが単一の光ファイバ２０の外径サ
イズＤ、とほぼ同等に形成された弔−の光ファイバ保持
溝２８．２８がそれを構成するブロック部１０ａ、ＩＯ
ａそれぞれの一側面側２７に形成されている。そして、
このブロック体１０．１０は、当該一端面側２４が基板
端面１８に対してその光ファイバ保持溝２８２８の溝深
さ方向と光導波路１２．１２の離間方向とが一致した方
向で密着された状態で、当該光ファイバ保持溝２８．２
８内に２本の光ファイバ２０・・・がその溝深さ方向に
一列状態で収納されているとともに、各光ファイバ２０
・・・それぞれの光入出射端面３０が各光導波路１２．
１２の端面１６．１６にそれぞれ光学的に結合された構
造となっている。

上記構造においては、基板６上の各光導波路１２．１２
の端面どうｌ−の相互離間距離Ｄ１が、隣接状態の２本
の光ファイバのコア間距離り。に一致し、かつブロック
体ｔｏ、ｔｏの光ファイバ保持溝２８．２８内にはその
溝深さ方向に２本の光ファイバ２０・・・が隣接収納さ
れであるから、基台２の基板載置部４とブロック体載置
部８とにそれぞれ基板６とブロック体ｔ　ｏ、ｔ　ｏと
をＵＶ樹脂などで接着して載置搭載するだけで、各光フ
ァイバ２０・・・それぞれの光入出射端面３０・・・は
、各光導波路１２．１２の端面１６・・・にそれぞれ光
学的に結合されることになる。

このように本実施例では基板端面１８，１８にブロック
体１０．１０の一端面２４．２４を密着させ、そのブロ
ック体１０．１０の光ファイバ保持溝２８．２８内に２
本の光ファイバ２０・・・をそれぞれ収納させるだけで
、各光ファイバ２０・・・の光入出射端面３０・・・を
基板６上に形成された光導波路１２．１２の端面１６・
・・にそれぞれ光結合させることができることから、光
ファイバ保持溝２８゜２８内での各光ファイバ２０・・
・相互の離間距離を一定にすることができ、これにより
、光ファイバ２０・・・それぞれのコア２２・・・が常
に光導波路１２゜１２に対向状態となり、光ファイバ２
０・・・と光導波路１２．１２との間での光結合効率が
向上する。

また、光ファイバ保持ｉ２８，２ｇは各光ファイバ２０
・・・を同時に収納するものであるから、従来のように
ブロック体１０．１０に個別に光ファイバ保持溝２８．
２８を作成したときに問題となる溝深さのバラツキがな
くなるので、このバラツキに起因した先光結合の効率の
低下をもたらすファイバ相互の取り付は高さの不均一が
なくなる。

第２図（ａ）ないし第２図（Ｃ）はブロック体１０の作
成要領の説明に供する図であって、まず、第２図（ａ）
のような構成のブロック片３２（前記ブロック部１０ａ
に相当する）を用意する。このブロック片３２の一側面
側には、グイシングカッタなどで前記光ファイバ保持溝
に対応する凹溝３４が形成されている。ブロック片３２
の凹溝３４内に第２図（ｂ）のようにその溝深さ方向に
一列状態で２本の先ファイバ２０．２０を挿入するとと
もに、各光ファイバ２０．２０を凹溝３４内にＵＶ樹脂
で接着固定する。この光ファイバ２０゜２０の挿入のの
ちに、第２図（Ｃ）のようにその凹溝３４を閉塞するよ
うにもう１つのブロック片３６（前記ブロック部１０ｂ
に相当する）を上記樹脂で接着固定することで本実施例
の上記ブロック体１０が得られる。

なお、本実施例では基板に２本の光導波路が形成されて
あり、それに対応して光ファイバ保持溝内には２本の光
ファイバが保持されであるが、基板にそれ以上の個数の
光導波路が形成されである場合では、その光ファイバ保
持溝内にはそれに対応した数の光ファイバが保持される
ようにするとよく、したがって、本実施例では基板に形
成される光導波路の個数は２本に限定されるものではな
く、また、同様に光ファイバ保持溝内に保持される光フ
ァイバの個数も２本に限定されるものではない。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
基板の端面にブロック体の一端面を対向接着させるだけ
で、ブロック体の光ファイバ保持溝に収納保持されてい
る各光ファイバそれぞれの端面を基板上の各光導波路そ
れぞれの端面に光結合させることができることから、光
ファイバがその光ファイバ保持溝内の正規の取り付は位
置からずれて取り付けられてしまうことがなくなり、光
ファイバ端面と光導波路端面との間での光結合効率が向
上する。また、従来のブロック体のように単一の光ファ
イバを保持する光ファイバ保持溝を複数形成するもので
はなく、複数の光ファイバを単一の光ファイバ保持溝で
保持する構造であるから、光ファイバ保持溝相互の溝深
さのバラツキに起因した光ファイバの互いの取り付は高
さの不均一といった問題をなくすことができる結果、上
記光結合の効率が向上する。

以上の結果、本発明では光ファイバの端面と光導波路の
端面とを高効率で光学的に結合できる構造を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本発明の一実施例に係り、第１図
（ａ）は同実施例の結合構造を示す外観斜視図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）の縦断面図、第２図（ａ）ないし
第２図（Ｃ）はブロック体の作成要領の説明に供する図
である。 第３図および第５図は従来例に係り、第３図は従来例の
結合構造が適用された光スィッチの外観斜視図、第４図
は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図（ａ）お
よび第５図（ｂ）はそれぞれ従来例の問題点の説明に供
するもので、第４図に対応する図である。 ２・・・基台、４・・・基板載置部、６・・・基板、８
・・・ブロック体載置部、ｌＯ・・・ブロック体、１２
・・・光導波路、１６・・・光導波路端面、Ｉ８・・基
板端面、２０・・・光ファイバ、２２・・・コア、２４
・・ブロック体一端面、２６・・ブロック体他端面、２
８・・・光ファイバ保持溝、３０・・・光ファイバ光入
出射端面、Ｄ、・・・コア間距離、ＤＩ・・・光導波路
端面離間距離、Ｄ２・・・単一の光ファイバの外径サイ
ズ、Ｈ・・・光ファイバ保持溝の溝深さ、Ｗ・・・光フ
ァイバ保持溝の溝幅。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２本の光導波路が形成され、各光導波
   路それぞれの端面が当該基板端面にまで延び、かつ、隣
   り合う光導波路どうしの互いの端面離間距離が、いずれ
   も隣接状態の２つの光ファイバのコア間距離に一致する
   基板と、 当該一端面から他端面にわたる溝長さを有しかつその溝
   深さが前記光導波路と同数の光ファイバの合計外径サイ
   ズに一致し、かつ溝幅が単一の光ファイバの外径サイズ
   とほぼ同等に形成された光ファイバ保持溝を有するブロ
   ック体とを有し、前記ブロック体の一端面側が前記基板
   端面に対して、前記光ファイバ保持溝の溝深さ方向と前
   記光導波路の離間方向とが一致する方向で密着され、か
   つ、当該光ファイバ保持溝内には前記光導波路と同数の
   光ファイバがそれぞれ前記溝深さ方向に一列状態で収納
   された状態で、各光ファイバそれぞれの光入出射端面が
   前記各光導波路それぞれの端面に光学的に結合されてな
   ることを特徴とする、光導波路に対する光ファイバの光
   学的結合構造。