JPH08179155A - レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法 - Google Patents
レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法Info
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- JPH08179155A JPH08179155A JP32291494A JP32291494A JPH08179155A JP H08179155 A JPH08179155 A JP H08179155A JP 32291494 A JP32291494 A JP 32291494A JP 32291494 A JP32291494 A JP 32291494A JP H08179155 A JPH08179155 A JP H08179155A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 位置合わせを簡素化することが可能になり、
生産性に優れ、安価なレンズと光ファイバとの結合方法
及びそのレンズ基板の作製方法を提供する。 【構成】 透明なレンズ基板１の一方の基板表面に、レ
ンズ２を１つもしくは複数アレー状に配置したレンズ基
板１と、該レンズ基板１のレンズ配置に対応した１つも
しくは複数の光ファイバとを結合する結合方法であり、
フォトリソグラフィの手法とエッチングの手法による加
工方法でレンズ面と対向する基板表面のレンズ２の光軸
上に基板表面を一部除去して所定の凹部４を形成し、レ
ンズ基板１の前記凹部４に光ファイバ３を挿入させて位
置決めを行う。
生産性に優れ、安価なレンズと光ファイバとの結合方法
及びそのレンズ基板の作製方法を提供する。 【構成】 透明なレンズ基板１の一方の基板表面に、レ
ンズ２を１つもしくは複数アレー状に配置したレンズ基
板１と、該レンズ基板１のレンズ配置に対応した１つも
しくは複数の光ファイバとを結合する結合方法であり、
フォトリソグラフィの手法とエッチングの手法による加
工方法でレンズ面と対向する基板表面のレンズ２の光軸
上に基板表面を一部除去して所定の凹部４を形成し、レ
ンズ基板１の前記凹部４に光ファイバ３を挿入させて位
置決めを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズと光ファイバと
の結合方法及びレンズ基板の作成方法に関し、より詳細
には、光通信等に用いる光モジュールにおけるレンズと
光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法に関
する。例えば、光通信、光情報処理及び光インターコネ
クション等に適用されるものである。
の結合方法及びレンズ基板の作成方法に関し、より詳細
には、光通信等に用いる光モジュールにおけるレンズと
光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法に関
する。例えば、光通信、光情報処理及び光インターコネ
クション等に適用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザと光ファイバの高効率結合
は、加入者系、ＬＡＮ（Ｌocal ＡreaＮetwork）やＣＡ
ＴＶ（Ｃable Ｔelevision）などの伝送システムを構築
する上で不可欠な技術である。しかし、このためにはフ
ァイバ位置の精密調整が必要であり、ファイバにＬＤ
（Ｌaser Ｄiode）からの光を自動的に結合することは
容易ではない。これまでの方法とし、 直接結合、 ファイバ端面加工結合、 有限系単レンズ結合、 無限系対レンズ結合、 などがある。
は、加入者系、ＬＡＮ（Ｌocal ＡreaＮetwork）やＣＡ
ＴＶ（Ｃable Ｔelevision）などの伝送システムを構築
する上で不可欠な技術である。しかし、このためにはフ
ァイバ位置の精密調整が必要であり、ファイバにＬＤ
（Ｌaser Ｄiode）からの光を自動的に結合することは
容易ではない。これまでの方法とし、 直接結合、 ファイバ端面加工結合、 有限系単レンズ結合、 無限系対レンズ結合、 などがある。
【０００３】従来の光ファイバとレンズとの結合方法に
ついて記載した公知文献としては、例えば、「平板マイ
クロレンズとＳｉガイド孔を用いた半導体レーザと光フ
ァイバアレー結合」（小西秀広 外１名、電子情報通信
学会技術研究報告ＣＡＰ９１−４７）がある。
ついて記載した公知文献としては、例えば、「平板マイ
クロレンズとＳｉガイド孔を用いた半導体レーザと光フ
ァイバアレー結合」（小西秀広 外１名、電子情報通信
学会技術研究報告ＣＡＰ９１−４７）がある。
【０００４】図６は、前記文献に記載された半導体レー
ザと光ファイバアレーの結合方法を説明するための図
で、図中、４１は半導体レーザ、４２はコリメートレン
ズ、４３はＳｉガイド孔、４４は平板マイクロレンズア
レー、４５は光ファイバアレーである。コリメートされ
た半導体レーザ４１からの出射光を平板マイクロレンズ
アレー４４により分配し、光ファイバアレー４５の各コ
アに集光する。基本的には無限系対レンズ結合に属す
る。ここで、平板マイクロレンズと光ファイバとの光軸
合わせを容易にするために、平板マイクロレンズの焦点
面にあらかじめ光ファイバのガイド孔４３を設けてお
き、そのガイド孔４３に複数の光ファイバを一括調整で
容易に結合する。
ザと光ファイバアレーの結合方法を説明するための図
で、図中、４１は半導体レーザ、４２はコリメートレン
ズ、４３はＳｉガイド孔、４４は平板マイクロレンズア
レー、４５は光ファイバアレーである。コリメートされ
た半導体レーザ４１からの出射光を平板マイクロレンズ
アレー４４により分配し、光ファイバアレー４５の各コ
アに集光する。基本的には無限系対レンズ結合に属す
る。ここで、平板マイクロレンズと光ファイバとの光軸
合わせを容易にするために、平板マイクロレンズの焦点
面にあらかじめ光ファイバのガイド孔４３を設けてお
き、そのガイド孔４３に複数の光ファイバを一括調整で
容易に結合する。
【０００５】すなわち、用いる平板マイクロレンズアレ
