JPH05249342A - 光導波路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバと光導波路の無調心接続、水平方
向に係る位置精度の向上、及び光軸合わせの作業性の向
上を図り得る光導波路装置を提供する。 【構成】 実装基板６の上面に凹設される光導波路嵌合
穴９と、光導波路嵌合穴９に連通するよう実装基板６の
上面両端に凹設され光ファイバを保持する保持溝８と、
光導波路基板１の表面に段設され光導波路２の両側に位
置する段部５とを備える。そして、光導波路２の光導波
路嵌合穴９への嵌入時に、光導波路嵌合穴９の側面上縁
に段部５の立面を密着して相対向する光ファイバ７・７
と光導波路２を結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信情報処理分野におけ
る光部品に関し、より詳しくは、光導波路装置の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光導波路装置は周知の如く、相対向する
光ファイバの間に光導波路を介在配置してこれら光ファ
イバと光導波路を一列に連接結合し、一方の光ファイバ
から光導波路を介して他方の光ファイバに光信号を円滑
に伝送する装置である。この光導波路装置を使用して光
信号を円滑に伝送する場合、相対向する光ファイバと介
在した光導波路の接続が極めて重要となる。そこで、従
来においては特開昭６３−２７８４７１号公報に記載の
如く、光ファイバと光導波路の接続を容易ならしめる光
導波路装置が数多く提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光導波路装置では、光ファイバと光導波路の接続に多大
の時間を割かざるを得なかった。また従来の光導波路装
置では、光ファイバと光導波路の位置関係が部品精度に
大きく左右されるので、部品に高精度の加工を施さざる
を得なかった。一方、従来の光導波路装置では、実装基
板のＶ溝と光ファイバとを光軸調心した後、これらＶ溝
と光ファイバとを樹脂で接合していたのであるが、光軸
合わせの作業性が非常に悪く、しかも、樹脂の温度特性
が極めて悪いので、軸ずれが生じるといった問題点があ
った。

【０００４】本発明は上記に鑑みなされたもので、光フ
ァイバと光導波路の無調心接続、水平方向に係る位置精
度の向上、及び光軸合わせの作業性の向上を図り得る光
導波路装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明にお
いては上述の目的を達成するため、実装基板の上面に凹
設される光導波路嵌合穴と、この光導波路嵌合穴に連通
するよう該実装基板の上面両端に凹設され光ファイバを
保持する保持溝と、光導波路基板の表面に段設され光導
波路の両側に位置する段部とを備え、しかも、光導波路
基板の光導波路嵌合穴への嵌入時に、光導波路嵌合穴の
側面に段部を密着して相対向する光ファイバと光導波路
を結合させることを特徴としている。

【０００６】また、本発明の第二の発明においては上述
の目的を達成するため、実装基板の上面に凹設される光
導波路嵌合穴と、この光導波路嵌合穴に連通するよう該
実装基板の上面両端に凹設され光ファイバを保持する保
持溝と、該実装基板の上面に残存して突設され光導波路
嵌合穴の側方に位置する光導波路調心ガイドと、光導波
路基板の表面に凹設され光導波路の側方に位置する光導
波路調心溝とを備え、しかも、光導波路の光導波路嵌合
穴への嵌入時に、光導波路調心ガイドと光導波路調心溝
を凹凸嵌合して相対向する光ファイバと光導波路の光軸
を合致させることを特徴としている。

【０００７】

【作用】本発明の第一の発明によれば、光導波路の光導
波路嵌合穴への嵌入時に、高精度に例えばエッチングで
加工された光導波路嵌合穴の側面上縁に、高精度に例え
ばエッチングで加工された立面段部を密着して相対向す
る光ファイバと光導波路を結合させるので、短時間で光
ファイバと光導波路を無調心接続することが可能とな
る。

【０００８】また本発明の第二の発明によれば、光導波
路の光導波路嵌合穴への嵌入時に、高精度に設計された
光導波路調心ガイドと光導波路調心溝が凹凸嵌合して調
心嵌合作用を営み、相対向する光ファイバと光導波路の
光軸を一致させるので、軸ずれを防止しつつ光軸合わせ
の作業性を大幅に向上させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、図１乃至図３に示す一実施例に基づき
本発明の第一の発明を詳述する。本発明の第一の発明に
係る光導波路装置は、光導波路基板１に形成された光導
波路２の実装基板６の光導波路嵌合穴９に対する嵌入時
に、光導波路嵌合穴９の側面に段部５を密着して相対向
する光ファイバ７・７と光導波路２を結合させるように
している。

