JPH08122561A - 光導波路と光ファイバとの接続方法及び光導波路型デバイス - Google Patents
光導波路と光ファイバとの接続方法及び光導波路型デバイスInfo
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- JPH08122561A JPH08122561A JP6256597A JP25659794A JPH08122561A JP H08122561 A JPH08122561 A JP H08122561A JP 6256597 A JP6256597 A JP 6256597A JP 25659794 A JP25659794 A JP 25659794A JP H08122561 A JPH08122561 A JP H08122561A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光導波路型デバイスにおける光導波路と光ファ
イバとの接続に関し、光ファイバの位置決めを困難にす
ることなく、結合損失をできるだけ小さくすることを目
的とする。 【構成】基板１１上に形成された光導波路２１と光ファ
イバ１３とを光学的に接続する際に、光ファイバ１３の
先端面ＦＴＦと対向する光導波路の端面２４を、光導波
路の軸線Ｌａに対して傾斜した平面とし、基板に、軸線
Ｌａと光ファイバの軸心Ｌｂとが光の屈折に応じた交差
角度で端面２４において交わるように、光ファイバを位
置決めするための案内溝２２を形成し、光ファイバ１３
を案内溝２２に嵌め込んで位置決めした状態で、光ファ
イバ１３と基板１１とを接合する。
イバとの接続に関し、光ファイバの位置決めを困難にす
ることなく、結合損失をできるだけ小さくすることを目
的とする。 【構成】基板１１上に形成された光導波路２１と光ファ
イバ１３とを光学的に接続する際に、光ファイバ１３の
先端面ＦＴＦと対向する光導波路の端面２４を、光導波
路の軸線Ｌａに対して傾斜した平面とし、基板に、軸線
Ｌａと光ファイバの軸心Ｌｂとが光の屈折に応じた交差
角度で端面２４において交わるように、光ファイバを位
置決めするための案内溝２２を形成し、光ファイバ１３
を案内溝２２に嵌め込んで位置決めした状態で、光ファ
イバ１３と基板１１とを接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に使用される光
導波路型デバイスの光導波路と光ファイバとの接続方
法、及び光導波路と光ファイバとを接続した光導波路型
デバイスに関する。
導波路型デバイスの光導波路と光ファイバとの接続方
法、及び光導波路と光ファイバとを接続した光導波路型
デバイスに関する。
【０００２】光導波路型デバイスは、基板上に光導波路
が形成された光機能デバイスであり、小型、高速、高効
率、高信頼性などの特徴から、バルク型デバイスに代わ
るデバイスとして広く用いられてる。光通信の一層の進
展を図る上で、基板上の光導波路と光ファイバとを、常
に最良の光学特性が得られるように接続する技術が望ま
れている。
が形成された光機能デバイスであり、小型、高速、高効
率、高信頼性などの特徴から、バルク型デバイスに代わ
るデバイスとして広く用いられてる。光通信の一層の進
展を図る上で、基板上の光導波路と光ファイバとを、常
に最良の光学特性が得られるように接続する技術が望ま
れている。
【０００３】
【従来の技術】光通信においては、光ファイバからなる
伝送路内に、必要に応じて、変調器、スイッチなどの光
導波路型デバイスが挿入される。
伝送路内に、必要に応じて、変調器、スイッチなどの光
導波路型デバイスが挿入される。
【０００４】一般に、光導波路型デバイスの製造に際し
ては、基板上の光導波路と光ファイバとを接続するため
に、あらかじめ基板表面に光ファイバの先端を光導波路
の端面に対向させるための案内溝が形成される。そし
て、この案内溝に光ファイバを嵌め込むことによって、
光導波路に対して光ファイバが位置決めされる。
ては、基板上の光導波路と光ファイバとを接続するため
に、あらかじめ基板表面に光ファイバの先端を光導波路
の端面に対向させるための案内溝が形成される。そし
て、この案内溝に光ファイバを嵌め込むことによって、
光導波路に対して光ファイバが位置決めされる。
【０００５】従来においては、案内溝の延長方向が光導
波路の軸線方向とされていた。つまり、光ファイバを嵌
め込んだときに、光ファイバの軸心と光導波路の軸線と
が一致するように案内溝が設けられていた（特開平３−
２３３４１２号、特開平５−３０３０２５号）。
波路の軸線方向とされていた。つまり、光ファイバを嵌
め込んだときに、光ファイバの軸心と光導波路の軸線と
が一致するように案内溝が設けられていた（特開平３−
２３３４１２号、特開平５−３０３０２５号）。
【０００６】なお、光導波路に対して位置決めされた光
ファイバは、光軸調整状態を保つために、接着剤又はは
んだなどによって基板と接合される。はんだ付けをする
場合には、光ファイバはその周面が金属膜からなるメタ
ライズファイバとされ、光導波路型デバイスの製造段階
で案内溝の周辺にはんだ付け用の金属層が設けられる
（特開昭６２−２９４２０８号）。
ファイバは、光軸調整状態を保つために、接着剤又はは
んだなどによって基板と接合される。はんだ付けをする
場合には、光ファイバはその周面が金属膜からなるメタ
