JPH05241047A - 光部品の結合装置 - Google Patents
光部品の結合装置Info
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- JPH05241047A JPH05241047A JP3961192A JP3961192A JPH05241047A JP H05241047 A JPH05241047 A JP H05241047A JP 3961192 A JP3961192 A JP 3961192A JP 3961192 A JP3961192 A JP 3961192A JP H05241047 A JPH05241047 A JP H05241047A
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- microlens
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロレンズを使用する光部品の結合にお
いて、煩雑な結合効率を高める作業を軽減、無調整で行
う結合装置を提供する。 【構成】 シリコン基板１の中央部のエッチング加工さ
れた部分に、マイクロレンズ２０を形成する。マイクロ
レンズ２０の光軸および焦点距離に合わせたレーザ用ガ
イド溝３と光ファイバ用ガイド溝４を、マイクロレンズ
２０を挟んで同一基板上に構成し、半導体レーザを有し
たレーザ用ガイド５と光ファイバ６をそれぞれのガイド
溝３、４に配置する。これにより、レーザ用ガイド５と
光ファイバ６の位置はそれぞれのガイド溝３、４により
確定され、かつ、マイクロレンズ２０は基板に位置決め
して形成されているため、半導体レーザの活性層５１と
光ファイバ６のコアとの精度の高い光軸、焦点距離合わ
せが無調整で行うことができ、部品を微動させて調整す
ること無く、効率の高い結合を行うことができる。ま
た、従来よりも、固定後の位置ずれが生じにくいため結
合効率の劣化を防ぎ、高い信頼性を得ることができる。
いて、煩雑な結合効率を高める作業を軽減、無調整で行
う結合装置を提供する。 【構成】 シリコン基板１の中央部のエッチング加工さ
れた部分に、マイクロレンズ２０を形成する。マイクロ
レンズ２０の光軸および焦点距離に合わせたレーザ用ガ
イド溝３と光ファイバ用ガイド溝４を、マイクロレンズ
２０を挟んで同一基板上に構成し、半導体レーザを有し
たレーザ用ガイド５と光ファイバ６をそれぞれのガイド
溝３、４に配置する。これにより、レーザ用ガイド５と
光ファイバ６の位置はそれぞれのガイド溝３、４により
確定され、かつ、マイクロレンズ２０は基板に位置決め
して形成されているため、半導体レーザの活性層５１と
光ファイバ６のコアとの精度の高い光軸、焦点距離合わ
せが無調整で行うことができ、部品を微動させて調整す
ること無く、効率の高い結合を行うことができる。ま
た、従来よりも、固定後の位置ずれが生じにくいため結
合効率の劣化を防ぎ、高い信頼性を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信分野におけるマイ
クロレンズを使用する光部品の結合装置に関する。
クロレンズを使用する光部品の結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるマイクロレンズを使用した
光部品の結合方法では、結合損失を抑制するために、そ
れぞれの光軸およびレンズの焦点を考慮する必要があ
り、部品を微動させながら光強度が最大となるように調
整し、紫外線硬化樹脂等により部品を固定する。なお、
従来技術の具体的内容については、１９８９年電子情報
通信学会春季全国大会Ｎｏ．Ｃ−５１６に記載されてい
る。
光部品の結合方法では、結合損失を抑制するために、そ
れぞれの光軸およびレンズの焦点を考慮する必要があ
り、部品を微動させながら光強度が最大となるように調
整し、紫外線硬化樹脂等により部品を固定する。なお、
従来技術の具体的内容については、１９８９年電子情報
通信学会春季全国大会Ｎｏ．Ｃ−５１６に記載されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】マイクロレンズを使用
して対となった光部品を結合させる場合、例えば、半導
体レーザと光ファイバの結合においては、結合損失を抑
制するために、半導体レーザ、光ファイバおよびマイク
ロレンズの光軸、さらに、マイクロレンズの焦点距離を
考慮した調整が必要である。そのため、半導体レーザを
発光させ、半導体レーザおよび光ファイバを上下左右に
微動させながら、光ファイバからの出力光強度が最大に
なるように調整することが不可欠であり、この作業には
多大な労力と時間を要する。
して対となった光部品を結合させる場合、例えば、半導
体レーザと光ファイバの結合においては、結合損失を抑
制するために、半導体レーザ、光ファイバおよびマイク
ロレンズの光軸、さらに、マイクロレンズの焦点距離を
考慮した調整が必要である。そのため、半導体レーザを
発光させ、半導体レーザおよび光ファイバを上下左右に
微動させながら、光ファイバからの出力光強度が最大に
なるように調整することが不可欠であり、この作業には
多大な労力と時間を要する。
【０００４】本発明は以上の問題点に鑑み、光部品の光
軸、マイクロレンズの光軸および焦点を考慮し、効率の
高い結合を無調整で行うことを目的とする。
軸、マイクロレンズの光軸および焦点を考慮し、効率の
高い結合を無調整で行うことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、対となった光部品設置用のガイド溝を、基板と一体
化したマイクロレンズを挟んで同一基板上に形成し、前
記ガイド溝にそれぞれの光部品を配置することを特徴と
する。
に、対となった光部品設置用のガイド溝を、基板と一体
化したマイクロレンズを挟んで同一基板上に形成し、前
記ガイド溝にそれぞれの光部品を配置することを特徴と
する。
【０００６】また、前記基板上のガイド溝に配置する光
部品は、必要に応じて光部品本体のガイドを作製し、そ
のガイドと光部品とを組み合わせたものとしてもよい。
部品は、必要に応じて光部品本体のガイドを作製し、そ
のガイドと光部品とを組み合わせたものとしてもよい。
【０００７】
【作用】本発明により、ガイド溝に光部品を設置するこ
とによって、部品を微動させながら調整することなく、
光部品の光軸、マイクロレンズの光軸および焦点を考慮
した、効率の高い結合が行うことができる。また、機械
的強度が高く、位置ずれが生じにくいため、固定後の位
置ずれによる結合効率の劣化を防ぐことができる。
とによって、部品を微動させながら調整することなく、
光部品の光軸、マイクロレンズの光軸および焦点を考慮
した、効率の高い結合が行うことができる。また、機械
的強度が高く、位置ずれが生じにくいため、固定後の位
置ずれによる結合効率の劣化を防ぐことができる。
【０００８】
【実施例】図１は、マイクロレンズを使用した半導体レ
ーザと光ファイバの結合装置の一実施例を示したもので
ある。
ーザと光ファイバの結合装置の一実施例を示したもので
ある。
【０００９】シリコン基板１の中央部を横断するようエ
ッチング加工された平坦部分に、マイクロレンズ２０を
形成する。そして、マイクロレンズ２０の光軸に一致さ
せ、かつ、焦点距離を考慮した位置にレーザ用ガイド溝
３と光ファイバ用ガイド溝４とを、マイクロレンズ２０
を挟んで同一基板１上に構成し、半導体レーザを設置し
たレーザ用ガイド５と光ファイバ６をそれぞれのガイド
溝３、４に配置する（図１）。これにより、レーザ用ガ
イド５と光ファイバ６の位置はそれぞれのガイド溝３、
４により確定され、かつ、マイクロレンズ２０は基板１
に位置決めして形成されているため、半導体レーザの活
性層５１と光ファイバ６のコアとの精度の高い光軸、焦
点距離合わせが無調整で行うことができる。
ッチング加工された平坦部分に、マイクロレンズ２０を
形成する。そして、マイクロレンズ２０の光軸に一致さ
せ、かつ、焦点距離を考慮した位置にレーザ用ガイド溝
３と光ファイバ用ガイド溝４とを、マイクロレンズ２０
を挟んで同一基板１上に構成し、半導体レーザを設置し
たレーザ用ガイド５と光ファイバ６をそれぞれのガイド
溝３、４に配置する（図１）。これにより、レーザ用ガ
イド５と光ファイバ６の位置はそれぞれのガイド溝３、
４により確定され、かつ、マイクロレンズ２０は基板１
に位置決めして形成されているため、半導体レーザの活
性層５１と光ファイバ６のコアとの精度の高い光軸、焦
点距離合わせが無調整で行うことができる。
【００１０】また、図２及至図３は、上記の光部品結合
装置の実施例の基板作製の工程の概略を示したものであ
る。この図を参照してその工程を説明する。
装置の実施例の基板作製の工程の概略を示したものであ
る。この図を参照してその工程を説明する。
【００１１】まず、シリコン基板１の中央部を、５μｍ
程の深さに、基板１を横断するようにエッチング加工し
（図２（ａ））、その上にスパッタリングによりＳｉＯ
2 層２を５μｍ程堆積させる（図２（ｂ））。次にＳｉ
Ｏ2 層２よりマイクロレンズ２０を形成するために、ホ
トレジスト（図示せず）をマスクにした反応性イオンエ
ッチングをすることにより、マイクロレンズ形状に加工
する（図３（ａ））。この技術は１９８９年応用物理学
会予稿集２７ｐ−ＺＥ−９に記載されている。
程の深さに、基板１を横断するようにエッチング加工し
（図２（ａ））、その上にスパッタリングによりＳｉＯ
2 層２を５μｍ程堆積させる（図２（ｂ））。次にＳｉ
Ｏ2 層２よりマイクロレンズ２０を形成するために、ホ
トレジスト（図示せず）をマスクにした反応性イオンエ
ッチングをすることにより、マイクロレンズ形状に加工
する（図３（ａ））。この技術は１９８９年応用物理学
会予稿集２７ｐ−ＺＥ−９に記載されている。
【００１２】その後、マイクロレンズ２０を挟む位置の
シリコン基板１表面を反応性イオンエッチングをするこ