【００１０】上記光導波路基板１は図１（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す如く、平面長方形に構成さ
れ、表面に図示しない導波路層が重着されるとともに、
この導波路層には略Ｙ字形の光導波路２が長手方向に内
設されており、この光導波路２の内設後、表面のエッチ
ングに伴い断面略凸字形に構成される。光導波路基板１
の製造方法を図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に基
づき説明すると、先ず、光導波路基板１（図１（ａ）参
照）に導波路層と光導派路２を形成する際に、光導波路
２と同一のマスク内に形成されている合わせマーク用マ
スクにより、光導波派路各基板１の四隅に合わせマーク
３を同時に形成する（図１ （ｂ）参照）。次いで、導
波路層上にネガレジスト（正型フォトレジスト）４をく
まなく塗着した後、合わせマーク３に図示しない所定パ
ターンのフォトリソマスク（レチクル）を調整してネガ
レジスト４の段部相当部を感光する。次いで、このネガ
レジスト４を現像してレジストパターンを形成し（図１
（ｃ）参照）、次いで、このマスクの役割を営むネガレ
ジスト４の両側から露出した導波路層の露出面をＣＣｌ
₄ を用いたＲＩＥでエッチングして光導波路基板１の両
側に段部５をそれぞれ残存段設する（図１（ｄ）参
照）。そしてその後、導波路層からネガレジスト４を除
去する（図１（ｅ）参照）。

【００１１】光導波路基板１の両側から残存して張り出
す段部５は、制御されるエッチング時間の調整に基づき
所定の高さ（深さ）に段設され、該制御に伴い所定の高
さ方向（深さ方向）の位置合わせが極めて容易に行われ
る。

【００１２】一方、実装基板６は図２（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示す如く、例えば肉厚のシリコン
板から平面略長方形に構成され、上面の一端中央には、
光ファイバ７の先端を保持する保持溝８が長手方向に凹
設されるとともに、上面の他端には、複数の光ファイバ
７の先端を保持する保持溝８が複数並べて長手方向にそ
れぞれ凹設されており、この保持溝８の凹設後における
エッチング加工に基づき、該上面の略中央に、保持溝８
に連通する光導波路嵌合穴９が平面長方形に凹設され
る。

【００１３】実装基板６の製造方法を図２（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）（ｅ）に基づき説明すると、先ず、図２
（ａ）に示す実装基板６の上面に保持溝８を凹設して、
合わせマーク３を該上面にマーク（図２（ｂ）参照）
し、次いで、該上面にポジレジスト（負型フォトレジス
ト）１０をくまなく塗着し、次いで、上記図１の工程で
使用したフォトリソマスクと同一のフォトリソマスクを
使用しつつポジレジスト１０の光導波路嵌合穴囲繞部を
硬化残存させ、このポジレジスト１０から上記ネガレジ
スト４と同サイズで正逆反対のレジストパターンを形成
する（図２（ｃ）参照）。次いで、このマスクの役割を
営むポジレジスト１０の光導波路嵌合穴相当部をＣＣｌ
₄ を用いたＲＩＥでエッチングして実装基板６の上面中
央に光導波路嵌合穴９を凹設し（図２（ｄ）参照）、そ
の後、実装基板６の上面からポジレジスト１０を除去す
る（図２（ｅ）参照）。

【００１４】光導波路嵌合穴９はエッチングの際、その
エッジと保持溝８が所定の位置関係になるよう凹設され
る。また、光導波路嵌合穴９のエッジと保持溝８の中心
はエッチングの際、光導波路２と段部５のエッジとの位
置関係と合致するよう関係付けて構成される。

【００１５】従って、対向する複数の光ファイバ７・７
の間に光導波路２を介在配置してこれら光ファイバ７・
７と光導波路２を一列に連接結合するには図３に示す如
く、実装基板６の上面中央に光導波路基板１を冠着して
光導波路２を光導波路嵌合穴９に嵌合し、光導波路嵌合
穴９の側面上縁に段部５の立面部を隙間なく密着重合し
て配列された光ファイバ７・７と光導波路２を一列に結
合するだけで良い。

【００１６】上記構成によれば、光導波路２の光導波路
嵌合穴９への嵌入時に、高精度にエッチングされた光導
波路嵌合穴９の側面上縁に、高精度にエッチングされた
段部５の立面を密着して相対向する光ファイバ７・７と
光導波路２を結合させるので、極めて短時間で光ファイ
バ７・７と光導波路２を接続できるとともに、水平方向
に位置決めせずとも無調心接続で、しかも、高効率で光
ファイバ７・７と光導波路２を接続結合することが可能
となる。さらに、同一のフォトリソマスクを使用しつつ
ネガレジスト４と同サイズで正逆反対のポジレジスト１
０のレジストパターンを形成するので、極めて正確な位
置決めを要求される位置決め作業の大幅な容易化が期待
できる。