ライズファイバとされ、光導波路型デバイスの製造段階
で案内溝の周辺にはんだ付け用の金属層が設けられる
（特開昭６２−２９４２０８号）。
【０００７】一方、光導波路と光ファイバとの境界面、
すなわち光導波路の端面を、光導波路の軸線に対して傾
斜させることにより、光導波路の端面で反射して光源に
戻るいわゆる反射戻り光を低減する手法が知られてい
る。傾斜角度（光導波路の軸線に垂直な面に対する端面
の傾き角度であり、端面の垂線と光導波路の軸線との交
差角度と等しい）は、数度程度で十分である。
すなわち光導波路の端面を、光導波路の軸線に対して傾
斜させることにより、光導波路の端面で反射して光源に
戻るいわゆる反射戻り光を低減する手法が知られてい
る。傾斜角度（光導波路の軸線に垂直な面に対する端面
の傾き角度であり、端面の垂線と光導波路の軸線との交
差角度と等しい）は、数度程度で十分である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように光導波
路の端面を傾斜面とすることにより、レーザ光源の発振
周波数の変動などの原因となる反射戻り光を低減するこ
とができる。
路の端面を傾斜面とすることにより、レーザ光源の発振
周波数の変動などの原因となる反射戻り光を低減するこ
とができる。
【０００９】しかし、光導波路と光ファイバのコアとの
間に屈折率の差異があるので、端面を傾斜面とすること
によって端面での光の屈折が生じるにもかかわらず、従
来では、光軸が一直線となるように案内溝によって光フ
ァイバが位置決めされることから、端面付近での光の損
失（結合損失）が大きいという問題があった。
間に屈折率の差異があるので、端面を傾斜面とすること
によって端面での光の屈折が生じるにもかかわらず、従
来では、光軸が一直線となるように案内溝によって光フ
ァイバが位置決めされることから、端面付近での光の損
失（結合損失）が大きいという問題があった。
【００１０】本発明は、この問題に鑑みてなされたもの
で、光ファイバの位置決めを困難にすることなく、結合
損失をできるだけ小さくすることを目的としている。
で、光ファイバの位置決めを困難にすることなく、結合
損失をできるだけ小さく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】請求項１の発明の方法
は、基板上に形成された光導波路と光ファイバとを光学
的に接続する際に、前記光ファイバの先端面と対向する
前記光導波路の端面を、前記光導波路の軸線に対して傾
斜した平面とし、前記基板に、前記光導波路の軸線と前
記光ファイバの軸心とが前記端面での光の屈折に応じた
交差角度で前記端面において交わるように、前記光ファ
イバを位置決めするための案内溝を形成し、前記光ファ
イバを前記案内溝に嵌め込んで位置決めした状態で、前
記光ファイバと前記基板とを接合するものである。
は、基板上に形成された光導波路と光ファイバとを光学
的に接続する際に、前記光ファイバの先端面と対向する
前記光導波路の端面を、前記光導波路の軸線に対して傾
斜した平面とし、前記基板に、前記光導波路の軸線と前
記光ファイバの軸心とが前記端面での光の屈折に応じた
交差角度で前記端面において交わるように、前記光ファ
イバを位置決めするための案内溝を形成し、前記光ファ
イバを前記案内溝に嵌め込んで位置決めした状態で、前
記光ファイバと前記基板とを接合するものである。
【００１２】請求項２の発明の方法は、前記案内溝の深
さを前記光ファイバの半径以上とするものである。請求
項３の発明の方法は、前記光ファイバの先端面の内の軸
心の近辺を曲面とし且つ他より突出させるものである。
さを前記光ファイバの半径以上とするものである。請求
項３の発明の方法は、前記光ファイバの先端面の内の軸
心の近辺を曲面とし且つ他より突出させるものである。
【００１３】請求項４の発明の方法は、前記光ファイバ
の周面をはんだ付けの可能な金属面とし、前記基板にお
ける前記案内溝の周辺部分と前記光ファイバとをはんだ
付けによって接合するものである。
の周面をはんだ付けの可能な金属面とし、前記基板にお
ける前記案内溝の周辺部分と前記光ファイバとをはんだ
付けによって接合するものである。
【００１４】請求項５の発明のデバイスは、基板上に形
成された光導波路と光ファイバとを光学的に接続してな
る光導波路型デバイスであって、前記光ファイバの先端
面と対向する前記光導波路の端面が、前記光導波路の軸
線に対して傾斜した平面とされ、前記基板に、前記光導
波路の軸線と前記光ファイバの軸心とが前記端面での光
の屈折に応じた交差角度で前記端面において交わるよう
に、前記光ファイバを位置決めするための案内溝が形成
され、前記案内溝に嵌め込んで前記光ファイバを位置決
めした状態で、前記光ファイバと前記基板とが接合され
てなる。
成された光導波路と光ファイバとを光学的に接続してな
る光導波路型デバイスであって、前記光ファイバの先端
面と対向する前記光導波路の端面が、前記光導波路の軸
線に対して傾斜した平面とされ、前記基板に、前記光導
波路の軸線と前記光ファイバの軸心とが前記端面での光
の屈折に応じた交差角度で前記端面において交わるよう
に、前記光ファイバを位置決めするための案内溝が形成
され、前記案内溝に嵌め込んで前記光ファイバを位置決
めした状態で、前記光ファイバと前記基板とが接合され
てなる。
【００１５】
【作用】案内溝によって光ファイバの軸方向が定まる。
