JPH05200616A - 溝加工方法及び溝加工装置 - Google Patents
溝加工方法及び溝加工装置Info
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- JPH05200616A JPH05200616A JP3266292A JP3266292A JPH05200616A JP H05200616 A JPH05200616 A JP H05200616A JP 3266292 A JP3266292 A JP 3266292A JP 3266292 A JP3266292 A JP 3266292A JP H05200616 A JPH05200616 A JP H05200616A
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- Japan
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- material substrate
- tool
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学材料基板上に、直接高精度の任意形状の
溝を機械的に加工する。 【構成】 円柱状工具２を回転させつつ機械的に光学材
料基板１上に微細な溝を形成する方法及び装置におい
て、光学材料基板１の表面形状を前もって測定する変位
計７と測定した表面形状データを記録し、記録したデー
タに基づいて円柱状工具２と光学材料基板１との相対位
置を制御する記録，制御装置８とを有し、切り込み量が
一定になるように制御しながら溝を加工する。 【効果】 光学材料基板表面の傾きや凹凸に影響され
ず、高精度の一定深さの溝形成が可能となる。
溝を機械的に加工する。 【構成】 円柱状工具２を回転させつつ機械的に光学材
料基板１上に微細な溝を形成する方法及び装置におい
て、光学材料基板１の表面形状を前もって測定する変位
計７と測定した表面形状データを記録し、記録したデー
タに基づいて円柱状工具２と光学材料基板１との相対位
置を制御する記録，制御装置８とを有し、切り込み量が
一定になるように制御しながら溝を加工する。 【効果】 光学材料基板表面の傾きや凹凸に影響され
ず、高精度の一定深さの溝形成が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学材料基板上に精密
微細溝を加工する方法及びその加工装置に関する。
微細溝を加工する方法及びその加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光スイッチ，光交換機等の光デバイス
は、リチウムナイオベート等の光学材料基板上に形成さ
れ、同一基板内のデバイス同士は、光学材料基板の表面
層に形成された光導波路で接続される。しかし、他基板
上のデバイスあるいは光ファイバと接続するためには、
光学材料基板端面まで導かれた導波路端部と光ファイバ
とを、両者の光軸をミクロン単位で合わせて接合する必
要があり、従来は一本ずつ顕微鏡を使って位置合わせ，
固定を行っていたため、時間とコストがかかるという問
題点があった。
は、リチウムナイオベート等の光学材料基板上に形成さ
れ、同一基板内のデバイス同士は、光学材料基板の表面
層に形成された光導波路で接続される。しかし、他基板
上のデバイスあるいは光ファイバと接続するためには、
光学材料基板端面まで導かれた導波路端部と光ファイバ
とを、両者の光軸をミクロン単位で合わせて接合する必
要があり、従来は一本ずつ顕微鏡を使って位置合わせ，
固定を行っていたため、時間とコストがかかるという問
題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記の精密溝を形成す
る方法としては、光学材料基板上にエッチング等の方法
で加工する方法、異方性エッチング等の方法で溝を形成
したシリコン単結晶板を光学基板上に接着する方法、機
械的除去加工で溝を形成する等の方法が考えられるが、
エッチングで加工する場合、例えば光ファイバの直径の
半分程度の深さの溝を形成する必要があり、通常の光通
信用ファイバの場合、６０μｍ以上の深さが必要とな
る。このような寸法の溝において必要とされるミクロン
精度の幅，深さ精度の溝を形成することは困難である。
る方法としては、光学材料基板上にエッチング等の方法
で加工する方法、異方性エッチング等の方法で溝を形成
したシリコン単結晶板を光学基板上に接着する方法、機
械的除去加工で溝を形成する等の方法が考えられるが、
エッチングで加工する場合、例えば光ファイバの直径の
半分程度の深さの溝を形成する必要があり、通常の光通