ー４４に対応したガイド孔４３をＳｉ結合基板上にフォ
トリソグラフィの手法と異方性エッチングによる加工方
法により作製し、レンズ基板とＳｉガイド孔基板とを位
置合わせした後、このガイド孔４３に光ファイバアレー
４５を挿入させることにより、コリメートレンズ４２と
光ファイバアレー４５との位置合わせを行う。
ー４４に対応したガイド孔４３をＳｉ結合基板上にフォ
トリソグラフィの手法と異方性エッチングによる加工方
法により作製し、レンズ基板とＳｉガイド孔基板とを位
置合わせした後、このガイド孔４３に光ファイバアレー
４５を挿入させることにより、コリメートレンズ４２と
光ファイバアレー４５との位置合わせを行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成
方法において、Ｓｉガイド孔を用いる図６のような方法
では、組み付けする際に、Ｓｉガイド孔基板とレンズア
レーとの高精度な位置合わせの工程が必要であり、生産
性に問題が残る。また、高価な結晶基板を用いることか
ら、安価なユニットを提供することができないなどの問
題点がある。
レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成
方法において、Ｓｉガイド孔を用いる図６のような方法
では、組み付けする際に、Ｓｉガイド孔基板とレンズア
レーとの高精度な位置合わせの工程が必要であり、生産
性に問題が残る。また、高価な結晶基板を用いることか
ら、安価なユニットを提供することができないなどの問
題点がある。
【０００７】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、位置合わせを簡素化することが可能になり、
生産性に優れ、安価なレンズと光ファイバとの結合方法
及びそのレンズ基板の作製方法を提供することを目的と
している。
たもので、位置合わせを簡素化することが可能になり、
生産性に優れ、安価なレンズと光ファイバとの結合方法
及びそのレンズ基板の作製方法を提供することを目的と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）透明な基板の一方の基板表面に、
レンズを１つもしくは複数アレー状に配置したレンズ基
板と、該レンズ基板のレンズ配置に対応した１つもしく
は複数の光ファイバとを結合する結合方法であって、フ
ォトリソグラフィの手法とエッチングの手法による加工
方法で、レンズ面と対向する基板表面のレンズの光軸上
に基板表面を一部除去して所定の凹部を形成し、前記レ
ンズ基板の前記凹部に光ファイバを挿入させて位置決め
を行うこと、更には、（２）前記結合方法において、光
ファイバ端面に凸部を形成し、前記レンズ基板の凹部に
前記ファイバ端面の凸部を挿入させることにより位置決
めを行うこと、更には、（３）前記結合方法において、
前記レンズ基板の凹部に基板もしくは光ファイバのコア
部の屈折率に概略一致する屈折率を有する光もしくは熱
により硬化する樹脂を充填後、光ファイバを挿入させて
位置決めを行い、光もしくは熱により前記樹脂を硬化さ
せて固定すること、或いは、（４）前記レンズ基板にお
いて、レンズ面と対向する基板表面にレジストを塗布
後、フォトリソグラフィの手法を用い、レンズ側から選
択的にレンズ部のみに平行光を照射するか、もしくは前
記開口部を形成する際にレンズ基板のレンズに対応した
配置を有する１つもしくは複数のレンズを通して、レン
ズ側から選択的にレンズ部のみに収束光もしくは発散光
のいずれかを照射することにより、所定の開口部を形成
した後、エッチングの手法により所定の凹部を形成する
こと、或いは、（５）前記レンズ基板において、レンズ
面と対向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソ
グラフィの手法を用いて開口部を形成する際に、あらか
じめレンズ形成面側のレンズ部分を除く基板上に遮光用
の不透明な膜を形成して、レンズ側から選択的にレンズ
部のみに前記平行光、収束光もしくは発散光を照射する
ことにより、所定の開口部を形成した後、エッチングの
手法により所定の凹部を形成することを特徴としたもの
である。
決するために、（１）透明な基板の一方の基板表面に、
レンズを１つもしくは複数アレー状に配置したレンズ基
板と、該レンズ基板のレンズ配置に対応した１つもしく
は複数の光ファイバとを結合する結合方法であって、フ
ォトリソグラフィの手法とエッチングの手法による加工
方法で、レンズ面と対向する基板表面のレンズの光軸上
に基板表面を一部除去して所定の凹部を形成し、前記レ
ンズ基板の前記凹部に光ファイバを挿入させて位置決め
を行うこと、更には、（２）前記結合方法において、光
ファイバ端面に凸部を形成し、前記レンズ基板の凹部に
前記ファイバ端面の凸部を挿入させることにより位置決
めを行うこと、更には、（３）前記結合方法において、
前記レンズ基板の凹部に基板もしくは光ファイバのコア
部の屈折率に概略一致する屈折率を有する光もしくは熱
により硬化する樹脂を充填後、光ファイバを挿入させて
位置決めを行い、光もしくは熱により前記樹脂を硬化さ
せて固定すること、或いは、（４）前記レンズ基板にお
いて、レンズ面と対向する基板表面にレジストを塗布
後、フォトリソグラフィの手法を用い、レンズ側から選
択的にレンズ部のみに平行光を照射するか、もしくは前
記開口部を形成する際にレンズ基板のレンズに対応した
配置を有する１つもしくは複数のレンズを通して、レン
ズ側から選択的にレンズ部のみに収束光もしくは発散光
のいずれかを照射することにより、所定の開口部を形成
した後、エッチングの手法により所定の凹部を形成する
こと、或いは、（５）前記レンズ基板において、レンズ
面と対向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソ
グラフィの手法を用いて開口部を形成する際に、あらか
じめレンズ形成面側のレンズ部分を除く基板上に遮光用
の不透明な膜を形成して、レンズ側から選択的にレンズ
部のみに前記平行光、収束光もしくは発散光を照射する
ことにより、所定の開口部を形成した後、エッチングの
手法により所定の凹部を形成することを特徴としたもの
である。
【０００９】