その案内溝の長さ方向は、光導波路の軸線に対する光導
波路の端面の傾きに応じて、屈折率に関する周知のスネ
ルの法則に基づいて、（１）式を満たすように選定され
ている。
その案内溝の長さ方向は、光導波路の軸線に対する光導
波路の端面の傾きに応じて、屈折率に関する周知のスネ
ルの法則に基づいて、（１）式を満たすように選定され
ている。
【００１６】 ｎ１・ｓｉｎθ＝ｎ２・ｓｉｎφ …（１） ｎ１：光導波路の屈折率 ｎ２：光ファイバのコアの屈折率 θ：光導波路の端面の垂線と光導波路の軸線との交差角
度 φ：光導波路の端面の垂線と光ファイバの軸心との交差
角度 したがって、光ファイバが光導波路に対して位置決めさ
れた状態では、光導波路の端面において、光ファイバの
軸心が、端面での光の屈折に応じた交差角度で光導波路
の軸線と交わる。
度 φ：光導波路の端面の垂線と光ファイバの軸心との交差
角度 したがって、光ファイバが光導波路に対して位置決めさ
れた状態では、光導波路の端面において、光ファイバの
軸心が、端面での光の屈折に応じた交差角度で光導波路
の軸線と交わる。
【００１７】
【実施例】図１は本発明に係る光導波路型デバイス１の
要部の構造を模式的に示す平面図、図２は光導波路型デ
バイス１の概略の構造を示す斜視図、図３は図１の III
−III 線矢視断面図、図４は光導波路型デバイス１の要
部の側面図である。
要部の構造を模式的に示す平面図、図２は光導波路型デ
バイス１の概略の構造を示す斜視図、図３は図１の III
−III 線矢視断面図、図４は光導波路型デバイス１の要
部の側面図である。
【００１８】これらの図において、光導波路型デバイス
１は、表層部に光導波路２１を有した基板１１、基板１
１の上面に固定されたブロック１２、及び外部との光学
的接続のための光ファイバ１３などから構成されてい
る。基板１１及びブロック１２は、ともにニオブ酸リチ
ウム（ＬｉＮｂＯ3 ）の結晶からなる。
１は、表層部に光導波路２１を有した基板１１、基板１
１の上面に固定されたブロック１２、及び外部との光学
的接続のための光ファイバ１３などから構成されてい
る。基板１１及びブロック１２は、ともにニオブ酸リチ
ウム（ＬｉＮｂＯ3 ）の結晶からなる。
【００１９】光導波路２１は、例えば、基板１１の表面
に厚さ１０００Åのチタン（Ｔｉ）を蒸着し、Ｔｉ層を
結晶のＺ方向に延びる約７μｍの幅の帯状にパターニン
グした後、ウエット酸素雰囲気中において温度１０５０
℃で１０時間にわたってＴｉを結晶内に拡散させること
によって形成されている。なお、光導波路２１の上に
は、電極などの金属層と光導波路２１との接触による光
吸収を避けるために、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）からなる
図示しないバッファ層が設けられている。
に厚さ１０００Åのチタン（Ｔｉ）を蒸着し、Ｔｉ層を
結晶のＺ方向に延びる約７μｍの幅の帯状にパターニン
グした後、ウエット酸素雰囲気中において温度１０５０
℃で１０時間にわたってＴｉを結晶内に拡散させること
によって形成されている。なお、光導波路２１の上に
は、電極などの金属層と光導波路２１との接触による光
吸収を避けるために、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）からなる
図示しないバッファ層が設けられている。
【００２０】光ファイバ１３は、コアの直径が１０μ
ｍ、クラッドの外形が１２５μｍであり、クラッドの周
面を厚さ３．０μｍの蒸着法などで形成された薄膜（Ｎ
ｉ／Ａｕ）で被ったメタライズファイバである。すなわ
ち、光ファイバ１３の直径ｄは１３１μｍである。ただ
し、露出の必要がない部分については、光ファイバ１３
の周囲に保護被覆が施され、保護被覆を含む光ファイバ
心線部分の直径は約０．９ｍｍである。
ｍ、クラッドの外形が１２５μｍであり、クラッドの周
面を厚さ３．０μｍの蒸着法などで形成された薄膜（Ｎ
ｉ／Ａｕ）で被ったメタライズファイバである。すなわ
ち、光ファイバ１３の直径ｄは１３１μｍである。ただ
し、露出の必要がない部分については、光ファイバ１３
の周囲に保護被覆が施され、保護被覆を含む光ファイバ
心線部分の直径は約０．９ｍｍである。
【００２１】基板１１の上面には、光ファイバ１３を位
置決めするための案内溝２２が形成されており、案内溝
２２の両側には、光ファイバ１３のはんだ付けのために
厚さ約２０００ÅのＮｉ／Ａｕ層２５が形成されてい
る。また、案内溝２２の終端部分に、例えばカッティン
グソウ（超精密研削機）を用いてブロック１２とともに
基板１１を切削する加工によって、光導波路２１を横切
る方向の切り込み部２３が形成されている。
置決めするための案内溝２２が形成されており、案内溝
２２の両側には、光ファイバ１３のはんだ付けのために
厚さ約２０００ÅのＮｉ／Ａｕ層２５が形成されてい
る。また、案内溝２２の終端部分に、例えばカッティン
グソウ（超精密研削機）を用いてブロック１２とともに
基板１１を切削する加工によって、光導波路２１を横切
る方向の切り込み部２３が形成されている。
【００２２】案内溝２２は、光ファイバ１３の直径方向
の半分以上が嵌まり込む深さで且つ光ファイバ１３の直
径より若干広い幅の溝である。案内溝２２の長さは１０
〜５０ｍｍ程度である。また、切り込み部２３の幅は約
２００μｍであり、切り込み部２３において、基板１１
