JPH04216509A - 導波路型光デバイスと光ファイバの接続方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導波路型光デバイスと光
ファイバの接続方法に関する。

【０００２】光通信又は光伝送の分野においては、光送
信機、光受信機及び伝送路以外に、光スイッチ及び光カ
プラ等の種々の光デバイスが使用される。光デバイスの
形態の一つとして、導波路型のものをあげることができ
る。導波路型光デバイスは、導波路基板上に光導波路を
形成し、この光導波路内に光ビームを閉じ込めた状態で
制御するように構成されており、構造上小型化が容易で
、プレーナ技術等を用いて量産することができるという
利点の他、電界や磁界を効果的に印加することができ消
費電力を飛躍的に軽減することが可能であるという利点
を有している。この種の導波路型光デバイスにおいては
、例えば導波路型スターカプラのように多数の光ファイ
バとの接続が必要になることがあり、導波路型光デバイ
スと光ファイバの接続方法の容易化が要望されている。

【０００３】

【従来の技術】従来、導波路型光デバイスと光ファイバ
の接続方法としては、導波路チップの入出力端に対して
光ファイバを個別に位置調整し、所要の屈折率を有する
光学マッチング接着剤等を結合部に充填するようにした
方法が公知である。また、Ｎ×Ｍ分岐の導波路型スター
カプラや導波路型光スイッチのように複数の入出力端を
有する導波路型光デバイスと光ファイバを接続する場合
に、導波路チップの入出力端に対応して光ファイバを配
列してなるファイバアレイを構成し、このファイバアレ
イを導波路チップに対して位置調整した後固定するよう
にした方法が公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の方法であると、
光ファイバの位置調整に多大の時間を要し、煩雑な作業
が要求されるという問題があった。

【０００５】また、後者の方法であると、個々の光ファ
イバの位置調整は不要になるが、ファイバアレイの位置
調整は必要であり、やはり煩雑な作業が要求されるとい
う問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みて創作され
たもので、導波路型光デバイスと光ファイバの接続方法
の容易化を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の導波路型光デバ
イスと光ファイバの接続方法は、導波路チップの光導波
路形成側に該光導波路を挟むように２本のＶ溝を形成す
るステップと、光ファイバをその端面が上記光導波路の
端面に対向するように保持するファイバアレイチップに
上記Ｖ溝と等しいピッチで２本のＶ溝を形成するステッ
プと、平板状のガイドチップに上記導波路チップ及びフ
ァイバアレイチップのＶ溝と等しいピッチで２本のＶ溝
を形成するステップと、上記ガイドチップのＶ溝と上記
導波路チップのＶ溝の間に円柱形の接続ピンを介在させ
て上記導波路チップを上記ガイドチップに固定するステ
ップと、上記ガイドチップのＶ溝と上記ファイバアレイ
チップのＶ溝の間に円柱形の接続ピンを介在させて上記
光ファイバの端面が上記光導波路の端面に接触するよう
に上記ファイバアレイチップを上記ガイドチップに固定
するステップとを備えて構成される。

【０００８】

【作用】本発明方法によると、各チップのＶ溝に接続ピ
ンを着座させた状態で各チップの固定を行うだけで、光
ファイバ端面を光導波路の端面に正確に対向させること
ができるので、光ファイバの位置調整が不要になり、導
波路型光デバイスと光ファイバの接続方法の容易化が可
能になる。

【０００９】尚、本発明方法を実施するに際して、Ｖ溝
の深さにばらつきが生じていたとしても、同一チップ内
のＶ溝の深さにばらつきがない限りにおいては、円柱形
の接続ピンの径を変更することにより、光ファイバ端面
と導波路端面の位置ずれを防止することができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１１】図１は本発明方法を適用して製造された装
置の斜視図、図２はＩＩ−ＩＩ断面図、図３は　ＩＩＩ
−ＩＩＩ　断面図である。

【００１２】２はＳｉ基板を備えた導波路チップ（導波
路型光デバイス）であり、その一方の面には光導波路４
が形成されている。図３に図示された断面においては、
光導波路４はｎ（具体的には８）に分岐しており、各光
導波路間のピッチはｐ１　で等しい。６は導波路チップ
２の光導波路４形成側に光導波路４を挟むように形成さ
れた２本のＶ溝である。