【作用】前記構成を有する本発明のレンズと光ファイバ
との結合方法は、（１）透明な基板の一方の基板表面
に、レンズを１つもしくは複数アレー状に配置したレン
ズ基板と、該レンズ基板のレンズ配置に対応した１つも
しくは複数の光ファイバとを結合する結合方法であっ
て、フォトリソグラフィの手法とエッチングの手法によ
る加工方法でレンズ面と対向する基板表面のレンズの光
軸上に基板表面を一部除去して所定の凹部を形成し、レ
ンズ基板の前記凹部に光ファイバを挿入させて位置決め
を行うので、位置合わせを簡素化することが可能にな
り、生産性に優れ、かつ安価なレンズと光ファイバとの
結合方法が得られる。
との結合方法は、（１）透明な基板の一方の基板表面
に、レンズを１つもしくは複数アレー状に配置したレン
ズ基板と、該レンズ基板のレンズ配置に対応した１つも
しくは複数の光ファイバとを結合する結合方法であっ
て、フォトリソグラフィの手法とエッチングの手法によ
る加工方法でレンズ面と対向する基板表面のレンズの光
軸上に基板表面を一部除去して所定の凹部を形成し、レ
ンズ基板の前記凹部に光ファイバを挿入させて位置決め
を行うので、位置合わせを簡素化することが可能にな
り、生産性に優れ、かつ安価なレンズと光ファイバとの
結合方法が得られる。
【００１０】（２）前記結合方法において、光ファイバ
端面に凸部を形成し、前記レンズ基板の凹部に前記ファ
イバ端面の凸部を挿入させることにより位置決めを行う
ので、位置合わせを簡素化するとともに、高精度な光軸
合わせが可能になり、生産性に優れ、かつ高精度なレン
ズと光ファイバとの結合方法が得られる。 （３）前記結合方法において、前記レンズ基板の凹部
に、基板もしくは光ファイバのコア部の屈折率に概略一
致する屈折率を有する光もしくは熱により硬化する樹脂
を充填後、光ファイバを挿入させて位置決めを行い、光
もしくは熱により前記樹脂を硬化させて固定するので、
結合部での散乱損失を低減することが可能となり、生産
性に優れ、かつ高効率なレンズと光ファイバとの結合方
法が得られる。
端面に凸部を形成し、前記レンズ基板の凹部に前記ファ
イバ端面の凸部を挿入させることにより位置決めを行う
ので、位置合わせを簡素化するとともに、高精度な光軸
合わせが可能になり、生産性に優れ、かつ高精度なレン
ズと光ファイバとの結合方法が得られる。 （３）前記結合方法において、前記レンズ基板の凹部
に、基板もしくは光ファイバのコア部の屈折率に概略一
致する屈折率を有する光もしくは熱により硬化する樹脂
を充填後、光ファイバを挿入させて位置決めを行い、光
もしくは熱により前記樹脂を硬化させて固定するので、
結合部での散乱損失を低減することが可能となり、生産
性に優れ、かつ高効率なレンズと光ファイバとの結合方
法が得られる。
【００１１】（４）前記レンズ基板において、レンズ面
と対向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソグ
ラフィの手法を用い、レンズ側から選択的にレンズ部の
みに平行光を照射するか、もしくは前記開口部を形成す
る際にレンズ基板のレンズに対応した配置を有する１つ
もしくは複数のレンズを通して、レンズ側から選択的に
レンズ部のみに収束光もしくは発散光のいずれかを照射
することにより、所定の開口部を形成した後、エッチン
グの手法により所定の凹部を形成するので、レンズ自身
を用いた露光方法により凹面加工用マスクパターンがレ
ンズ配置に対し高精度に位置合わせされて凹面位置の高
精度な制御が可能になり、生産性に優れ、安価で高精度
なレンズ基板を作製することができる。
と対向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソグ
ラフィの手法を用い、レンズ側から選択的にレンズ部の
みに平行光を照射するか、もしくは前記開口部を形成す
る際にレンズ基板のレンズに対応した配置を有する１つ
もしくは複数のレンズを通して、レンズ側から選択的に
レンズ部のみに収束光もしくは発散光のいずれかを照射
することにより、所定の開口部を形成した後、エッチン
グの手法により所定の凹部を形成するので、レンズ自身
を用いた露光方法により凹面加工用マスクパターンがレ
ンズ配置に対し高精度に位置合わせされて凹面位置の高
精度な制御が可能になり、生産性に優れ、安価で高精度
なレンズ基板を作製することができる。
【００１２】（５）前記レンズ基板において、レンズ面
と対向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソグ
ラフィの手法を用いて開口部を形成する際に、あらかじ
めレンズ形成面側のレンズ部分を除く基板上に遮光用の
不透明な膜を形成して、レンズ側から選択的にレンズ部
のみに前記平行光、収束光もしくは発散光を照射するこ
とにより、所定の開口部を形成した後、エッチングの手
法により所定の凹部を形成するので、凹面形成時の加工
工程が簡略化でき、また実際にモジュールなどに用いる
際に隣接レンズやレンズ以外の場所からのもれ光などの
迷光を低減することが可能になり、生産性に優れ、かつ
安価なレンズ基板の作製方法が得られるとともに高性能
なレンズと光ファイバとの結合方法が得られる。
と対向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソグ
ラフィの手法を用いて開口部を形成する際に、あらかじ
めレンズ形成面側のレンズ部分を除く基板上に遮光用の
不透明な膜を形成して、レンズ側から選択的にレンズ部
のみに前記平行光、収束光もしくは発散光を照射するこ
とにより、所定の開口部を形成した後、エッチングの手
法により所定の凹部を形成するので、凹面形成時の加工
工程が簡略化でき、また実際にモジュールなどに用いる
際に隣接レンズやレンズ以外の場所からのもれ光などの
迷光を低減することが可能になり、生産性に優れ、かつ
安価なレンズ基板の作製方法が得られるとともに高性能
なレンズと光ファイバとの結合方法が得られる。
【００１３】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１（ａ）,（ｂ）は、本発明によるレンズと光
ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法の一実
施例を説明するための構成図で、レンズと光ファイバと
の結合方法を説明するための概念図である。図１（ａ）
は斜視図、図１（ｂ）は側面図である。図中、１はレン
ズ基板、２はレンズ、３は光ファイバ、４は位置決め用
凹部である。
する。図１（ａ）,（ｂ）は、本発明によるレンズと光
ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法の一実
施例を説明するための構成図で、レンズと光ファイバと
の結合方法を説明するための概念図である。図１（ａ）
は斜視図、図１（ｂ）は側面図である。図中、１はレン
ズ基板、２はレンズ、３は光ファイバ、４は位置決め用
凹部である。
【００１４】本発明によるレンズと光ファイバとの結合
方法では、図１に示すように透明なレンズ基板１の一方
の基板表面にレンズ２（ここでは基板表面に球面を有す
る部分を設けた凸レンズ）を１つもしくは複数アレー状
に配置した（ここでは４つ一列に配置した）レンズ基板
１と、該レンズ基板１のレンズ配置に対応した複数の光
ファイバ３（ここでは４つテープ状に配置したファイバ
アレー）とを結合する結合方法であって、レンズ面と対
向する基板表面のレンズ２の光軸上に概略レンズの焦点
位置までフォトリソグラフィの手法と通常の化学的加工
方法で基板１を除去して凹部４を設け、前記レンズ基板
１に形成した凹部４に光ファイバ３を挿入してファイバ
を固定することにより、自己整合的に位置決めを行う。
方法では、図１に示すように透明なレンズ基板１の一方
の基板表面にレンズ２（ここでは基板表面に球面を有す
る部分を設けた凸レンズ）を１つもしくは複数アレー状
に配置した（ここでは４つ一列に配置した）レンズ基板
１と、該レンズ基板１のレンズ配置に対応した複数の光
ファイバ３（ここでは４つテープ状に配置したファイバ
アレー）とを結合する結合方法であって、レンズ面と対
向する基板表面のレンズ２の光軸上に概略レンズの焦点
位置までフォトリソグラフィの手法と通常の化学的加工
方法で基板１を除去して凹部４を設け、前記レンズ基板
１に形成した凹部４に光ファイバ３を挿入してファイバ
を固定することにより、自己整合的に位置決めを行う。
【００１５】図２（ａ）〜（ｅ）は、レンズ基板の加工
方法について説明するためための図で、図２（ａ）〜
（ｄ）は、図２（ｅ）に示すレンズ基板の平面図のＡ−
Ａ断面図である。図中、１１はレジスト、１２は露光
部、１３は平行光、１４はマスク開口部で、その他、図
１と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。
方法について説明するためための図で、図２（ａ）〜
（ｄ）は、図２（ｅ）に示すレンズ基板の平面図のＡ−
Ａ断面図である。図中、１１はレジスト、１２は露光
部、１３は平行光、１４はマスク開口部で、その他、図
１と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。
【００１６】レンズ基板１には通常の光学ガラスなどが
可能であるが、本実施例では、用いるレンズの焦点距離
よりも厚さを有した石英ガラス基板を用いている。レン
ズ２には、基板の所定の組成を選択的に置換して得られ
る分布屈折率型のマイクロレンズやフォトレジストを円
形にパターニングした後、加熱処理をした際の溶融した
レジストの表面張力を利用して作製されたレジスト凸レ
ンズや前記凸レンズをマスクに異方性のドライエッチン
グの手法により作製される凸レンズ等があるが、本実施
例では、前記レジスト凸レンズもしくはドライエッチン
グにより作製されたマイクロレンズなどの凸レンズとし
た。
可能であるが、本実施例では、用いるレンズの焦点距離
よりも厚さを有した石英ガラス基板を用いている。レン
ズ２には、基板の所定の組成を選択的に置換して得られ
る分布屈折率型のマイクロレンズやフォトレジストを円
形にパターニングした後、加熱処理をした際の溶融した
レジストの表面張力を利用して作製されたレジスト凸レ
ンズや前記凸レンズをマスクに異方性のドライエッチン
グの手法により作製される凸レンズ等があるが、本実施
例では、前記レジスト凸レンズもしくはドライエッチン
グにより作製されたマイクロレンズなどの凸レンズとし
た。
【００１７】本発明による加工方法では、まず、前記ガ
ラス基板１のレンズ面と対向する基板表面にフォトレジ
スト１１をスピンコートなどにより塗布後（工程ａ：図
２（ａ））、フォトリソグラフィーの手法を用いレンズ
側から選択的にレンズ部２のみに平行光１３を照射する
（工程ｂ：図２（ｂ））。入射した光によりレジストは
所定の大きさの円形１２に露光され、現像により所定の
開口部１４を形成する（工程ｃ：図２（ｃ））。この
後、この開口部１４をマスクに緩衝ふっ酸により深さ方
向を概略レンズの焦点位置までエッチングを行い、所定
の凹部４を形成する（工程ｄ：図２（ｄ））。このよう
に、本発明による結合方法では、前記レンズ基板１の凹
部４に光ファイバを挿入させることにより、レンズと光
ファイバとの位置合わせを行う。
ラス基板１のレンズ面と対向する基板表面にフォトレジ
スト１１をスピンコートなどにより塗布後（工程ａ：図
２（ａ））、フォトリソグラフィーの手法を用いレンズ
側から選択的にレンズ部２のみに平行光１３を照射する
（工程ｂ：図２（ｂ））。入射した光によりレジストは
所定の大きさの円形１２に露光され、現像により所定の
開口部１４を形成する（工程ｃ：図２（ｃ））。この
後、この開口部１４をマスクに緩衝ふっ酸により深さ方
向を概略レンズの焦点位置までエッチングを行い、所定
の凹部４を形成する（工程ｄ：図２（ｄ））。このよう
に、本発明による結合方法では、前記レンズ基板１の凹
部４に光ファイバを挿入させることにより、レンズと光
ファイバとの位置合わせを行う。
【００１８】図３（ａ）〜（ｄ）は、レンズ基板の他の
加工方法を説明するための図で、図中、２０は露光用レ
ンズ、２１は遮光マスク、２２は遮光膜でその他、図２
と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。
加工方法を説明するための図で、図中、２０は露光用レ
ンズ、２１は遮光マスク、２２は遮光膜でその他、図２
と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。
【００１９】本実施例の結合方法では、まず、前記ガラ
ス基板１のレンズ面と対向する基板表面に前記方法でレ
ジスト１１を塗布後、フォトリソグラフィーの手法を用
い、レンズ側から選択的にレンズ部２のみに光を照射す
る。この時、前記のような平行光ではなく、レンズ基板
１のレンズ２に対応した配置を有するレンズ（もしくは
レンズアレー）２０を通して、レンズ側から選択的にレ
ンズ部のみに収束光もしくは発散光のいずれかを照射す
ることにより、前記レンズ基板のレンズ性能に制限され
ることなく、任意の大きさの円形１２に露光して（工程
ａ：図３（ａ））、現像後、所定の開口部１４を形成す
る（工程ｂ：図３（ｂ））。
ス基板１のレンズ面と対向する基板表面に前記方法でレ
ジスト１１を塗布後、フォトリソグラフィーの手法を用
い、レンズ側から選択的にレンズ部２のみに光を照射す
る。この時、前記のような平行光ではなく、レンズ基板
１のレンズ２に対応した配置を有するレンズ（もしくは
レンズアレー）２０を通して、レンズ側から選択的にレ
ンズ部のみに収束光もしくは発散光のいずれかを照射す
ることにより、前記レンズ基板のレンズ性能に制限され
ることなく、任意の大きさの円形１２に露光して（工程
ａ：図３（ａ））、現像後、所定の開口部１４を形成す
る（工程ｂ：図３（ｂ））。
【００２０】さらにここでは凹部を形成する方法として
異方性を有するドライエッチングの手法の一つであるＥ
ＣＲ（Ｅlectrom Ｃycrotron Ｒesonance）エッチング
による方法を用いている。ＣＨＦ3＋Ｏ2の混合ガスを用
い、適当なエッチング条件下でエッチングを行うことに
より、レジストマスク開口部の形状を光軸方向に変倍し
た形で基板表面に転写して凹部４を形成でき（工程ｃ：
図３（ｃ））、ファイバ端面の突き当たる凹部４の底辺
を平坦化することが可能になり、ファイバとの固定部を
安定にすることが可能になる。
異方性を有するドライエッチングの手法の一つであるＥ
ＣＲ（Ｅlectrom Ｃycrotron Ｒesonance）エッチング
による方法を用いている。ＣＨＦ3＋Ｏ2の混合ガスを用
い、適当なエッチング条件下でエッチングを行うことに
より、レジストマスク開口部の形状を光軸方向に変倍し
た形で基板表面に転写して凹部４を形成でき（工程ｃ：
図３（ｃ））、ファイバ端面の突き当たる凹部４の底辺
を平坦化することが可能になり、ファイバとの固定部を
安定にすることが可能になる。
【００２１】また、前記加工方法において、選択的にレ
ンズ部のみに光を照射する方法として、図３（ａ）に示
すような遮光マスク２１を用いるのではなく、図３
（ｄ）に示すように、レンズ面に遮光膜２２を加工前に
形成しておくことも可能である。形成方法としては、例
えば、リフトオフ法を用いて作製することが可能であ
る。
ンズ部のみに光を照射する方法として、図３（ａ）に示
すような遮光マスク２１を用いるのではなく、図３
（ｄ）に示すように、レンズ面に遮光膜２２を加工前に
形成しておくことも可能である。形成方法としては、例
えば、リフトオフ法を用いて作製することが可能であ
る。
【００２２】すなわち、レンズ作製後、フォトリソグラ
フィの手法を用いてレンズ面以外のレジストを除去する
パターニングを行った後、遮光膜として適当な金属膜を
蒸着等により形成し、レンズ表面のレジストを除去する
ことにより遮光膜を形成する。この遮光膜２２を形成す
ることにより、凹面４形成時の加工工程（特に、遮光マ
スク２１のアライメント作業を省略できる）が簡略化で
き、また、実際にモジュールなどに用いる際に、隣接レ
ンズからのもれ光やレンズ部以外からの背景光などの迷
光を低減することが可能になる。
フィの手法を用いてレンズ面以外のレジストを除去する
パターニングを行った後、遮光膜として適当な金属膜を
蒸着等により形成し、レンズ表面のレジストを除去する
ことにより遮光膜を形成する。この遮光膜２２を形成す
ることにより、凹面４形成時の加工工程（特に、遮光マ
スク２１のアライメント作業を省略できる）が簡略化で
き、また、実際にモジュールなどに用いる際に、隣接レ
ンズからのもれ光やレンズ部以外からの背景光などの迷
光を低減することが可能になる。
【００２３】図４は、本発明によるレンズと光ファイバ
との他の結合方法を示す概念図で、図中、３１はコア突
出部で、その他、図１と同じ作用をする部分は同一の符
号を付してある。本実施例の結合方法では、光ファイバ
の端面を緩衝ふっ酸によるファイバコア部の組成比によ
るエッチングレートの違いを利用し、概略球面に加工し
て、基板表面に等方性のエッチングにより、凹部４を形
成する際に形成される半円形の凹部４を前記コア突出部
３１の形状にほぼ一致させることにより、挿入した際の
レンズとファイバとの光軸の無調整化を可能にすること
ができる。
との他の結合方法を示す概念図で、図中、３１はコア突
出部で、その他、図１と同じ作用をする部分は同一の符
号を付してある。本実施例の結合方法では、光ファイバ
の端面を緩衝ふっ酸によるファイバコア部の組成比によ
るエッチングレートの違いを利用し、概略球面に加工し
て、基板表面に等方性のエッチングにより、凹部４を形
成する際に形成される半円形の凹部４を前記コア突出部
３１の形状にほぼ一致させることにより、挿入した際の
レンズとファイバとの光軸の無調整化を可能にすること
ができる。
【００２４】図５（ａ）,（ｂ）は、本発明によるレン
ズと光ファイバとの固定方法を説明するための図で、図
中、３２は樹脂、３３はファイバ保持部材で、その他、
図４と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。
ズと光ファイバとの固定方法を説明するための図で、図
中、３２は樹脂、３３はファイバ保持部材で、その他、
図４と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。
【００２５】図５に示すように、前記レンズ基板の凹部
に、基板もしくは光ファイバのコア部の屈折率に概略一
致する屈折率を有する光もしくは熱により硬化する樹脂
３２を充填し（工程ａ：図５（ａ））、Ｓｉ結晶基板上
に前記レンズ基板の凹部４の配置に対応した位置にフォ
トリソグラフィと異方性エッチングの手法により、Ｖ溝
を作製した基板３３に、ファイバ先端部分を所定量突出
させて実装されたファイバ保持部材の前記光ファイバ先
端部を凹部４に挿入させて位置決めを行い、光もしくは
熱により前記樹脂を硬化させて固定する（工程ｂ：図５
（ｂ））方法がある。
に、基板もしくは光ファイバのコア部の屈折率に概略一
致する屈折率を有する光もしくは熱により硬化する樹脂
３２を充填し（工程ａ：図５（ａ））、Ｓｉ結晶基板上
に前記レンズ基板の凹部４の配置に対応した位置にフォ
トリソグラフィと異方性エッチングの手法により、Ｖ溝
を作製した基板３３に、ファイバ先端部分を所定量突出
させて実装されたファイバ保持部材の前記光ファイバ先
端部を凹部４に挿入させて位置決めを行い、光もしくは
熱により前記樹脂を硬化させて固定する（工程ｂ：図５
（ｂ））方法がある。
【００２６】この時、基板もしくは光ファイバのコア部
の屈折率に概略一致する屈折率を有する樹脂を用いるこ
とにより、エッチング加工時の加工表面の荒れを前記樹
脂３２で埋めることにより、この部分での散乱損失を低
減でき、高効率な結合を実現することが可能になる。本
発明は前述の方法に限らず、その他、この精神に逸脱す
ることなく種々の変形が可能である。
の屈折率に概略一致する屈折率を有する樹脂を用いるこ
とにより、エッチング加工時の加工表面の荒れを前記樹
脂３２で埋めることにより、この部分での散乱損失を低
減でき、高効率な結合を実現することが可能になる。本
発明は前述の方法に限らず、その他、この精神に逸脱す
ることなく種々の変形が可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：位置合わせを簡素化す
ることが可能になり、生産性に優れ、かつ安価なレンズ
と光ファイバとの結合方法を提供することができる。 （２）請求項２に対応する効果：位置合わせを簡素化す
るとともに高精度な光軸合わせが可能になり、生産性に
優れ、かつ高精度なレンズと光ファイバとの結合方法を
提供することができる。 （３）請求項３に対応する効果：結合部での散乱損失を
低減することが可能となり、生産性に優れ、かつ高効率
なレンズと光ファイバとの結合方法を提供することがで
きる。 （４）請求項４に対応する効果：レンズ自身を用いた露
光方法により、凹面加工用マスクパターンがレンズ配置
に対し、高精度に位置合わされて凹面位置の高精度な制
御が可能になり、生産性に優れ、安価で高精度なレンズ
基板を作製することができる。 （５）請求項５に対応する効果：凹面形成時の加工工程
が簡略化でき、また実際にモジュールなどに用いる際
に、隣接レンズやレンズ以外の場所からのもれ光などの
迷光を低減することが可能になり、生産性に優れ、かつ
安価なレンズ基板の作製方法を提供するとともに、高性
能なレンズと光ファイバとの結合方法を提供することが
できる。
によると、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：位置合わせを簡素化す
ることが可能になり、生産性に優れ、かつ安価なレンズ
と光ファイバとの結合方法を提供することができる。 （２）請求項２に対応する効果：位置合わせを簡素化す
るとともに高精度な光軸合わせが可能になり、生産性に
優れ、かつ高精度なレンズと光ファイバとの結合方法を
提供することができる。 （３）請求項３に対応する効果：結合部での散乱損失を
低減することが可能となり、生産性に優れ、かつ高効率
なレンズと光ファイバとの結合方法を提供することがで
きる。 （４）請求項４に対応する効果：レンズ自身を用いた露
光方法により、凹面加工用マスクパターンがレンズ配置
に対し、高精度に位置合わされて凹面位置の高精度な制
御が可能になり、生産性に優れ、安価で高精度なレンズ
基板を作製することができる。 （５）請求項５に対応する効果：凹面形成時の加工工程
が簡略化でき、また実際にモジュールなどに用いる際
に、隣接レンズやレンズ以外の場所からのもれ光などの
迷光を低減することが可能になり、生産性に優れ、かつ
安価なレンズ基板の作製方法を提供するとともに、高性
能なレンズと光ファイバとの結合方法を提供することが
できる。
【図１】 本発明によるレンズと光ファイバとの結合方
法の一実施例を説明するための概念図である。
法の一実施例を説明するための概念図である。
【図２】 本発明によるレンズ基板の加工方法を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３】 本発明によるレンズ基板の他の加工方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図４】 本発明によるレンズと光ファイバとの他の結
合方法を説明するための概念図である。
合方法を説明するための概念図である。
【図５】 本発明によるレンズと光ファイバとの固定方
法を説明するための図である。
法を説明するための図である。
【図６】 従来の半導体レーザと光ファイバアレーの結
合方法を説明するための図である。
合方法を説明するための図である。
１…レンズ基板、２…レンズ、３…光ファイバ、４…位
置決め用凹部、１１…レジスト、１２…露光部、１３…
平行光、１４…マスク開口部、２０…露光用レンズ、２
１…遮光マスク、２２…遮光膜、３１…コア突出部、３
２…樹脂、３３…ファイバ保持部材。
置決め用凹部、１１…レジスト、１２…露光部、１３…
平行光、１４…マスク開口部、２０…露光用レンズ、２
１…遮光マスク、２２…遮光膜、３１…コア突出部、３
２…樹脂、３３…ファイバ保持部材。
Claims (5)
- 【請求項１】 透明な基板の一方の基板表面に、レンズ
を１つもしくは複数アレー状に配置したレンズ基板と、
該レンズ基板のレンズ配置に対応した１つもしくは複数
の光ファイバとを結合する結合方法であって、フォトリ
ソグラフィの手法とエッチングの手法による加工方法
で、レンズ面と対向する基板表面のレンズの光軸上に基
板表面を一部除去して所定の凹部を形成し、前記レンズ
基板の前記凹部に光ファイバを挿入させて位置決めを行
うことを特徴とするレンズと光ファイバとの結合方法。 - 【請求項２】 前記結合方法において、光ファイバ端面
に凸部を形成し、前記レンズ基板の凹部に前記ファイバ
