JPH05100122A - 導波路型光デバイス及びその製造方法並びに該光デバイスと他の光学要素の接続方法 - Google Patents

導波路型光デバイス及びその製造方法並びに該光デバイスと他の光学要素の接続方法

Info

Publication number
JPH05100122A
JPH05100122A JP26363491A JP26363491A JPH05100122A JP H05100122 A JPH05100122 A JP H05100122A JP 26363491 A JP26363491 A JP 26363491A JP 26363491 A JP26363491 A JP 26363491A JP H05100122 A JPH05100122 A JP H05100122A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
optical device
waveguide type
thin film
type optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP26363491A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3100698B2 (ja
Inventor
Koji Okamura
浩司 岡村
Tadao Arima
忠夫 有馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP26363491A priority Critical patent/JP3100698B2/ja
Priority to US07/958,975 priority patent/US5299276A/en
Publication of JPH05100122A publication Critical patent/JPH05100122A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3100698B2 publication Critical patent/JP3100698B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は導波路型光デバイス及びその製造方法
並びに該光デバイスと他の光学要素の接続方法に関し、
この接続を容易に且つ正確に行い得るようにすることを
目的とする。 【構成】エッチングによりコア24Aを形成するときの
マスクと同一プロセスで例えばSiからなる薄膜層28
をコア層24上に形成しておき、アウタークラッド30
を形成した後に、エッチングにより薄膜層28上に基準
面28Aを露出させる。この基準面28Aは、コア24
Aに対して常に所定の位置関係を有するから、接続すべ
き光ファイバ等の位置決めに利用可能である。