【００１３】１０はｎ本の光ファイバ８を光導波路４の
ピッチと等しいピッチｐ１　で整列して保持するファイ
バアレイチップであり、このファイバアレイチップ１０
の光ファイバ保持側には、光ファイバを挟むように２本
のＶ溝１２が形成されている。光ファイバ８の保持は、
等間隔で等しい深さに形成されたＶ溝に光ファイバ８を
着座させることにより行われている。

【００１４】各Ｖ溝は平行に形成されており、最も外側
の光ファイバ８が着座するＶ溝とＶ溝１２との間の距離
ｐ２　は、導波路チップ２における最も外側の光導波路
４とＶ溝６間の距離ｐ２　と等しく設定されている。

【００１５】１４は平板状のガイドチップであり、この
ガイドチップ１４には、Ｖ溝１２，１２間のピッチ及び
Ｖ溝６，６間のピッチ（２ｐ２　＋ｎｐ１　）と等しい
ピッチで２本のＶ溝１６が形成されている。

【００１６】１８はＶ溝６とＶ溝１６の間に介在する例
えば光ファイバからなる接続ピンであり、２０はＶ溝１
２とＶ溝１６の間に介在する同じく光ファイバ等からな
る接続ピンである。このように、接続ピンをＶ溝に着座
させて各チップ間の固定を行うことによって、光ファイ
バ８を容易に光導波路４の端面に対向させることができ
る。

【００１７】この実施例では、各チップはＳｉ基板を備
えてなり、各Ｖ溝はＳｉの異方性エッチングにより形成
される。Ｖ溝をＳｉの異方性エッチングにより形成した
場合、エッチング時間やエッチング液の濃度等によりＶ
溝の深さを高精度に制御することは困難であるが、Ｖ溝
間のピッチは高精度に設定することができ、しかも、同
一製造ロットについて同時に複数形成したＶ溝について
は、その深さが均一になるという特徴がある。

【００１８】従って、本実施例においては、接続ピンの
直径を製造ロット毎に適宜選択することによって、光フ
ァイバの位置調整を全く行うことなしに、光ファイバと
光導波路を接続することができる。

【００１９】図４は導波路チップの製造工程の一例を説
明するための図である。

【００２０】まず、（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２２
上にＳｉＯ２　からなる第１クラッド層２４を形成し、
この第１クラッド層２４上にクラッド層よりも高屈折率
な光導波路（コア）２６（４）を形成し、光導波路２６
を第２クラッド２８で覆った後、第２クラッド２８上の
光導波路２６の両側にフォトレジスト３０を塗布する。

【００２１】次いで、（ｂ）に示すように、全面に金属
マスク３２を形成する。

【００２２】そして、（ｃ）に示すように、リフトオフ
によりフォトレジスト３０及びこのフォトレジスト３０
上に形成された金属マスク３２を除去する。

【００２３】しかる後、（ｄ）に示すように、金属マス
クで被覆されていない部分についてドライエッチングを
行い、第１クラッド２４の途中部分まで除去する。

【００２４】次いで、（ｅ）に示すように、金属マスク
３２を例えば硝酸によるウエットエッチングにより除去
する。

【００２５】そして、（ｆ）に示すように、適当なマス
クを用いて、Ｖ溝を形成するべき部分を除いて金属マス
ク３４を形成する。

【００２６】次いで、（ｇ）に示すように、第１クラッ
ド２４の金属マスク３４で被覆されていない部分につい
てドライエッチングを行い、この部分を除去した後、金
属マスク３４を除去する。