端面の凸部を挿入させることにより位置決めを行うこと
を特徴とする請求項１記載のレンズと光ファイバとの結
合方法。 - 【請求項３】 前記結合方法において、前記レンズ基板
の凹部に基板もしくは光ファイバのコア部の屈折率に概
略一致する屈折率を有する光もしくは熱により硬化する
樹脂を充填後、光ファイバを挿入させて位置決めを行
い、光もしくは熱により前記樹脂を硬化させて固定する
ことを特徴とする請求項１記載のレンズと光ファイバと
の結合方法。 - 【請求項４】 前記レンズ基板において、レンズ面と対
向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソグラフ
ィの手法を用い、レンズ側から選択的にレンズ部のみに
平行光を照射するか、もしくは前記開口部を形成する際
にレンズ基板のレンズに対応した配置を有する１つもし
くは複数のレンズを通して、レンズ側から選択的にレン
ズ部のみに収束光もしくは発散光のいずれかを照射する
ことにより、所定の開口部を形成した後、エッチングの
手法により所定の凹部を形成することを特徴とするレン
ズ基板の作成方法。 - 【請求項５】 前記レンズ基板において、レンズ面と対
向する基板表面にレジストを塗布後、フォトリソグラフ
ィの手法を用いて開口部を形成する際に、あらかじめレ
ンズ形成面側のレンズ部分を除く基板上に遮光用の不透
明な膜を形成して、レンズ側から選択的にレンズ部のみ
に前記平行光、収束光もしくは発散光を照射することに
より、所定の開口部を形成した後、エッチングの手法に
より所定の凹部を形成することを特徴とする請求項４記
載のレンズ基板の作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32291494A JPH08179155A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32291494A JPH08179155A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179155A true JPH08179155A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18149041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32291494A Pending JPH08179155A (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | レンズと光ファイバとの結合方法及びレンズ基板の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08179155A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005252038A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アレイ型受光部品 |
| US11076489B2 (en) | 2018-04-10 | 2021-07-27 | 3D Glass Solutions, Inc. | RF integrated power condition capacitor |
| US11101532B2 (en) | 2017-04-28 | 2021-08-24 | 3D Glass Solutions, Inc. | RF circulator |
| US11139582B2 (en) | 2018-09-17 | 2021-10-05 | 3D Glass Solutions, Inc. | High efficiency compact slotted antenna with a ground plane |
| US11161773B2 (en) * | 2016-04-08 | 2021-11-02 | 3D Glass Solutions, Inc. | Methods of fabricating photosensitive substrates suitable for optical coupler |
| US11264167B2 (en) | 2016-02-25 | 2022-03-01 | 3D Glass Solutions, Inc. | 3D capacitor and capacitor array fabricating photoactive substrates |
| US11270843B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-03-08 | 3D Glass Solutions, Inc. | Annular capacitor RF, microwave and MM wave systems |
| US11342896B2 (en) | 2017-07-07 | 2022-05-24 | 3D Glass Solutions, Inc. | 2D and 3D RF lumped element devices for RF system in a package photoactive glass substrates |
| US11367939B2 (en) | 2017-12-15 | 2022-06-21 | 3D Glass Solutions, Inc. | Coupled transmission line resonate RF filter |
| US11373908B2 (en) | 2019-04-18 | 2022-06-28 | 3D Glass Solutions, Inc. | High efficiency die dicing and release |
| US11594457B2 (en) | 2018-12-28 | 2023-02-28 | 3D Glass Solutions, Inc. | Heterogenous integration for RF, microwave and MM wave systems in photoactive glass substrates |
| US11677373B2 (en) | 2018-01-04 | 2023-06-13 | 3D Glass Solutions, Inc. | Impedence matching conductive structure for high efficiency RF circuits |
| US11908617B2 (en) | 2020-04-17 | 2024-02-20 | 3D Glass Solutions, Inc. | Broadband induction |
| US11929199B2 (en) | 2014-05-05 | 2024-03-12 | 3D Glass Solutions, Inc. | 2D and 3D inductors fabricating photoactive substrates |
| US11962057B2 (en) | 2019-04-05 | 2024-04-16 | 3D Glass Solutions, Inc. | Glass based empty substrate integrated waveguide devices |
| US12165809B2 (en) | 2016-02-25 | 2024-12-10 | 3D Glass Solutions, Inc. | 3D capacitor and capacitor array fabricating photoactive substrates |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP32291494A patent/JPH08179155A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005252038A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アレイ型受光部品 |
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| US12165809B2 (en) | 2016-02-25 | 2024-12-10 | 3D Glass Solutions, Inc. | 3D capacitor and capacitor array fabricating photoactive substrates |
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| US11101532B2 (en) | 2017-04-28 | 2021-08-24 | 3D Glass Solutions, Inc. | RF circulator |
| US11342896B2 (en) | 2017-07-07 | 2022-05-24 | 3D Glass Solutions, Inc. | 2D and 3D RF lumped element devices for RF system in a package photoactive glass substrates |
| US11367939B2 (en) | 2017-12-15 | 2022-06-21 | 3D Glass Solutions, Inc. | Coupled transmission line resonate RF filter |
| US11894594B2 (en) | 2017-12-15 | 2024-02-06 | 3D Glass Solutions, Inc. | Coupled transmission line resonate RF filter |
| US11677373B2 (en) | 2018-01-04 | 2023-06-13 | 3D Glass Solutions, Inc. | Impedence matching conductive structure for high efficiency RF circuits |
| US11076489B2 (en) | 2018-04-10 | 2021-07-27 | 3D Glass Solutions, Inc. | RF integrated power condition capacitor |
| US11139582B2 (en) | 2018-09-17 | 2021-10-05 | 3D Glass Solutions, Inc. | High efficiency compact slotted antenna with a ground plane |
| US11270843B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-03-08 | 3D Glass Solutions, Inc. | Annular capacitor RF, microwave and MM wave systems |
| US11594457B2 (en) | 2018-12-28 | 2023-02-28 | 3D Glass Solutions, Inc. | Heterogenous integration for RF, microwave and MM wave systems in photoactive glass substrates |
| US11962057B2 (en) | 2019-04-05 | 2024-04-16 | 3D Glass Solutions, Inc. | Glass based empty substrate integrated waveguide devices |
| US11373908B2 (en) | 2019-04-18 | 2022-06-28 | 3D Glass Solutions, Inc. | High efficiency die dicing and release |
| US11908617B2 (en) | 2020-04-17 | 2024-02-20 | 3D Glass Solutions, Inc. | Broadband induction |
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