信用ファイバの場合、６０μｍ以上の深さが必要とな
る。このような寸法の溝において必要とされるミクロン
精度の幅，深さ精度の溝を形成することは困難である。
【０００４】また、シリコン基板上に溝を形成する方法
では、半導体素子用のリソグラフィ技術と異方性エッチ
ングを用いればサブミクロン精度の溝を形成することが
できるが、光学材料基板に接着時に位置合わせを行う必
要があり、またシリコン基板を光学材料基板に接着する
ことにより生じる表面の段差の問題を解消する必要があ
る。
では、半導体素子用のリソグラフィ技術と異方性エッチ
ングを用いればサブミクロン精度の溝を形成することが
できるが、光学材料基板に接着時に位置合わせを行う必
要があり、またシリコン基板を光学材料基板に接着する
ことにより生じる表面の段差の問題を解消する必要があ
る。
【０００５】一般的な溝形成方法としては、薄刃の円盤
状工具の外周部分を用いた機械的除去加工が多用されて
いる。この方法は、基板の端から端までの直線溝形成に
は適しているが基板の途中までの溝形成や任意の曲線形
状等の溝形成は不可能であるという欠点があった。
状工具の外周部分を用いた機械的除去加工が多用されて
いる。この方法は、基板の端から端までの直線溝形成に
は適しているが基板の途中までの溝形成や任意の曲線形
状等の溝形成は不可能であるという欠点があった。
【０００６】本発明の目的は、従来の上記欠点を解消し
て、光学材料基板上に直接、高精度の任意形状の溝を機
械的に加工することで光ファイバの位置決めを容易に行
うことが可能な溝加工方法及び溝加工装置を提供するこ
とにある。
て、光学材料基板上に直接、高精度の任意形状の溝を機
械的に加工することで光ファイバの位置決めを容易に行
うことが可能な溝加工方法及び溝加工装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による溝加工方法においては、光学材料基板
上に所望溝幅にほぼ等しい直径の円柱状微細工具を光学
材料基板表面に垂直な軸で回転させながら光学材料基板
と微細工具を相対運動させて加工することにより微細溝
を高精度に形成する溝加工方法であって、光学材料基板
と微細工具との相対運動は、加工に先立って測定した光
学材料基板表面形状データに従って工具の切り込み量を
調整しながら行うものである。
め、本発明による溝加工方法においては、光学材料基板
上に所望溝幅にほぼ等しい直径の円柱状微細工具を光学
材料基板表面に垂直な軸で回転させながら光学材料基板
と微細工具を相対運動させて加工することにより微細溝
を高精度に形成する溝加工方法であって、光学材料基板
と微細工具との相対運動は、加工に先立って測定した光
学材料基板表面形状データに従って工具の切り込み量を
調整しながら行うものである。
【０００８】また、溝加工装置においては、移動ステー
ジ機構と、工具保持機構と、表面変位測定機構と、記
録，制御機構とを有し、光学材料基板上に所要溝幅にほ
ぼ等しい直径の円柱状微細工具を光学材料基板表面に垂
直な軸で回転させながら光学材料基板と微細工具とを相
対運動させて光学材料基板に微細溝を形成する溝加工装
置であって、移動ステージ機構は、工具と光学材料基板
との相対位置を少なくとも光学材料基板表面に垂直方向
と平行方向に移動させるものであり、工具保持機構は、
スピンドルに保持された円柱状微細工具を光学材料基板
の加工面に対し垂直に保持するものであり、表面変位測
定機構は、溝加工に先立って、移動ステージ機構による
送り移動にしたがって溝加工部分の光学材料基板表面変
位を測定し、表面形状の変位データを記録，制御装置に
出力するものであり、記録，制御装置は、表面形状変位
データを記録し、そのデータに基づいて移動ステージ機
構を制御しながら工具保持機構に保持された微細工具に
よる溝加工時に、一定量の切り込みを与えるものであ
る。
ジ機構と、工具保持機構と、表面変位測定機構と、記
録，制御機構とを有し、光学材料基板上に所要溝幅にほ
ぼ等しい直径の円柱状微細工具を光学材料基板表面に垂
直な軸で回転させながら光学材料基板と微細工具とを相
対運動させて光学材料基板に微細溝を形成する溝加工装
置であって、移動ステージ機構は、工具と光学材料基板
との相対位置を少なくとも光学材料基板表面に垂直方向
と平行方向に移動させるものであり、工具保持機構は、
スピンドルに保持された円柱状微細工具を光学材料基板
の加工面に対し垂直に保持するものであり、表面変位測
定機構は、溝加工に先立って、移動ステージ機構による
送り移動にしたがって溝加工部分の光学材料基板表面変
位を測定し、表面形状の変位データを記録，制御装置に
出力するものであり、記録，制御装置は、表面形状変位
データを記録し、そのデータに基づいて移動ステージ機