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及び
その製造方法並びに該光デバイスと他の光学要素の接続
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
形態の一つに、導波路型のものがある。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
の効果的な印加が可能であるという利点を有している。
【0003】この種の導波路型光デバイスにおいては、
光ファイバ等の他の光学要素との光学的及び機械的な接
続が必要になることが多く、このような接続を正確に且
つ容易に行い得るようにすることが要望されている。
【0004】
【従来の技術】従来、導波路型光デバイスと光ファイバ
を接続する場合には、導波路型光デバイスの入出力端に
対して光ファイバを個別に位置調整し、所定の屈折率を
有する光学マッチング接着剤等を用いて導波路型光デバ
イスの入出力端と光ファイバを固定するようにしてい
た。
【0005】また、導波路型光デバイスの基板上に溝又
は突起対を形成し、光ファイバをこの溝、突起対に装着
することによって、接続時の位置調整を不要にすること
が試みられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前者の従来技術による
場合、光ファイバの位置調整に多大の時間を要し、導波
路型光デバイスと光ファイバを接続するのに煩雑な作業
が要求されるという問題があった。
【0007】また、後者の従来技術による場合、溝や突
起が形成される導波路層の厚みが製造技術上の問題によ
ってばらつき、導波路型光デバイスと光ファイバの正確
な接続が困難になるという問題があった。
【0008】特に、コア径が5乃至10μmのシングル
モードファイバと石英系光導波路を接続する場合には、
1μm以下の位置決め精度が必要になるのに対して、導
波路層の厚みを1μm以下の精度で設定するのは困難で
あるから、導波路層厚み方向の位置調整の無調整化は事
実上達成することができない。導波路型光デバイスと光
ファイバの接続を正確に行わないと、接続損失が増大す
る。
【0009】尚、以上の問題は、光ファイバを導波路型
光デバイスに接続する場合のみならず、発光素子、受光
素子等の光学要素を導波路型光デバイスに接続する場合
にも生じる。
【0010】本発明はこのような技術的過大に鑑みて創
作されたもので、導波路型光デバイスと光ファイバ等の
光学要素の接続を容易に且つ正確に行い得るようにする
ことを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路光デバイ
スは、比較的低屈折率なアンダークラッドと、該アンダ
ークラッド上に形成された比較的高屈折率なコアと、該
コアの外表面を覆うように上記アンダークラッド上に形
成された比較的低屈折率なアウタークラッドと、上記コ
アの下面を含む平面の又は該平面と平行で且つ該平面か
ら予め定められた距離を隔てた平面の上記コア近傍の領
域に形成された薄膜層とを備え、該薄膜層の上面を基準
面として露出させて構成される。
【0012】本発明の導波路型光デバイスの製造方法
は、薄膜層がコアの上面を含む平面上に形成されている
本発明の導波路型光デバイスに適用される。そして、こ
の方法は、比較的低屈折率なアンダークラッド上に比較
的高屈折率なコア層を一様に形成するステップと、該コ
ア層のコア形成領域及び該領域の近傍の領域にそれぞれ
上記コア層のエッチングレートより十分小さいエッチン
グレートの材質からなるコア形成用の薄膜層及び基準面
用の薄膜層を形成するステップと、これらの薄膜層をマ
スクとして上記コア層をエッチングするステップと、該
エッチングにより得られたコア上の薄膜層を除去するス
テップと、上記コアの外表面を覆うように上記薄膜層の
エッチングレートより十分大きいエッチングレートの材
質からなる比較的低屈折率なアウタークラッドを形成す
るステップと、該アウタークラッドを部分的にエッチン
グして上記薄膜層の少なくとも一部を基準面として露出
させるステップとを含む。
【0013】本発明の接続方法は、本発明に係る導波路
型光デバイスと他の光学要素の接続に適用されるそし
て、この方法は、上記他の光学要素を支持するガイド部
材の基準面を上記導波路型光デバイスの基準面に密着さ
せたときに上記他の光学要素の光軸と上記導波路型光デ
バイスの光軸とが該光デバイスの厚み方向の同一位置に
位置するように上記ガイド部材の形状を定めておき、上
記両基準面を密着させた状態で上記導波路型光デバイス
と上記他の光学要素を相互固定するようにしたものであ
る。
【0014】
【作用】本発明の導波路型光デバイスにあっては、コア
に対して所定の位置に薄膜層を形成し、この薄膜層の上
面を基準面として露出させているので、この導波路型光
デバイスを光ファイバ等の光学要素と接続するに際し
て、上記基準面を用いて正確に且つ容易に接続を行い得
るようになる。
【0015】薄膜層をコアの上面を含む平面上に形成す
る場合には、本発明方法のように基準面用の薄膜層を、
コアをエッチングにより形成するためのマスク用の薄膜
層と同一工程で容易に作成することができるので、基準
面用の薄膜層を形成することが製造作業性を阻害するこ
とがない。
【0016】
【実施例】以下本発明の望ましい実施例を図面に基づい
て説明する。図1は本発明方法の実施に使用することが
できるガラススート堆積装置の構成図である。2は原料
ガス並びに燃焼用のO2 及びH2 が供給されるバーナで
あり、このバーナ2は、X軸駆動装置4によって図中の
左右方向に等速度(例えば100mm/秒)で往復走査さ
れる。
【0017】6はその上に基板8が載置されるステージ
であり、このステージ6は、Y軸駆動装置10によって
紙面の表面側から裏面側に向かう方向或いはこれとは逆
の方向に等速度(例えば1mm/秒)で往復動作する。基
板8はその上に光導波路を形成するためのものであり、
半導体製造用に通常使用されるシリコンウエハを使用可
能である。
【0018】12は燃焼制御装置であり、O2 及びH2
を所定の混合比で混合して所定の流量でバーナ2に供給
する。14A,14B,14Cはそれぞれ燃料ガス供給