は案内溝２２よりも深く削られている。例えば案内溝２
２の深さが７０〜８０μｍであり、基板１１の切り込み
深さは１００μｍ程度である。
の半分以上が嵌まり込む深さで且つ光ファイバ１３の直
径より若干広い幅の溝である。案内溝２２の長さは１０
〜５０ｍｍ程度である。また、切り込み部２３の幅は約
２００μｍであり、切り込み部２３において、基板１１
は案内溝２２よりも深く削られている。例えば案内溝２
２の深さが７０〜８０μｍであり、基板１１の切り込み
深さは１００μｍ程度である。
【００２３】切り込み部２３における案内溝２２に対向
する側の壁面２３ａは、光導波路２１の端面を含んでお
り、その光導波路２１の周辺部分が案内溝２２側に突出
するように加工されている。光導波路型デバイス１で
は、壁面２３ａの内の突出部分が、光ファイバ１３の先
端面ＦＴＦに対向する基板側の端面２４である。端面２
４の突出量は約１０μｍである。
する側の壁面２３ａは、光導波路２１の端面を含んでお
り、その光導波路２１の周辺部分が案内溝２２側に突出
するように加工されている。光導波路型デバイス１で
は、壁面２３ａの内の突出部分が、光ファイバ１３の先
端面ＦＴＦに対向する基板側の端面２４である。端面２
４の突出量は約１０μｍである。
【００２４】端面２４は、基板１１とブロック１２とに
よって構成され、光ファイバ１３の先端面ＦＴＦとその
周囲の接着代とに対応した広さ（面積）を有している。
すなわち、端面２４の幅ＷＴは約１５０μｍであり、端
面２４の高さＤＢは約２００μｍである。図３のよう
に、光ファイバ１３の先端面ＦＴＦと対向した状態にお
いては、光ファイバ１３の外周縁から端面２４の上縁ま
での距離Ｌ１が約１０〜２０μｍとなり、光ファイバ１
３の外周縁から端面２４の左右の各縁までの距離Ｌ２が
約５〜２０μｍとなり、光ファイバ１３の外周縁から端
面２４の下縁までの距離Ｌ３が約２０〜６０μｍとな
る。
よって構成され、光ファイバ１３の先端面ＦＴＦとその
周囲の接着代とに対応した広さ（面積）を有している。
すなわち、端面２４の幅ＷＴは約１５０μｍであり、端
面２４の高さＤＢは約２００μｍである。図３のよう
に、光ファイバ１３の先端面ＦＴＦと対向した状態にお
いては、光ファイバ１３の外周縁から端面２４の上縁ま
での距離Ｌ１が約１０〜２０μｍとなり、光ファイバ１
３の外周縁から端面２４の左右の各縁までの距離Ｌ２が
約５〜２０μｍとなり、光ファイバ１３の外周縁から端
面２４の下縁までの距離Ｌ３が約２０〜６０μｍとな
る。
【００２５】このように適当な寸法の接着代を設けて端
面２４を突出させると、接着剤で光ファイバ１３を固定
する際に、接着剤が過剰に拡がらず光ファイバ１３の周
囲がほぼ均等に接着され、それによって温度変化による
光軸のずれが起こりにくくなる。
面２４を突出させると、接着剤で光ファイバ１３を固定
する際に、接着剤が過剰に拡がらず光ファイバ１３の周
囲がほぼ均等に接着され、それによって温度変化による
光軸のずれが起こりにくくなる。
【００２６】ブロック１２の厚さは約１００μｍであ
る。ブロック１２を設けることによって、光ファイバ１
３の先端と基板１１とが対向する部分における対称性が
確保されるともに、マッチング剤や接着剤の塗布面積が
増大し、光学的接続の信頼性を高めることができる。つ
まり、光導波路２１が基板１１の表層に形成されている
ことから、光導波路２１を含む端面２４を少なくとも光
ファイバ１３の半径分だけ上方へ拡げるために、ブロッ
ク１２が設けられている。
る。ブロック１２を設けることによって、光ファイバ１
３の先端と基板１１とが対向する部分における対称性が
確保されるともに、マッチング剤や接着剤の塗布面積が
増大し、光学的接続の信頼性を高めることができる。つ
まり、光導波路２１が基板１１の表層に形成されている
ことから、光導波路２１を含む端面２４を少なくとも光
ファイバ１３の半径分だけ上方へ拡げるために、ブロッ
ク１２が設けられている。
【００２７】さて、図１のように、光導波路型デバイス
１では、光導波路２１と光ファイバ１３との境界面であ
る端面２４が、光導波路２１の軸線Ｌａに対して垂直な
面ではなく、垂直な面を基準として角度θだけ傾斜した
平面である。つまり、端面２４の垂線Ｌｐは軸線Ｌａと
交差し、その交差角度（交角）が角度θである。
１では、光導波路２１と光ファイバ１３との境界面であ
る端面２４が、光導波路２１の軸線Ｌａに対して垂直な
面ではなく、垂直な面を基準として角度θだけ傾斜した
平面である。つまり、端面２４の垂線Ｌｐは軸線Ｌａと
交差し、その交差角度（交角）が角度θである。
【００２８】また、案内溝２２の長さ方向が、光導波路
２１の軸線Ｌａと平行ではなく、端面２４での光の屈折
を考慮した方向とされている。つまり、案内溝２２は、
光ファイバ１３を嵌め込んだときに、光ファイバ１３の
軸心Ｌｂが、端面２４の垂線Ｌｐと交差角度φで交わ
り、光導波路２１の軸線Ｌａと交差角度（｜θ−φ｜）
で交わるように設けられている。
２１の軸線Ｌａと平行ではなく、端面２４での光の屈折
を考慮した方向とされている。つまり、案内溝２２は、
光ファイバ１３を嵌め込んだときに、光ファイバ１３の
軸心Ｌｂが、端面２４の垂線Ｌｐと交差角度φで交わ
り、光導波路２１の軸線Ｌａと交差角度（｜θ−φ｜）
で交わるように設けられている。
【００２９】ここで、角度θは、反射戻り光が実用の上
で十分な例えば−３０〜−６０ｄＢ程度に低減される値