構を制御しながら工具保持機構に保持された微細工具に
よる溝加工時に、一定量の切り込みを与えるものであ
る。
【０００９】
【作用】光学材料基板の表面形状を前もって測定し、そ
のデータに基づいて円柱状微細工具と光学材料基板との
相対位置を制御しつつ、切り込み量を一定として溝加工
を行う。
のデータに基づいて円柱状微細工具と光学材料基板との
相対位置を制御しつつ、切り込み量を一定として溝加工
を行う。
【００１０】
【実施例】次に本発明について図面を参照して詳細に説
明する。図１は、本発明の溝加工方法を説明するための
斜視図である。図中、１は、光学材料基板である。２
は、円柱形の工具形状をもつ微細工具で、その直径は、
所望する溝幅（例えば直径１２５μｍの光ファイバ固定
用の溝ならば直径１２５μｍ）にほぼ等しく、外周部に
加工のための砥粒を保持し、あるいは切り刃を有してい
る。微細工具２は、高周波スピンドル等の回転機構３に
保持され、微細工具２の中心軸を回転軸として回転す
る。光材料基板１と微細工具２とは、少なくとも一方が
移動可能な機構を有し（図１には図示せず）、相対運動
を行うことにより切り込みを与え、加工が可能となる。
明する。図１は、本発明の溝加工方法を説明するための
斜視図である。図中、１は、光学材料基板である。２
は、円柱形の工具形状をもつ微細工具で、その直径は、
所望する溝幅（例えば直径１２５μｍの光ファイバ固定
用の溝ならば直径１２５μｍ）にほぼ等しく、外周部に
加工のための砥粒を保持し、あるいは切り刃を有してい
る。微細工具２は、高周波スピンドル等の回転機構３に
保持され、微細工具２の中心軸を回転軸として回転す
る。光材料基板１と微細工具２とは、少なくとも一方が
移動可能な機構を有し（図１には図示せず）、相対運動
を行うことにより切り込みを与え、加工が可能となる。
【００１１】図２は、本発明の溝加工方法と溝加工装置
の構成を説明するための部分断面図である。図におい
て、光学材料基板１は、ベース４の上に水平ステージ
５，垂直ステージ６によって保持されている。７は、変
位計で、回転あるいは平行移動させる等の方法により微
細工具２の先端位置に変位計７の測定部分を移動させる
ことができる表面変位測定機構を有している。変位計で
測定した光学材料基板１の表面形状のデータは、パーソ
ナルコンピュータ等の記録制御装置８に送り記録し、記
録，制御装置８に記録したデータを用いて垂直ステージ
６を制御できる構成を有している。
の構成を説明するための部分断面図である。図におい
て、光学材料基板１は、ベース４の上に水平ステージ
５，垂直ステージ６によって保持されている。７は、変
位計で、回転あるいは平行移動させる等の方法により微
細工具２の先端位置に変位計７の測定部分を移動させる
ことができる表面変位測定機構を有している。変位計で
測定した光学材料基板１の表面形状のデータは、パーソ
ナルコンピュータ等の記録制御装置８に送り記録し、記
録，制御装置８に記録したデータを用いて垂直ステージ
６を制御できる構成を有している。
【００１２】図３は、図２の溝加工装置を使用した溝加
工の切り込み量の制御方法について説明するための概念
図である。本図では解りやすいように光学材料基板１を
固定して微細工具２及び変位計７が移動するように表示
している。９は、光学材料基板１の表面形状を表してお
り、図３では表面の凹凸や傾斜を誇張して示している。
まず、図３（ａ）のように変位計７を固定した状態で図
２の水平ステージ５を移動させて表面形状９を測定し、
記録，制御装置８にこのデータを取り込む。
工の切り込み量の制御方法について説明するための概念
図である。本図では解りやすいように光学材料基板１を
固定して微細工具２及び変位計７が移動するように表示
している。９は、光学材料基板１の表面形状を表してお
り、図３では表面の凹凸や傾斜を誇張して示している。
まず、図３（ａ）のように変位計７を固定した状態で図
２の水平ステージ５を移動させて表面形状９を測定し、
記録，制御装置８にこのデータを取り込む。
【００１３】次に図３（ｂ）に示すように微細工具２を
光学材料基板１上に移動し、固定した状態で水平ステー
ジ５を移動させると同時に垂直ステージ６を記録，制御
装置８に記録させた表面形状９のデータに基づいて移動
させ、表面形状に係わらず一定量の切り込みを与え、一
定深さの高精度溝加工を行う。
光学材料基板１上に移動し、固定した状態で水平ステー
ジ５を移動させると同時に垂直ステージ６を記録，制御
装置８に記録させた表面形状９のデータに基づいて移動
させ、表面形状に係わらず一定量の切り込みを与え、一
定深さの高精度溝加工を行う。
【００１４】本実施例では、直径１２４μｍのダイヤモ
ンド電着工具を工具の回転振れが０．５μｍ以下となる
ようにスピンドルに取り付け、変位計として分解能０．