装置であり、ガスフローメータ16A,16B,16C
からそれぞれ送り込まれるO2 等のキャリアガスの流量
に応じた原料ガスを送り出す。この例では、原料ガス供
給装置14A,14B,14CにはそれぞれSiC
4 ,POCl3 等の原料ガスが液相で充填されてい
る。気相の原料ガスを用いて、その流量を直接ガスフロ
ーメータで調整するようにしてもよい。18は混合され
た原料ガスの総流量を制御するためのガスフローメータ
である。
【0019】バーナ2から吹き出された原料ガスは、燃
焼に伴う火炎加水分解によりSiO 2 等の酸化物とな
り、この酸化物は白色粉末状の酸化物ガラススート20
として基板8上に堆積される。
【0020】バーナ2の操作及びステージ6の移動によ
って、基板8上には均一の厚みでガラススート20が堆
積される。基板8上に堆積したガラススートは、電気炉
内等において加熱することによってガラス化され、光導
波路用の透明な膜とすることができる。尚、本願明細書
中「火炎堆積法」というのは、火炎加水分解により基板
上に堆積した酸化物ガラススートを加熱してガラス化さ
せる方法のことである。
【0021】図2は本発明の実施例を示す導波路型光デ
バイスの製造方法のプロセス説明図である。まず、図2
(A)に示すように、Siからなる導波路基板8上に、
図1の装置を用いた火炎堆積法を適用して、主としてS
iO2 からなる低屈折率なアンダークラッド22と、同
じく主としてSiO2 からなる高屈折率なコア層24を
この順に積層する。アンダークラッド22とコア層24
の比屈折率差は例えば1%である。アンダークラッド2
2及びコア層24の厚みはそれぞれ例えば約20μm、
約6μmである。
【0022】次いで、図2(B)に示すように、コア層
24上にコア形成用の薄膜層26と基準面用の薄膜層2
8とを形成する。薄膜層26,28の材質はSiであ
り、その厚みは0.5μm程度で十分である。
【0023】このときの導波路基板の平面図を図3に示
す。この実施例では、コア用の薄膜層26は導波路基板
8の端部まで延びており、基準面用の薄膜層28はコア
用の薄膜層26の端部の両側に長方形状に2つ形成す
る。薄膜層26,28の平面上における寸法精度は、通
常のパターニング技術によって十分高めることができ
る。
【0024】その後、図2(C)に示すように、薄膜層
26,28をマスクとしてコア層24をエッチングす
る。主成分がSiO2 からなるコア層24のエッチング
レートは、Siからなる薄膜層26,28のエッチング
レートよりも十分大きいから、このエッチングによっ
て、コア層24の不要部分は除去されて、薄膜層26の
下にはコア24Aが残り、薄膜層28の下にも同じよう
にコア層の一部24Bが残る。
【0025】そして、コア24A上の薄膜層26を除去
した後、図2(D)に示すように、コア24Aの外周面
を覆うようにアンダークラッド22上に火炎堆積法によ
り主としてSiO2 からなる低屈折率なアウタークラッ
ド30を形成する。アウタークラッド30の屈折率がア
ンダークラッド22の屈折率と同等になるようにアウタ
ークラッド30の成分が調整されている。アウタークラ
ッド30の厚みは約20μmである。
【0026】最後に、図2(E)に示すように、適当な
マスクを用いてアウタークラッド30を部分的にエッチ
ング除去して、薄膜層28の上面を基準面28Aとして
露出させる。このときの導波路基板の平面図を図4に示
す。このエッチングにより、コア24Aの両側には対称
に溝32が形成される。
【0027】このようにして形成された溝32の平面方
向の位置の確定精度は、通常のパターニング技術により
サブミクロンオーダで得ることができ、また、溝32の
底面となる基準面28Aの導波路層厚み方向の位置につ
いては、コア24Aの上面にほぼ一致する。
【0028】基準面28Aとコア24Aの上面の導波路
層厚み方向の位置のずれは、薄膜層28の厚みに相当
し、薄膜層28の厚みのばらつきは0.1μm以下であ
るから、基準面28Aとコア24Aの相対的な位置関係
については、容易に予め設定された位置関係に設定する
ことができる。
【0029】このようにして製造された導波路型光デバ
イスと光ファイバの接続方法を説明する。この場合の接
続構造の分解斜視図を図5に示し、接続構造の側面図を
図6に示す。
【0030】38は光ファイバ34を支持するガイド部
材であり、このガイド部材38は、光ファイバ34が嵌
合する溝36が形成された直方体ブロックからなる。こ
のガイド部材38においては、光ファイバ34が装着さ
れる側の面が基準面40となる。光ファイバ34は溝3
6の概略中央まで密着挿入されており、ガイド部材38
と光ファイバ34の相互固定は接着剤によりなされてい
る。
【0031】光ファイバ34と導波路型光デバイスを接
続する場合には、光ファイバ34のコア42と導波路型
光デバイスのコア24Aが同軸上に位置することが高い
光結合効率を得る上で要求される。
【0032】この実施例では、ガイド部材の基準面40
が導波路型光デバイスの基準面28Aに密着した状態
で、ガイド部材38の凸部が溝32に丁度嵌め合わされ
たときに、コア24Aとコア42が同軸上に位置するよ
うに、溝32及びガイド部材38の形状が設定されてい
る。
【0033】これにより、光ファイバ34及びそのガイ
ド部材38を導波路型光デバイスの端部に装着するとと
もに、光ファイバ34の端面がコア24Aの端面に密着
するように両者に押圧力を加えた状態で例えば接着剤に
より相互固定することによって、機械的及び光学的な接
続を容易に行うことができる。
【0034】本実施例によると、従来方法において導波
路基板8上或いはアウタークラッド30の外表面上に基
準面を設定した場合にコア層或いはクラッド層の厚みの
製造誤差に起因する導波路層厚み方向の位置ずれが著し
く大きかったのと比較して、無調整でしかも正確な光フ
ァイバの位置決めが可能になる。
【0035】これまでの実施例では、基準面用の薄膜層
28をコア24Aの上面を含む平面上に形成したが、コ
アの下面を含む平面上に基準面用の薄膜層を形成しても
よい。こうする場合には、図2(A)のプロセスにおい
て、アンダークラッド22及びコア層24のガラススー
トを同一工程で堆積させるのではなく、まず、導波路基