【００１７】尚、上記実施例では光導波路基板１にネガ
レジスト４を、実装基板６にポジレジスト１０を、それ
ぞれ使用したものを示したが、光導波路基板１にポジレ
ジスト１０を、実装基板６にネガレジスト４を、それぞ
れ使用しても上記実施例と同様の作用効果を奉する。

【００１８】次に、図４乃至図７に示す一実施例に基づ
き本発明の第二の発明を詳述する。本発明の第二の発明
に係る光導波路装置は、光導波路基板１に形成された光
導波路２の実装基板６の光導波路嵌合穴９に対する嵌入
時に、光導波路調心ガイド１２と光導波路調心溝１１を
凹凸嵌合して相対向する光ファイバ７・７と光導波路２
の光軸を合致させるようにしている。

【００１９】上記光導波路基板１は図５に示す如く、平
面矩形に構成され、表面に図示しない導波路層が重着さ
れており、この導波路層には略Ｘ字形の光導波路２が長
手方向に内設されるとともに、この光導波路２の両側に
位置する光導波路調心溝１１が長手方向に向けそれぞれ
凹設されている。一対の光導波路調心溝１１は、例えば
幅０．２ｍｍ・高さ０．０６２ｍｍ・間隔５ｍｍの平行
パターンで高精度に凹設され、嵌合する光導波路調心ガ
イド１２と相俟って調心作用を営み、相対向する光ファ
イバ７・７と光導波路２の光軸を合致させる機能を有し
ている。

【００２０】図示しないが、一対の光導波路調心溝１１
の凹設方法を説明すると、先ず、導波路層にネガレジス
ト（正型フォトレジスト）をくまなく塗着し、次いで、
所定パターンのフォトリソマスク（レチクル）を使用し
つつネガレジストの光導波路調心溝相当部を感光溶解し
て写真の焼き付け原理を利用したレジストパターンを形
成し、次いで、このマスクの役割を営むネガレジストの
光導波路調心溝相当部をＳＦ６、２０ｓｃｅｍ，１０Ｐ
ａ，６０ｍｉｎの条件でドライエッチングして導波路層
に一対の光導波路調心溝１１を凹設し、その後、導波路
層からネガレジストを除去する。

【００２１】他方、実装基板６は図４に示す如く、例え
ば１０ｍｍ×６０ｍｍのシリコン板から構成され、上面
中央には光導波路２に嵌合される光導波路嵌合穴９が平
面略矩形に凹設されるとともに、該上面の両側には光導
波路嵌合穴９を挾装する光導波路調心ガイド１２が残存
して突設されており、該上面の両端には、光導波路嵌合
穴９に連通する複数の保持溝８がそれぞれ並べて凹設さ
れている。

【００２２】一対の光導波路調心ガイド１２は図４に示
す如く、例えば幅０．２ｍｍ・高さ０．０６２ｍｍ・間
隔５ｍｍの平行パターンで高精度に残存突設され、実装
基板６の長手方向に延設されている。また、複数の保持
溝８は図４に示す如く、光導波路２の位置と合致するよ
う例えば幅０．１２５ｍｍ・高さ０．０６２ｍｍ・間隔
０．２５０ｍｍの平行パターンで高精度に凹設され、光
ファイバ７の先端を保持する機能を有している。

【００２３】図示しないが、保持溝８を除いた実装基板
６の上面形成方法を説明すると、先ず、実装基板６の上
面にポジレジスト（負型フォトレジスト）をくまなく塗
着し、次いで、上記フォトリソマスクと同一のフォトリ
ソマスクを使用しつつポジレジストの光導波路調心ガイ
ド相当部を感光硬化して、このポジレジストから上記ネ
ガレジストと同サイズで正逆反対のレジストパターンを
形成し、次いで、このマスクの役割を営むポジレジスト
の非光導波路調心ガイド相当部をＳＦ６、２０ｓｃｅ
ｍ，１０Ｐａ，６０ｍｉｎの条件でドライエッチングし
て実装基板６の上面に光導波路嵌合穴９を凹設するとと
もに、一対の光導波路調心ガイド１２を残存突設し、そ
の後、実装基板６の上面からポジレジストを除去する。