【００２７】そして最後に、（ｈ）に示すように、Ｓｉ
基板２２の露出部分について公知のウエットエッチング
を行うことによって、Ｖ溝６を形成する。

【００２８】図５は導波路チップの製造工程の他の例の
説明図である。

【００２９】この例では、まず、（ａ）に示すように、
第２クラッド２８上に、形成すべきＶ溝と等しいピッチ
及び幅でフォトレジスト３６を形成する。

【００３０】次いで、（ｂ）に示すように、全面に金属
マスク３８を形成する。

【００３１】そして、（ｃ）に示すように、リフトオフ
によりフォトレジスト３６及びその上に形成された金属
マスク３８を除去する。

【００３２】しかる後、（ｄ）に示すように、金属マス
ク３８で被覆されていない部分についてドライエッチン
グを行い、Ｓｉ基板２２を露出させる。

【００３３】そして、（ｅ）に示すように、ウエットエ
ッチングにより金属マスク３８を除去する。

【００３４】そして最後に、（ｆ）に示すように、異方
性エッチングによりＳｉ基板２２にＶ溝６を形成し、導
波路チップ２とする。

【００３５】図６はガイドチップ又はファイバアレイチ
ップのＶ溝の製造工程の説明図である。

【００３６】まず、（ａ）に示すように、Ｓｉ基板４０
上に酸化膜法、スパッタ法或いはＣＶＤ法により１μｍ
程度の厚みのＳｉＯ２　層４２を形成する。

【００３７】次いで、（ｂ）に示すように、ＳｉＯ２　
層４２上にイオンビーム蒸着法、スパッタ法等により５
０００Å程度の厚みでＳｉ層４４を形成する。

【００３８】そして、（ｃ）に示すように、Ｓｉ層４４
上に所定の間隔でフォトレジスト４６を形成する。

【００３９】しかる後、（ｄ）に示すように、ドライエ
ッチングを行った後にフォトレジスト４６を除去するこ
とによって、フォトレジスト４６に対応する位置にＳｉ
層４４を残留させる。

【００４０】そして、（ｅ）に示すように、再びドライ
エッチングを行うことによって、フォトレジストに対応
する位置にＳｉＯ２　層４２を残留させる。

【００４１】次いで、（ｆ）に示すように、残留したＳ
ｉＯ２　層の間にてＳｉ層４０についてウエットエッチ
ング（異方性エッチング）を行うことによって、Ｖ溝１
２又は１６を形成する。

【００４２】そして最後に、（ｇ）に示すように、ドラ
イエッチングにより、ＳｉＯ２　層４２を除去して所要
形状のＶ溝１２又は１６を得る。

【００４３】本実施例では、導波路チップ２は、その入
出力部で光導波路がそれぞれ複数に分岐する導波路型ス
ターカプラである。このように入出力部で光導波路が複
数に分岐している場合、従来方法によると、光ファイバ
の位置調整が極めて煩雑であったが、本実施例によると
、極めて容易に光ファイバと光導波路端を接続すること
ができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
導波路光デバイスと光ファイバの接続方法の容易化が可
能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用して製造される装置（スター
カプラ）の斜視図である。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】図１における　ＩＩＩ−ＩＩＩ　断面図である
。

【図４】導波路チップの製造工程の例を説明するための
図である。

【図５】導波路チップの製造工程の他の例を説明するた
めの図である。

【図６】Ｖ溝の製造工程を説明するための図である。

【符号の説明】

２　　導波路チップ ４　　光導波路 ６，１２，１６　　Ｖ溝 ８　　光ファイバ １０　　ファイバアレイチップ １４　　ガイドチップ １８，２０　　接続ピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　導波路チップ（２）　の光導波路（４
   ）　形成側に該光導波路（４）　を挟むように２本のＶ
   溝（６）　を形成するステップと、光ファイバ（８）　
   をその端面が上記光導波路（４）　の端面に対向するよ
   うに保持するファイバアレイチップ（１０）に上記Ｖ溝
   （６）と等しいピッチで２本のＶ溝（１２）を形成する
   ステップと、平板状のガイドチップ（１４）に上記導波
   路チップ（２）　及びファイバアレイチップ（１０）の
   Ｖ溝（６，１２）と等しいピッチで２本のＶ溝（１６）
   を形成するステップと、上記ガイドチップ（１４）のＶ
   溝（１６）と上記導波路チップ（２）　のＶ溝（６）　
   の間に円柱形の接続ピン（１８）を介在させて上記導波
   路チップ（２）　を上記ガイドチップ（１４）に固定す
   るステップと、上記ガイドチップ（１４）のＶ溝（１６
   ）と上記ファイバアレイチップ（１０）のＶ溝（１２）
   の間に円柱形の接続ピン（２０）を介在させて上記光フ
   ァイバ（８）　の端面が上記光導波路（４）　の端面に
   接触するように上記ファイバアレイチップ（１０）を上
   記ガイドチップ（１４）に固定するステップとを備えた
   ことを特徴とする導波路型光デバイスと光ファイバの接
   続方法。
2. 【請求項２】　　上記導波路チップ（２）　は入出力部
   で光導波路がそれぞれ複数に分岐する導波路型スターカ
   プラであることを特徴とする請求項１に記載の導波路型
   光デバイスと光ファイバの接続方法。
3. 【請求項３】　　上記導波路チップ（２）　、ファイバ
   アレイチップ（１０）及びガイドチップ（１４）はＳｉ
   基板を備えてなり、上記各Ｖ溝（６，１２，１６）　は
   Ｓｉの異方性エッチングにより形成されることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の導波路型光デバイスと光フ
   ァイバの接続方法。