板上にアンダークラッド用のガラススートを堆積してこ
れをガラス化してアンダークラッドを形成した後、この
アンダークラッド上に基準面用の薄膜層を形成してか
ら、コア層を形成するようにする。
【0036】また、以上説明した実施例では、導波路型
光デバイスに接続すべき光学要素が光ファイバであると
したが、レーザダイオード、発光ダイオード等の発光素
子、APD等の受光素子、能動・受動型光デバイスを導
波路型光デバイスに接続するに際しても本発明を適用可
能である。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
導波路型光デバイスと他の光学要素を容易にしかも正確
に接続し得るようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導波路型光デバイスの製造方法に適用
することができるガラススート堆積装置の構成図であ
る。
【図2】本発明の望ましい実施例を示す導波路型光デバ
イスの製造プロセスの説明図である。
【図3】本発明の望ましい実施例における薄膜層の平面
図である。
【図4】本発明の望ましい実施例における基準面の平面
図である。
【図5】図2の製造プロセスにより製造された導波路型
光デバイスと光ファイバの接続構造の分解斜視図であ
る。
【図6】図5の接続構造の側面図である。
【符号の説明】
8 導波路基板 22 アンダークラッド 24 コア層 24A コア 26,28 薄膜層 28A 基準面 30 アウタークラッド 34 光ファイバ 38 ガイド部材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 比較的低屈折率なアンダークラッド(22)
    と、 該アンダークラッド上に形成された比較的高屈折率なコ
    ア(24A) と、 該コアの外表面を覆うように上記アンダークラッド(22)
    上に形成された比較的低屈折率なアウタークラッド(30)
    と、 上記コアの下面を含む平面の又は該平面と平行で且つ該
    平面から予め定められた距離を隔てた平面の上記コア近
    傍の領域に形成された薄膜層(28)とを備え、 該薄膜層の上面を基準面(28A) として露出させたことを
    特徴とする導波路型光デバイス。
  2. 【請求項2】 上記薄膜層(28)は上記コア(24A) の上面
    を含む平面上に形成されてい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。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の導波路型光デバイスの
    製造方法であって、 比較的低屈折率なアンダークラッド(22)上に比較的高屈
    折率なコア層(24)を一様に形成するステップと、 該コア層のコア形成領域及び該領域の近傍の領域にそれ
    ぞれ上記コア層のエッチングレートより十分小さいエッ
    チングレートの材質からなるコア形成用の薄膜層(26)及
    び基準面用の薄膜層(28)を形成するステップと、 これらの薄膜層(26,28) をマスクとして上記コア層(24)
    をエッチングするステップと、 該エッチングにより得られたコア(24A) 上の薄膜層(26)
    を除去するステップと、 上記コア(24A) の外表面を覆うように上記薄膜層のエッ
    チングレートより十分大きいエッチングレートの材質か
    らなる比較的低屈折率なアウタークラッド(30)を形成す
    るステップと、 該アウタークラッドを部分的にエッチングして上記薄膜
    層(28)の少なくとも一部を基準面(28A) として露出させ
    るステップとを含むことを特徴とする導波路型光デバイ
    スの製造方法。
  4. 【請求項4】 上記コア層(24)の主成分はSiO2 であ
    り、上記薄膜層(26,28) はSiからなることを特徴とす
    る請求項3に記載の導波路型光デバイスの製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2に記載の導波路型光デバ
    イスと他の光学要素の接続方法であって、 上記他の光学要素を支持するガイド部材(38)の基準面(4
    0)を上記導波路型光デバイスの基準面(28A) に密着させ
    たときに上記他の光学要素の光軸と上記導波路型光デバ
    イスの光軸とが該光デバイスの厚み方向の同一位置に位
    置するように上記ガイド部材(38)の形状を定めておき、 上記両基準面(40,28A)を密着させた状態で上記導波路型
    光デバイスと上記他の光学要素を相互固定することを特
    徴とする、上記厚み方向の位置調整が不要な導波路型光
    デバイスと他の光学要素の接続方法。
  6. 【請求項6】 上記他の光学要素が光ファイバ(34)であ
    ることを特徴とする請求項5に記載の導波路型光デバイ
    スと他の光学要素の接続方法。
JP26363491A 1991-10-11 1991-10-11 導波路型光デバイスの製造方法 Expired - Fee Related JP3100698B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26363491A JP3100698B2 (ja) 1991-10-11 1991-10-11 導波路型光デバイスの製造方法
US07/958,975 US5299276A (en) 1991-10-11 1992-10-09 Waveguide type optical device and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26363491A JP3100698B2 (ja) 1991-10-11 1991-10-11 導波路型光デバイスの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05100122A true JPH05100122A (ja) 1993-04-23
JP3100698B2 JP3100698B2 (ja) 2000-10-16