【００２４】従って、対向する複数の光ファイバ７・７
の間に光導波路２を介在配置してこれら光ファイバ７・
７と光導波路２を一列に連接結合するには図６及び図７
に示す如く、実装基板６の上面中央に光導波路基板１を
冠着して光導波路２を光導波路嵌合穴９に嵌合し、一対
の光導波路調心ガイド１２に一対の光導波路調心溝１１
をそれぞれ凹凸嵌合して配列された光ファイバ７・７と
光導波路２を一列に結合するだけで良い。

【００２５】上記構成によれば、光導波路２の光導波路
嵌合穴９への嵌入時に、高精度に設計された光導波路調
心ガイド１２と光導波路調心溝１１が相互に凹凸嵌合し
て調心嵌合作用を営み、相対向する光ファイバと光導波
路の光軸を一致させるので、軸ずれを防止し、しかも、
光軸合わせの作業性を大幅に向上させることが期待でき
る。さらに、同一のフォトリソマスクを使用しつつネガ
レジストと同サイズで正逆反対のポジレジストのレジス
トパターンを形成するので、極めて正確な位置決めを要
求される位置決め作業の大幅な容易化が期待できる。

【００２６】尚、上記実施例では光導波路基板１にネガ
レジストを、実装基板６にポジレジストを、それぞれ使
用したものを示したが、光導波路基板１にポジレジスト
を、実装基板６にネガレジストを、それぞれ使用しても
上記実施例と同様の作用効果を奉する。また上記実施例
では単にドライエッチングするものを示したが、エッチ
ング材としてＫＯＨ（ウエット）を使用しても良いのは
言うまでもない。また、光導波路嵌合穴９が平面長方形
の場合を図示したが、光導波嵌穴９をＶ溝形状等に構成
しても良い。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の第一の発明によれ
ば、光導波路の光導波路嵌合穴への嵌入時に、高精度に
エッチングされた光導波路嵌合穴の側面上縁に、高精度
にエッチングされた段部の立面部を密着して相対向する
光ファイバと光導波路を結合させるので、極めて短時間
で光ファイバと光導波路を接続できるとともに、無調心
接続で、しかも、高効率で光ファイバと光導波路を接続
結合することが可能となるという顕著な効果がある。

【００２８】また本発明の第二の発明によれば、光導波
路の光導波路嵌合穴への嵌入時に、高精度に設計された
光導波路調心ガイドと光導波路調心溝が凹凸嵌合して調
心嵌合作用を営み、相対向する光ファイバと光導波路の
光軸を確実に一致させるので、確実に軸ずれを防止し、
しかも、光軸合わせの作業性を大幅に向上させることが
できるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の第一
の発明に係る光導波路装置の光導波路基板の製造プロセ
スを示す斜視図である。

【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）本発明の第一
の発明に係る光導波路装置の実装基板の製造プロセスを
示す斜視図である。

【図３】本発明の第一の発明に係る光導波路装置の組立
て状態を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の第二の発明に係る光導波路装置の実装
基板を示す斜視図である。

【図５】本発明の第二の発明に係る光導波路装置の光導
波路基板を示す斜視図である。

【図６】本発明の第二の発明に係る光導波路装置の組立
て状態を示す分解斜視図である。

【図７】本発明の第二の発明に係る光導波路装置の組立
て後の状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…光導波路基板、２…光導波路、５…段部、６…実装
基板、７…光ファイバ、８…保持溝、９…光導波路嵌合
穴、１１…光導波路調心溝、１２…光導波路調心ガイ
ド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実装基板の上面に凹設される光導波路嵌
   合穴と、この光導波路嵌合穴に連通するよう該実装基板
   の上面両端に凹設され光ファイバを保持する保持溝と、
   光導波路基板の表面に段設され光導波路の両側に位置す
   る段部とを備え、光導波路基板の光導波路嵌合穴への嵌
   入時に光導波路嵌合穴の側面に段部を密着して相対向す
   る光ファイバと光導波路を結合させることを特徴とする
   光導波路装置。
2. 【請求項２】 実装基板の上面に凹設される光導波路嵌
   合穴と、この光導波路嵌合穴に連通するよう該実装基板
   の上面両端に凹設され光ファイバを保持する保持溝と、
   該実装基板の上面に残存して突設され光導波路嵌合穴の
   側方に位置する光導波路調心ガイドと、光導波路基板の
   表面に凹設され光導波路の側方に位置する光導波路調心
   溝とを備え、光導波路の光導波路嵌合穴への嵌入時に光
   導波路調心ガイドと光導波路調心溝を凹凸嵌合して相対
   向する光ファイバと光導波路の光軸を合致させることを
   特徴とする光導波路装置。