０５μｍのレーザ変位計を用い、記録，制御装置として
パーソナルコンピュータを使用して、ステージを制御し
ながら加工することにより、表面の凹凸及び傾きが１０
０μｍ／１０ｍｍのリチウムナイオベート基板上に幅１
２５μｍ，深さ６３μｍの溝を長さ１０ｍｍの範囲で精
度±０．５μｍで任意の形状に形成することができた。
ンド電着工具を工具の回転振れが０．５μｍ以下となる
ようにスピンドルに取り付け、変位計として分解能０．
０５μｍのレーザ変位計を用い、記録，制御装置として
パーソナルコンピュータを使用して、ステージを制御し
ながら加工することにより、表面の凹凸及び傾きが１０
０μｍ／１０ｍｍのリチウムナイオベート基板上に幅１
２５μｍ，深さ６３μｍの溝を長さ１０ｍｍの範囲で精
度±０．５μｍで任意の形状に形成することができた。
【００１５】図２においては、説明を簡略化するために
水平方向の移動機構が一軸の場合を示したが、これと直
角方向に移動機構を設けることにより任意形状の溝が形
成可能であることはいうまでもない。
水平方向の移動機構が一軸の場合を示したが、これと直
角方向に移動機構を設けることにより任意形状の溝が形
成可能であることはいうまでもない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の溝加工方法
及び溝加工装置によれば、光学材料基板上に高精度に任
意形状の溝を形成することができ、特に機械的に加工す
るため、光学基板材料の種類に係わらず加工できるとい
う利点がある。また、光学材料基板の表面に傾きや凹凸
が存在しても一定量の切り込みを与えることができ、所
要深さの溝を容易に得ることができ、光ファイバと接続
の際に位置決めを容易に行うことができる効果を有す
る。
及び溝加工装置によれば、光学材料基板上に高精度に任
意形状の溝を形成することができ、特に機械的に加工す
るため、光学基板材料の種類に係わらず加工できるとい
う利点がある。また、光学材料基板の表面に傾きや凹凸
が存在しても一定量の切り込みを与えることができ、所
要深さの溝を容易に得ることができ、光ファイバと接続
の際に位置決めを容易に行うことができる効果を有す
る。
【図１】本発明の溝加工方法を説明するための斜視図で
ある。
ある。
【図２】本発明の溝加工装置の構成を説明するための部
分断面図である。
分断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、溝加工方法を説明するため
の概念図である。
の概念図である。
１ 光学材料基板 ２ 微細工具 ３ 回転機構 ４ ベース ５ 水平ステージ ６ 垂直ステージ ７ 変位計 ８ 記録，制御装置 ９ 表面形状
Claims (2)
- 【請求項１】 光学材料基板上に所望溝幅にほぼ等しい
直径の円柱状微細工具を光学材料基板表面に垂直な軸で
回転させながら光学材料基板と微細工具を相対運動させ
て加工することにより微細溝を高精度に形成する溝加工
方法であって、 光学材料基板と微細工具との相対運動は、加工に先立っ
て測定した光学材料基板表面形状データに従って工具の
切り込み量を調整しながら行うものであることを特徴と
する溝加工方法。 - 【請求項２】 移動ステージ機構と、工具保持機構と、
表面変位測定機構と、記録，制御機構とを有し、光学材
料基板上に所要溝幅にほぼ等しい直径の円柱状微細工具
を光学材料基板表面に垂直な軸で回転させながら光学材
料基板と微細工具とを相対運動させて光学材料基板に微
細溝を形成する溝加工装置であって、 移動ステージ機構は、工具と光学材料基板との相対位置
を少なくとも光学材料基板表面に垂直方向と平行方向に
移動させるものであり、 工具保持機構は、スピンドルに保持された円柱状微細工
具を光学材料基板の加工面に対し垂直に保持するもので
あり、 表面変位測定機構は、溝加工に先立って、移動ステージ
機構による送り移動にしたがって溝加工部分の光学材料
基板表面変位を測定し、表面形状の変位データを記録，
制御装置に出力するものであり、 記録，制御装置は、表面形状変位データを記録し、その
データに基づいて移動ステージ機構を制御しながら工具
保持機構に保持された微細工具による溝加工時に、一定
量の切り込みを与えるものであることを特徴とする溝加
工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266292A JPH05200616A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 溝加工方法及び溝加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3266292A JPH05200616A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 溝加工方法及び溝加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200616A true JPH05200616A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=12365078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266292A Pending JPH05200616A (ja) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | 溝加工方法及び溝加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05200616A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002144348A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-21 | Eastman Kodak Co | 精密モールド型を製造する方法 |
| JP2002205310A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-07-23 | Eastman Kodak Co | マイクロレンズアレー用モールド型を製造する方法 |
| KR100456129B1 (ko) * | 2002-09-12 | 2004-11-08 | 화천기공 주식회사 | 공작기계용 슬라이딩부의 수평안내면 가공방법 |
| JP2011020203A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Mimaki Engineering Co Ltd | カッティングプロッタ |
| JP2012086296A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Ihi Corp | 溝加工方法 |
| CN102632286A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-08-15 | 桐庐成顺光电配件厂 | 加工光纤连接器铜尾座的数控铣槽机 |
| CN116766301A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-09-19 | 承德石油高等专科学校 | 一种滑雪板底面凹槽仿形切削装置 |
-
1992
- 1992-01-22 JP JP3266292A patent/JPH05200616A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002144348A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-21 | Eastman Kodak Co | 精密モールド型を製造する方法 |
| JP2002205310A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-07-23 | Eastman Kodak Co | マイクロレンズアレー用モールド型を製造する方法 |
| KR100456129B1 (ko) * | 2002-09-12 | 2004-11-08 | 화천기공 주식회사 | 공작기계용 슬라이딩부의 수평안내면 가공방법 |
| JP2011020203A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Mimaki Engineering Co Ltd | カッティングプロッタ |
| JP2012086296A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Ihi Corp | 溝加工方法 |
| CN102632286A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-08-15 | 桐庐成顺光电配件厂 | 加工光纤连接器铜尾座的数控铣槽机 |
| CN116766301A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-09-19 | 承德石油高等专科学校 | 一种滑雪板底面凹槽仿形切削装置 |
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