とされる。そして、角度φは、上述の（１）式を満たす
値であって、角度θの設定によって一義的に定まる。例
えば、−３０ｄＢの特性を得ようとするならば、光導波
路２１の屈折率ｎ１が２．１４であり、光ファイバ１３
のコアの屈折率ｎ１が１．４５である場合に、角度θを
４度とすると、角度φは約５．９度になる。
で十分な例えば−３０〜−６０ｄＢ程度に低減される値
とされる。そして、角度φは、上述の（１）式を満たす
値であって、角度θの設定によって一義的に定まる。例
えば、−３０ｄＢの特性を得ようとするならば、光導波
路２１の屈折率ｎ１が２．１４であり、光ファイバ１３
のコアの屈折率ｎ１が１．４５である場合に、角度θを
４度とすると、角度φは約５．９度になる。
【００３０】なお、案内溝２２の形成、及び端面２４を
突出させる加工には、エキシマレーザが好適である。す
なわち、ニオブ酸リチウムの加工にエキシマレーザを用
いた場合には、他のレーザを用いた場合のような熱加工
と違って、レーザエネルギーが分子の分解に効率的に作
用するアブレーション加工となり、より精密な加工を実
現することができる。
突出させる加工には、エキシマレーザが好適である。す
なわち、ニオブ酸リチウムの加工にエキシマレーザを用
いた場合には、他のレーザを用いた場合のような熱加工
と違って、レーザエネルギーが分子の分解に効率的に作
用するアブレーション加工となり、より精密な加工を実
現することができる。
【００３１】以上の構造の光導波路型デバイス１の組立
てに際しては、光ファイバ１３を軸心Ｌｂを所定角度
（＝９０°−φ）で横切るように斜めに切断して先端面
ＦＴＦを形成し、必要に応じて先端面ＦＴＦにマッチン
グ剤を塗布する。光ファイバ１３を案内溝２２に嵌め込
んで先端面ＦＴＦを端面２４に当接させ、光ファイバ１
３と光導波路２１との位置決め（アライメント）を行っ
た後、紫外線硬化接着剤ＡＤによって光ファイバ１３の
周面の先端部分と端面２４とを接合する。そして、光フ
ァイバ１３の周面とＮｉ／Ａｕ層２５の表面とを、例え
ば融点が１８３℃程度のはんだ２６によって接合し、光
ファイバ１３を基板１１に固定する。
てに際しては、光ファイバ１３を軸心Ｌｂを所定角度
（＝９０°−φ）で横切るように斜めに切断して先端面
ＦＴＦを形成し、必要に応じて先端面ＦＴＦにマッチン
グ剤を塗布する。光ファイバ１３を案内溝２２に嵌め込
んで先端面ＦＴＦを端面２４に当接させ、光ファイバ１
３と光導波路２１との位置決め（アライメント）を行っ
た後、紫外線硬化接着剤ＡＤによって光ファイバ１３の
周面の先端部分と端面２４とを接合する。そして、光フ
ァイバ１３の周面とＮｉ／Ａｕ層２５の表面とを、例え
ば融点が１８３℃程度のはんだ２６によって接合し、光
ファイバ１３を基板１１に固定する。
【００３２】図５は光導波路型デバイス１における結合
損失の温度特性を示す図である。この図に示されている
ように、−１０℃〜８５℃の間において損失変動が少な
く、光導波路２１と光ファイバ１３との接続状態は温度
変化に対して安定しているといえる。
損失の温度特性を示す図である。この図に示されている
ように、−１０℃〜８５℃の間において損失変動が少な
く、光導波路２１と光ファイバ１３との接続状態は温度
変化に対して安定しているといえる。
【００３３】なお、切り込み部２３の壁面２３ａは、上
述したように一部突出させないで平坦面にすることも可
能である。図６は第２実施例の光導波路型デバイス１ａ
の平面構造を示す模式図である。図６においては、上述
の光導波路型デバイス１の各部に対応する構成要素に
は、形状の差異に係わらず図１〜図４と同一の符号を付
してある。以下の図においても同様である。
述したように一部突出させないで平坦面にすることも可
能である。図６は第２実施例の光導波路型デバイス１ａ
の平面構造を示す模式図である。図６においては、上述
の光導波路型デバイス１の各部に対応する構成要素に
は、形状の差異に係わらず図１〜図４と同一の符号を付
してある。以下の図においても同様である。
【００３４】図６の光導波路型デバイス１ａでは、切り
込み部２３における案内溝２２に対向する側の壁面２３
ａが平坦面であり、光ファイバ１３と対向する端面２４
を含んでいる。上述の例と同様に、端面２４は光導波路
２１の軸線Ｌａに対して傾斜しており、それに合わせて
案内溝２２は軸線Ｌａと交差する方向に沿って形成され
ている。
込み部２３における案内溝２２に対向する側の壁面２３
ａが平坦面であり、光ファイバ１３と対向する端面２４
を含んでいる。上述の例と同様に、端面２４は光導波路
２１の軸線Ｌａに対して傾斜しており、それに合わせて
案内溝２２は軸線Ｌａと交差する方向に沿って形成され
ている。
【００３５】光ファイバ１３の先端面ＦＴＦは略円錐面
状であり、コアの近傍部分は略半球面状に加工されてい
る。すなわち、光ファイバ１３は、いわゆる先球状ファ
イバである。先球状ファイバを用いることにより、先端
面ＦＴＦが平坦な光ファイバを用いる場合と比べて、コ
アの中心をより確実に端面２４と密着させることができ
る。なお、光ファイバ１３の先端面ＦＴＦには、光導波
路２１と光ファイバ１３のコアの中間の屈折率を有する
マッチング剤３０が塗布されている。
状であり、コアの近傍部分は略半球面状に加工されてい
る。すなわち、光ファイバ１３は、いわゆる先球状ファ
イバである。先球状ファイバを用いることにより、先端
面ＦＴＦが平坦な光ファイバを用いる場合と比べて、コ
アの中心をより確実に端面２４と密着させることができ
る。なお、光ファイバ１３の先端面ＦＴＦには、光導波
路２１と光ファイバ１３のコアの中間の屈折率を有する
マッチング剤３０が塗布されている。
【００３６】図７は第３実施例の光導波路型デバイス１
ｂの断面構造を示す模式図である。光導波路型デバイス
１ｂでは、端面２４の上下方向が光導波路２１の軸線Ｌ
ａに対して傾斜している。そして、案内溝２２は、光フ
ァイバ１３の軸心Ｌｂが基板１１の垂直断面に沿って傾
くように形成されている。端面２４の傾斜方向は下端側
が光導波路２１より張り出す方向であるので、案内溝２
２は、端面２４側から基板１１の端部側へ向って深くな
る。
ｂの断面構造を示す模式図である。光導波路型デバイス
１ｂでは、端面２４の上下方向が光導波路２１の軸線Ｌ
ａに対して傾斜している。そして、案内溝２２は、光フ
ァイバ１３の軸心Ｌｂが基板１１の垂直断面に沿って傾
くように形成されている。端面２４の傾斜方向は下端側
が光導波路２１より張り出す方向であるので、案内溝２
２は、端面２４側から基板１１の端部側へ向って深くな
る。
【００３７】切り込み部２３（すなわち端面２４）は、
カッティングソウのワーク台上に、適当なジグを用いて
基板１１を上下に傾けて配置することにより容易に形成
することができる。また、案内溝２２の形成において
は、エキシマレーザの強度を照射位置の移動に合わせて
一定の割合で変化させればよい。この場合の加工は、高
分解能が要求されることから、エネルギー密度１５／cm
2 の加工条件で行う。このエネルギー密度であれば、ニ
オブ酸リチウム基板で０．０２５μｍ／shotのエッチン
グレートを得ることことができ、溝の傾斜面を容易に形
成することができる。
カッティングソウのワーク台上に、適当なジグを用いて
基板１１を上下に傾けて配置することにより容易に形成
することができる。また、案内溝２２の形成において
は、エキシマレーザの強度を照射位置の移動に合わせて
一定の割合で変化させればよい。この場合の加工は、高
分解能が要求されることから、エネルギー密度１５／cm
2 の加工条件で行う。このエネルギー密度であれば、ニ
オブ酸リチウム基板で０．０２５μｍ／shotのエッチン
グレートを得ることことができ、溝の傾斜面を容易に形
成することができる。
【００３８】図８は第４実施例の光導波路型デバイス１
ｃの断面構造を示す模式図である。光導波路型デバイス
１ｃでは、端面２４の上下方向が光導波路２１の軸線Ｌ
ａに対して傾斜しており、その傾斜方向は上端側が光導
波路２１より張り出す方向である。
ｃの断面構造を示す模式図である。光導波路型デバイス
１ｃでは、端面２４の上下方向が光導波路２１の軸線Ｌ
ａに対して傾斜しており、その傾斜方向は上端側が光導
波路２１より張り出す方向である。
【００３９】案内溝２２は、端面２４側から基板１１の
端部側へ向って浅くなる。案内溝２２の全長にわたって
深さを光ファイバ１３の半径以上とするため、基板１１
上にブロック３１が取り付けられ、ブロック３１ととも
に基板１１を切削する加工によって案内溝２２が形成さ
れている。
端部側へ向って浅くなる。案内溝２２の全長にわたって
深さを光ファイバ１３の半径以上とするため、基板１１
上にブロック３１が取り付けられ、ブロック３１ととも
に基板１１を切削する加工によって案内溝２２が形成さ
れている。
【００４０】上述の実施例によれば、はんだの線膨張率
が接着剤よりも小さいことから、案内溝２２の周辺部分
と光ファイバ１３とを接着剤を用いて接合する場合に比
べて、温度変化の影響を軽減して光導波路と光ファイバ
との接続状態の安定性を高めることができる。
が接着剤よりも小さいことから、案内溝２２の周辺部分
と光ファイバ１３とを接着剤を用いて接合する場合に比
べて、温度変化の影響を軽減して光導波路と光ファイバ
との接続状態の安定性を高めることができる。
【００４１】上述の実施例によれば、切り込み部２３の
幅が狭いので、光ファイバ１３がその先端に十分に近い
位置で案内溝２２及び低温はんだ２６によって支持さ
れ、光軸がずれにくい。案内溝２２によって光ファイバ
１３が位置決めされるので、アライメント作業が簡単で
ある。
幅が狭いので、光ファイバ１３がその先端に十分に近い
位置で案内溝２２及び低温はんだ２６によって支持さ
れ、光軸がずれにくい。案内溝２２によって光ファイバ
１３が位置決めされるので、アライメント作業が簡単で
ある。
【００４２】図１の第１実施例によれば、光ファイバ１
３の先端を基板１１に接着するときに、接着剤ＡＤが端
面２４を越えて広がらない。また、光ファイバ１３の外
周縁から端面２４の下縁までの距離Ｌ３が他の部分の距
離Ｌ１，Ｌ２よりも長いので、接着剤ＡＤが切り込み部
２３の底面に溜まってしまうといったことが防止され
る。したがって、接着剤ＡＤが光ファイバ１３の周囲に
均一に付着し、温度変化に伴う伸縮に偏りがなく、光軸
のずれが起こりにくい。
３の先端を基板１１に接着するときに、接着剤ＡＤが端
面２４を越えて広がらない。また、光ファイバ１３の外
周縁から端面２４の下縁までの距離Ｌ３が他の部分の距
離Ｌ１，Ｌ２よりも長いので、接着剤ＡＤが切り込み部
２３の底面に溜まってしまうといったことが防止され
る。したがって、接着剤ＡＤが光ファイバ１３の周囲に
均一に付着し、温度変化に伴う伸縮に偏りがなく、光軸
のずれが起こりにくい。
【００４３】上述の実施例においては、クラッドの外形
が１２５μｍ前後のいわゆる１．５５μ帯の光ファイバ
１３を例示したが、他の寸法の光ファイバにも本発明を
適用することができる。
が１２５μｍ前後のいわゆる１．５５μ帯の光ファイバ
１３を例示したが、他の寸法の光ファイバにも本発明を
適用することができる。
【００４４】上述の実施例において、はんだ層２６に代
えて低融点硝子を用いることもできる。基板１１として
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）の結晶を用いたが、
石英を用いてもよい。その他、案内溝２２、切り込み部
２３、端面２４の形状、寸法、基板１１、ブロック１
２、又は光ファイバ１３などの材料、形状、寸法、光導
波路型デバイス１の構造、形状、形成方法、加工方法な
どは、本発明の主旨に沿って種々変更することができ
る。
えて低融点硝子を用いることもできる。基板１１として
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）の結晶を用いたが、
石英を用いてもよい。その他、案内溝２２、切り込み部
２３、端面２４の形状、寸法、基板１１、ブロック１
２、又は光ファイバ１３などの材料、形状、寸法、光導
波路型デバイス１の構造、形状、形成方法、加工方法な
どは、本発明の主旨に沿って種々変更することができ
る。
【００４５】
【発明の効果】請求項１乃至請求項５の発明によれば、
基板上の光導波路に対する光ファイバの位置決めを困難
にすることなく、結合損失をできるだけ小さくすること
ができる。
基板上の光導波路に対する光ファイバの位置決めを困難
にすることなく、結合損失をできるだけ小さくすること
ができる。
【００４６】請求項３の発明によれば、基板上の光導波
路と光ファイバのコアとを容易に密着させることができ
る。請求項４の発明によれば、温度変化に伴う結合損失
の変動を小さくすることができる。
路と光ファイバのコアとを容易に密着させることができ
る。請求項４の発明によれば、温度変化に伴う結合損失
の変動を小さくすることができる。
【図１】本発明に係る光導波路型デバイスの要部の構造
を模式的に示す平面図である。
を模式的に示す平面図である。
【図２】光導波路型デバイスの概略の構造を示す斜視図
である。
である。
【図３】図１の III−III 線矢視断面図である。
【図４】光導波路型デバイスの要部の側面図である。
【図５】光導波路型デバイスにおける結合損失の温度特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図６】第２実施例の光導波路型デバイスの平面構造を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図７】第３実施例の光導波路型デバイスの断面構造を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図８】第４実施例の光導波路型デバイスの断面構造を
示す模式図である。
示す模式図である。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 光導波路型デバイス １１ 基板 １３ 光ファイバ ２１ 光導波路 ２２ 案内溝 ２４ 光導波路の端面 ＦＴＦ 先端面 Ｌａ 光導波路の軸線 Ｌｂ 光ファイバの軸心 θ 角度（交差角度）
Claims (5)
- 【請求項１】基板上に形成された光導波路と光ファイバ
とを光学的に接続するための方法であって、 前記光ファイバの先端面と対向する前記光導波路の端面
を、前記光導波路の軸線に対して傾斜した平面とし、 前記基板に、前記光導波路の軸線と前記光ファイバの軸
心とが前記端面での光の屈折に応じた交差角度で前記端
面において交わるように、前記光ファイバを位置決めす
るための案内溝を形成し、 前記光ファイバを前記案内溝に嵌め込んで位置決めした
状態で、前記光ファイバと前記基板とを接合することを
特徴とする光導波路と光ファイバとの接続方法。 - 【請求項２】前記案内溝の深さを前記光ファイバの半径
以上としたことを特徴とする請求項１記載の光導波路と
光ファイバとの接続方法。 - 【請求項３】前記光ファイバの先端面の内の軸心の近辺
を曲面とし且つ他より突出させたことを特徴とする請求
項１又は請求項２記載の光導波路と光ファイバとの接続
方法。 - 【請求項４】前記光ファイバの周面をはんだ付けの可能
な金属面とし、 前記基板における前記案内溝の周辺部分と前記光ファイ
バとをはんだ付けによって接合することを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光導波路と光フ
ァイバとの接続方法。 - 【請求項５】基板上に形成された光導波路と光ファイバ
とを光学的に接続してなる光導波路型デバイスであっ
て、 前記光ファイバの先端面と対向する前記光導波路の端面
が、前記光導波路の軸線に対して傾斜した平面とされ、 前記基板に、前記光導波路の軸線と前記光ファイバの軸
心とが前記端面での光の屈折に応じた交差角度で前記端
面において交わるように、前記光ファイバを位置決めす
るための案内溝が形成され、 前記案内溝に嵌め込んで前記光ファイバを位置決めした
状態で、前記光ファイバと前記基板とが接合されてなる
ことを特徴とする光導波路型デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256597A JPH08122561A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光導波路と光ファイバとの接続方法及び光導波路型デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6256597A JPH08122561A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光導波路と光ファイバとの接続方法及び光導波路型デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122561A true JPH08122561A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17294846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6256597A Pending JPH08122561A (ja) | 1994-10-21 | 1994-10-21 | 光導波路と光ファイバとの接続方法及び光導波路型デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08122561A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057591A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Bookham Technology Plc | Coupling optical fibre to waveguide |
| WO1999067667A1 (de) * | 1998-06-20 | 1999-12-29 | INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH | Optisches kopplungselement |
| JP2002131563A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-05-09 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp | 偏光依存性損失を減少させた多材料構造物及びその方法 |
| GB2376754A (en) * | 2001-06-22 | 2002-12-24 | Bookham Technology Plc | Optical chip substrate with a channel having a stepped profile |
| JP2010185980A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Kita Nippon Electric Cable Co Ltd | 高出力用光部品 |
| JP2010237592A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光素子と光ファイバとの接合構造 |
-
1994
- 1994-10-21 JP JP6256597A patent/JPH08122561A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057591A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Bookham Technology Plc | Coupling optical fibre to waveguide |
| WO1999067667A1 (de) * | 1998-06-20 | 1999-12-29 | INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH | Optisches kopplungselement |
| JP2002131563A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-05-09 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp | 偏光依存性損失を減少させた多材料構造物及びその方法 |
| GB2376754A (en) * | 2001-06-22 | 2002-12-24 | Bookham Technology Plc | Optical chip substrate with a channel having a stepped profile |
| JP2010185980A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Kita Nippon Electric Cable Co Ltd | 高出力用光部品 |
| JP2010237592A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光素子と光ファイバとの接合構造 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030520 |