とにより、レーザ用ガイド溝３と光ファイバ用ガイド溝
４とを形成する（図３（ｂ））。この時、基板１の表面
下２μｍの位置に、それぞれにマウントされるレーザ５
と光ファイバ６の高さ方向の光軸が一致するように、ガ
イド溝３、４を加工する必要がある。また、レンズ２０
の焦点距離（５０μｍ）を考慮し、それぞれのガイド溝
３、４とレンズ２０の距離を決めて加工する。ここで、
ガイド溝４に沿って光ファイバ６を挿入しながらマイク
ロレンズ２０に近づけていく時、焦点距離に合わせた位
置で光ファイバ６が止まるように、マイクロレンズ２０
の設置面２１よりも、光ファイバ用ガイド溝４は深く加
工する。
シリコン基板１表面を反応性イオンエッチングをするこ
とにより、レーザ用ガイド溝３と光ファイバ用ガイド溝
４とを形成する（図３（ｂ））。この時、基板１の表面
下２μｍの位置に、それぞれにマウントされるレーザ５
と光ファイバ６の高さ方向の光軸が一致するように、ガ
イド溝３、４を加工する必要がある。また、レンズ２０
の焦点距離（５０μｍ）を考慮し、それぞれのガイド溝
３、４とレンズ２０の距離を決めて加工する。ここで、
ガイド溝４に沿って光ファイバ６を挿入しながらマイク
ロレンズ２０に近づけていく時、焦点距離に合わせた位
置で光ファイバ６が止まるように、マイクロレンズ２０
の設置面２１よりも、光ファイバ用ガイド溝４は深く加
工する。
【００１３】そして、半導体レーザを有するレーザ用ガ
イド５を別途作製する。その後、このレーザ用ガイド５
と別に用意した光ファイバ６をそれぞれのガイド溝３お
よびガイド溝４に設置し、紫外線硬化樹脂により固定す
る（図１）。
イド５を別途作製する。その後、このレーザ用ガイド５
と別に用意した光ファイバ６をそれぞれのガイド溝３お
よびガイド溝４に設置し、紫外線硬化樹脂により固定す
る（図１）。
【００１４】本工程によれば、マイクロレンズ２０と同
一基板１上にガイド溝３、４をエッチング法により構成
するため、光軸のずれおよび焦点の位置の誤差を小さく
することができる。これと合わせて、エッチング法によ
り形成されるマイクロレンズは寸法誤差が小さいので、
極めて効率の高い光結合が行うことができる。
一基板１上にガイド溝３、４をエッチング法により構成
するため、光軸のずれおよび焦点の位置の誤差を小さく
することができる。これと合わせて、エッチング法によ
り形成されるマイクロレンズは寸法誤差が小さいので、
極めて効率の高い光結合が行うことができる。
【００１５】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
が可能である。
【００１６】例えば、対となる光部品の結合は一対一に
限らず、一対二をはじめ、複数対複数の光部品における
結合でもよい。この場合、光部品およびマイクロレンズ
の光軸が一致することはないが、効率の高い結合が無調
整で行うことができる。また、光部品も半導体レーザお
よび光ファイバに限らず、例えば、光導波路と光ファイ
バ、半導体レーザと光導波路を基板上で結合するもので
も良い。
限らず、一対二をはじめ、複数対複数の光部品における
結合でもよい。この場合、光部品およびマイクロレンズ
の光軸が一致することはないが、効率の高い結合が無調
整で行うことができる。また、光部品も半導体レーザお
よび光ファイバに限らず、例えば、光導波路と光ファイ
バ、半導体レーザと光導波路を基板上で結合するもので
も良い。
【００１７】また、ガイド溝３、４の溝の深さを、マイ
クロレンズ２０の設置面２１よりも浅く、もしくは一致
させ、また、レーザ用ガイド溝３はレーザ用ガイド５よ
りも光軸方向に長く加工し、焦点距離を微調整するた
め、それぞれの光部品を光軸方向に移動できるようにし
ても良い。
クロレンズ２０の設置面２１よりも浅く、もしくは一致
させ、また、レーザ用ガイド溝３はレーザ用ガイド５よ
りも光軸方向に長く加工し、焦点距離を微調整するた
め、それぞれの光部品を光軸方向に移動できるようにし
ても良い。
【００１８】実施例では、マイクロレンズは基板上にＳ
ｉＯ2 を形成し、エッチング法によりレンズ形状に加工
することで製作したが、基板と一体化したものであれ
ば、その製作工程、固定方法は問わず、例えば、マイク
ロレンズ単体を紫外線硬化樹脂で基板に固定したもので
も良い。また、基板にはシリコン、マイクロレンズ部分
にはＳｉＯ2 を用いたが、材質はこれに限らず、例え
ば、マイクロレンズをＳｉ3 Ｎ4 を用いて形成しても良
い。
ｉＯ2 を形成し、エッチング法によりレンズ形状に加工
することで製作したが、基板と一体化したものであれ
ば、その製作工程、固定方法は問わず、例えば、マイク
ロレンズ単体を紫外線硬化樹脂で基板に固定したもので
も良い。また、基板にはシリコン、マイクロレンズ部分
にはＳｉＯ2 を用いたが、材質はこれに限らず、例え
ば、マイクロレンズをＳｉ3 Ｎ4 を用いて形成しても良
い。
【００１９】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば部品を微動
させて調整すること無く、効率の高い結合を行うことが
できる。また、従来よりも、固定後の位置ずれが生じに
くいため結合効率の劣化を防ぎ、高い信頼性を得ること
ができる。
させて調整すること無く、効率の高い結合を行うことが
できる。また、従来よりも、固定後の位置ずれが生じに
くいため結合効率の劣化を防ぎ、高い信頼性を得ること
ができる。
【図１】本発明の実施例の概略図である。
【図２】本発明の実施例の基板作製の前半工程の概略図
である。
である。
【図３】本発明の実施例の基板作製の後半工程の概略図
である。
である。
１…シリコン基板、２…ＳｉＯ2 層、２０…マイクロレ
ンズ、２１…マイクロレンズ設置面、３…レーザ用ガイ
ド溝、４…光ファイバ用ガイド溝、５…半導体レーザを
有したレーザ用ガイド、５１…半導体レーザの活性層、
６…光ファイバ。
ンズ、２１…マイクロレンズ設置面、３…レーザ用ガイ
ド溝、４…光ファイバ用ガイド溝、５…半導体レーザを
有したレーザ用ガイド、５１…半導体レーザの活性層、
６…光ファイバ。
Claims (2)
- 【請求項１】 対となった光部品設置用のガイド溝を、
基板と一体化したマイクロレンズを挟んで同一基板上に
構成し、前記ガイド溝にそれぞれの光部品を配置するこ
とを特徴とする光部品の結合装置。 - 【請求項２】 前記マイクロレンズの光軸と、前記対の
光部品設置用のガイド溝にそれぞれ配置された光部品の
光軸とが略一致していることを特徴とする請求項１記載
の光部品の結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3961192A JPH05241047A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 光部品の結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3961192A JPH05241047A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 光部品の結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05241047A true JPH05241047A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12557906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3961192A Pending JPH05241047A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 光部品の結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05241047A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136385A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Denso Corp | 半導体光学装置およびその製造方法 |
| US7505658B2 (en) | 2006-10-11 | 2009-03-17 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | Optical fiber device |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP3961192A patent/JPH05241047A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136385A (ja) * | 2003-10-06 | 2005-05-26 | Denso Corp | 半導体光学装置およびその製造方法 |
| US7505658B2 (en) | 2006-10-11 | 2009-03-17 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | Optical fiber device |
| US7580606B2 (en) | 2006-10-11 | 2009-08-25 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | Method of forming an optical fiber |
| US7634166B2 (en) | 2006-10-11 | 2009-12-15 | Japan Aviation Electronics Ind. Ltd. | Marker groove forming device |
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