Family

ID=17392226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26363491A Expired - Fee Related JP3100698B2 (ja) 1991-10-11 1991-10-11 導波路型光デバイスの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3100698B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0807838A1 (en) * 1996-05-14 1997-11-19 Nec Corporation Optical waveguide coupling arrangement and fabrication process therefor
JP2002139644A (ja) * 2000-11-01 2002-05-17 Hitachi Ltd 光接続装置
WO2015098854A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 株式会社フジクラ 光学装置の製造方法
JP2018054863A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 京セラ株式会社 光回路基板と接続端子との接続方法
JPWO2017208285A1 (ja) * 2016-06-03 2018-06-14 京セラ株式会社 光コネクタ
JPWO2021014720A1 (ja) * 2019-07-25 2021-01-28

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0807838A1 (en) * 1996-05-14 1997-11-19 Nec Corporation Optical waveguide coupling arrangement and fabrication process therefor
US5907646A (en) * 1996-05-14 1999-05-25 Nec Corporation Optical coupling circuit and fabrication process therefor
JP2002139644A (ja) * 2000-11-01 2002-05-17 Hitachi Ltd 光接続装置
WO2015098854A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 株式会社フジクラ 光学装置の製造方法
JPWO2017208285A1 (ja) * 2016-06-03 2018-06-14 京セラ株式会社 光コネクタ
JP2018054863A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 京セラ株式会社 光回路基板と接続端子との接続方法
JPWO2021014720A1 (ja) * 2019-07-25 2021-01-28
WO2021014720A1 (ja) * 2019-07-25 2021-01-28 京セラ株式会社 光回路基板およびそれを用いた電子部品実装構造体

Also Published As

Publication number Publication date
JP3100698B2 (ja) 2000-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5299276A (en) Waveguide type optical device and method for manufacturing the same
EP0171615B1 (en) Hybrid optical integrated circuit and fabrication method thereof
US5600745A (en) Method of automatically coupling between a fiber and an optical waveguide
CN1215159A (zh) 使用校准平台的光纤无源校准装置
US11914193B2 (en) Optical assembly for coupling with two-dimensionally arrayed waveguides and associated methods
JP2001330762A (ja) 光モジュール
JP2862625B2 (ja) 埋め込み型石英系光導波路およびその製造方法
JPH053748B2 (ja)
JP3100698B2 (ja) 導波路型光デバイスの製造方法
US20030077060A1 (en) Planar lightwave circuit optical waveguide having a circular cross section
JPS6146911A (ja) 導波形光モジユ−ル
JP2771167B2 (ja) 光集積回路の実装方法
US11880071B2 (en) Optical assembly for interfacing waveguide arrays, and associated methods
JPS61117513A (ja) フアイバ.ガイド付光回路およびその製造方法
JPH05100123A (ja) 光導波路の製造方法
JP2893093B2 (ja) ファイバ・ガイド部付き光導波路の製作方法
JP2809267B2 (ja) 光導波路デバイスとその製造方法
JPH07159636A (ja) 導波路型光部品およびその調整方法
JPS6396609A (ja) 光接続回路
JP3670654B2 (ja) 光回路部品
JPS6343105A (ja) 単一モ−ド光導波路
JPH01288802A (ja) 光導波路及びその製造方法
JPH05249340A (ja) 光部品の結合装置
JPH0664217B2 (ja) フアイバ・ガイド付光導波路
JPH04313710A (ja) 光導波路部品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000808

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080818

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees