JPH09178973A - 光導波路結合器 - Google Patents
光導波路結合器Info
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- JPH09178973A JPH09178973A JP33675595A JP33675595A JPH09178973A JP H09178973 A JPH09178973 A JP H09178973A JP 33675595 A JP33675595 A JP 33675595A JP 33675595 A JP33675595 A JP 33675595A JP H09178973 A JPH09178973 A JP H09178973A
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- Pending
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバのコア部と光導波路のコア部とを
直接結合しても損失を生じさせない光導波路結合器を提
供することである。 【解決手段】 ガイド用ブロック６上の光ファイバ１と
基板９上の光導波路４を、この光導波路側から光ファイ
バ側に向けて断面が次第に拡開するテーパ状光導波路８
を介し接続して損失が生じないようにし、かつガイド用
ブロック，光ファイバ，光導波路の基板およびクラッド
部の材質をＳｉＯ2 で構成し、同じ熱膨張率として光軸
ずれがないようにした構成を特徴としている。
直接結合しても損失を生じさせない光導波路結合器を提
供することである。 【解決手段】 ガイド用ブロック６上の光ファイバ１と
基板９上の光導波路４を、この光導波路側から光ファイ
バ側に向けて断面が次第に拡開するテーパ状光導波路８
を介し接続して損失が生じないようにし、かつガイド用
ブロック，光ファイバ，光導波路の基板およびクラッド
部の材質をＳｉＯ2 で構成し、同じ熱膨張率として光軸
ずれがないようにした構成を特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光集積化回路に関し、特
に導波路形デバイスの入出力に光ファイバを用いた光導
波路結合器に関するものである。
に導波路形デバイスの入出力に光ファイバを用いた光導
波路結合器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光導波路形デバイスと光ファイバ
を結合させるためには図５のような構成をとっていた。
すなわち、図５において、１は光ファイバで、コア部１
Ａとクラッド部１Ｂとよりなる。２，３はレンズ、４は
光導波路で、コア部４Ａとクラッド部４Ｂよりなってい
る。５は光導波路形デバイスで、光導波路４と基板９と
で構成される。
を結合させるためには図５のような構成をとっていた。
すなわち、図５において、１は光ファイバで、コア部１
Ａとクラッド部１Ｂとよりなる。２，３はレンズ、４は
光導波路で、コア部４Ａとクラッド部４Ｂよりなってい
る。５は光導波路形デバイスで、光導波路４と基板９と
で構成される。
【０００３】これらの各部をアルミケース等に接着剤で
固定することにより光ファイバ１を用いた光集積化回路
が実現できる。
固定することにより光ファイバ１を用いた光集積化回路
が実現できる。
【０００４】しかし、アルミケースと光ファイバ１，レ
ンズ２，レンズ３，光導波路形デバイス５との接着部分
は周囲温度の変化や光導波路形デバイス５を熱光学効果
（ＴＯ効果）を用いて制御した場合の熱により、それぞ
れの熱膨張係数の違いにより光軸ずれが生じ、光ファイ
バ１と光導波路形デバイス５の光結合が変動する。例と
して光導波路形デバイス５の長さ１００ｍｍ、周囲温度
が２０℃変化した場合を考える。石英の線膨張率は約
０．５×１０-6／Ｋであるから１０μｍの膨張がおき
る。ＳＭ（シングルモード）ファイバのモードフィール
ド径（コア部の径はクラッド部に対して屈折率を上げて
いる部分の直径を示すが、モードフィールド径は基本モ
ードが伝搬した場合のモードの拡がりがガウス分布にお
いて２σになるところの直径を示す。）は１０μｍであ
り、１０μｍのずれが周囲温度の２０℃変化によって生
じるとほとんど結合しなくなってしまう。
ンズ２，レンズ３，光導波路形デバイス５との接着部分
は周囲温度の変化や光導波路形デバイス５を熱光学効果
（ＴＯ効果）を用いて制御した場合の熱により、それぞ
れの熱膨張係数の違いにより光軸ずれが生じ、光ファイ
バ１と光導波路形デバイス５の光結合が変動する。例と
して光導波路形デバイス５の長さ１００ｍｍ、周囲温度
が２０℃変化した場合を考える。石英の線膨張率は約
０．５×１０-6／Ｋであるから１０μｍの膨張がおき
る。ＳＭ（シングルモード）ファイバのモードフィール
ド径（コア部の径はクラッド部に対して屈折率を上げて
いる部分の直径を示すが、モードフィールド径は基本モ
ードが伝搬した場合のモードの拡がりがガウス分布にお
いて２σになるところの直径を示す。）は１０μｍであ
り、１０μｍのずれが周囲温度の２０℃変化によって生
じるとほとんど結合しなくなってしまう。
【０００５】次に光導波路４と光ファイバ１を直接結合
させた場合を考える。図６において、６はガイド用ブロ
ックで、Ｖ字溝７が上面に形成されており、光ファイバ
１を載置して位置決めが自動的に行えるようにしてあ
る。そして、光ファイバ１のコア部１Ａと光導波路４の
コア部４Ａとを結合する。この従来例の場合、周囲温度
に対する結合損失の変動は小さくなる。
させた場合を考える。図６において、６はガイド用ブロ
ックで、Ｖ字溝７が上面に形成されており、光ファイバ
１を載置して位置決めが自動的に行えるようにしてあ
る。そして、光ファイバ１のコア部１Ａと光導波路４の
コア部４Ａとを結合する。この従来例の場合、周囲温度
に対する結合損失の変動は小さくなる。
【０００６】しかし、光ファイバ１と光導波路４を直接
結合したのでは、コア部１Ａとコア部４Ａとのコア断面
寸法の違いにより結合損失は比較的大きい。光導波路形
デバイス５の屈折率差Δは光ファイバ１の屈折率差Δと
比べて同じになるとは限らない。屈折率差Δが大きい程
コア径は小さくてすむので光ファイバ１のモードフィー
ルド径と光導波路４のモードフィールド径は必ずしも一
致するわけではない。そのため、結合部分において損失
の増加が生じる。一例としてモードフィールド径６μｍ
の光導波路４とモードフィールド径１０μｍの光ファイ
バ１を直接結合させたとすると、図７に示す光強度分布
となる。図７の斜線部分が結合損失となり、約１ｄＢに
なる。
結合したのでは、コア部１Ａとコア部４Ａとのコア断面
寸法の違いにより結合損失は比較的大きい。光導波路形
デバイス５の屈折率差Δは光ファイバ１の屈折率差Δと
比べて同じになるとは限らない。屈折率差Δが大きい程
コア径は小さくてすむので光ファイバ１のモードフィー
ルド径と光導波路４のモードフィールド径は必ずしも一
致するわけではない。そのため、結合部分において損失
の増加が生じる。一例としてモードフィールド径６μｍ
の光導波路４とモードフィールド径１０μｍの光ファイ
バ１を直接結合させたとすると、図７に示す光強度分布
となる。図７の斜線部分が結合損失となり、約１ｄＢに
なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術によって光フ
ァイバ１と光導波路４を接続した場合、周囲温度の変化
によって結合損失が大きくなったり、直接結合させても
避けられない結合損失増加があった。
ァイバ１と光導波路４を接続した場合、周囲温度の変化
によって結合損失が大きくなったり、直接結合させても
避けられない結合損失増加があった。
【０００８】本発明の目的は、テーパ状光導波路を用い
て光導波路のモードフィールド径を光ファイバのモード
フィールド径と等しくすることにより直接結合させても
損失が増えないことに着目し、光ファイバと光導波路の
結合を光軸ずれがなく、安定にかつ損失が最低となる光
導波路結合器を提供することにある。
て光導波路のモードフィールド径を光ファイバのモード
フィールド径と等しくすることにより直接結合させても
損失が増えないことに着目し、光ファイバと光導波路の
結合を光軸ずれがなく、安定にかつ損失が最低となる光
導波路結合器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光導波路結
合器は、光導波路形デバイスの入出力部端にテーパ状光
導波路を作成し、光ファイバと直接結合する構成とする
ことを最も主要な特徴とする。
合器は、光導波路形デバイスの入出力部端にテーパ状光
導波路を作成し、光ファイバと直接結合する構成とする
ことを最も主要な特徴とする。
【００１０】また、光ファイバ，ガイド用ブロック，光
導波路の基板およびクラッド部の材質を同一のものとし
（ＳｉＯ2 ）、熱膨張係数をほぼ同一とすることにより
光軸ずれをほとんどなくしたことを特徴とする。
導波路の基板およびクラッド部の材質を同一のものとし
（ＳｉＯ2 ）、熱膨張係数をほぼ同一とすることにより
光軸ずれをほとんどなくしたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明においては、光ファイバからの出力はテ
ーパ状光導波路を介して最小の損失で光導波路形デバイ
スに入力される。また、光ファイバ，ガイド用ブロッ
ク，光導波路の基板およびクラッド部がＳｉＯ2 からな
るので、熱膨張率の差による光軸ずれがおきない。
ーパ状光導波路を介して最小の損失で光導波路形デバイ
スに入力される。また、光ファイバ，ガイド用ブロッ
ク，光導波路の基板およびクラッド部がＳｉＯ2 からな
るので、熱膨張率の差による光軸ずれがおきない。
【００１２】
【実施例】図１〜図４は本発明に係る光導波路結合器の
種々の実施例を示すもので、各（ａ）図は上面図、各
（ｂ）図は前記各（ａ）図の側断面図、各（ｃ）図は光
導波路４の前記各（ａ）図の一点鎖線部分における断面
図である。なお、コア部４Ａはクラッド部４Ｂ中に埋設
されているので、点線で示すべきところであるが、明確
にするため黒のベタ塗りで示してある。図１〜図４の各
図で８は前記光導波路４の端部に設けられたテーパ状光
導波路で、コア部４Ａの端部から光ファイバ１側に向け
て次第に断面が拡開する形状をしている。なお、光導波
路４ならびにガイド用ブロック６の構成は図６と同じで
ある。
種々の実施例を示すもので、各（ａ）図は上面図、各
（ｂ）図は前記各（ａ）図の側断面図、各（ｃ）図は光
導波路４の前記各（ａ）図の一点鎖線部分における断面
図である。なお、コア部４Ａはクラッド部４Ｂ中に埋設
されているので、点線で示すべきところであるが、明確
にするため黒のベタ塗りで示してある。図１〜図４の各
図で８は前記光導波路４の端部に設けられたテーパ状光
導波路で、コア部４Ａの端部から光ファイバ１側に向け
て次第に断面が拡開する形状をしている。なお、光導波
路４ならびにガイド用ブロック６の構成は図６と同じで
ある。
【００１３】図１の実施例では、テーパ状光導波路８の
断面が横に長い矩形をしている。
断面が横に長い矩形をしている。
【００１４】図２の実施例では、テーパ状光導波路８の
断面が縦に長い矩形をしている。
断面が縦に長い矩形をしている。
【００１５】図３の実施例では、テーパ状光導波路８の
断面が正方形状をしている。
断面が正方形状をしている。
【００１６】図４の実施例では、テーパ状光導波路８の
断面が十字形状をしている。
断面が十字形状をしている。
【００１７】テーパ状光導波路８の断面はこれ以外でも
円形状，三角形状，多角形状等が考えられるが、製造し
やすいものを採用すればよい。このようにテーパ状光導
波路８とすることにより、光ファイバ１のコア部１Ａと
の接続部分はテーパ状光導波路８の端面の断面積の方が
大きくできるので、この部分での接続損失は避けられ
る。
円形状，三角形状，多角形状等が考えられるが、製造し
やすいものを採用すればよい。このようにテーパ状光導
波路８とすることにより、光ファイバ１のコア部１Ａと
の接続部分はテーパ状光導波路８の端面の断面積の方が
大きくできるので、この部分での接続損失は避けられ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明に係る光導波路結合器は、ガイド
用ブロック上の光ファイバと基板上の光導波路をこの光
導波路側から前記光ファイバ側に向けて断面が次第に拡
開するテーパ状光導波路を介して接続するとともに前記
ガイド用ブロック、光ファイバおよび光導波路の基板お
よびクラッド部の材質を同一膨張率の部材で構成したの
で、光ファイバとの結合損失が大きかった高屈折率差の
光導波路を使用することができ、そのため光導波路形デ
バイスにおいて高屈折率差の光導波路を使用することに
より小さな曲げ半径で光回路を実現することができるた
め光集積化回路が小型化される。
用ブロック上の光ファイバと基板上の光導波路をこの光
導波路側から前記光ファイバ側に向けて断面が次第に拡
開するテーパ状光導波路を介して接続するとともに前記
ガイド用ブロック、光ファイバおよび光導波路の基板お
よびクラッド部の材質を同一膨張率の部材で構成したの
で、光ファイバとの結合損失が大きかった高屈折率差の
光導波路を使用することができ、そのため光導波路形デ
バイスにおいて高屈折率差の光導波路を使用することに
より小さな曲げ半径で光回路を実現することができるた
め光集積化回路が小型化される。
【００１９】また、光ファイバ，ガイド用ブロック，光
導波路の基板およびクラッド部の材質を同一（ＳｉＯ
2 ）とすることにより熱膨張係数が３者ほぼ同一とな
り、周囲温度変動による光軸ずれがほとんどなくなり光
結合損失変動を最小にすることができる。
導波路の基板およびクラッド部の材質を同一（ＳｉＯ
2 ）とすることにより熱膨張係数が３者ほぼ同一とな
り、周囲温度変動による光軸ずれがほとんどなくなり光
結合損失変動を最小にすることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す上面図，側断面図およ
び断面図である。
び断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す上面図，側断面図お
よび断面図である。
よび断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例を示す上面図，側断
面図および断面図である。
面図および断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示す上面図，側断
面図および断面図である。
面図および断面図である。
【図５】従来の光導波路と光ファイバの結合を説明する
ための図である。
ための図である。
【図６】従来の光導波路と光ファイバの結合を説明する
ための図である。
ための図である。
【図７】従来の光ファイバと光導波路との結合損失のデ
ータ例を示す図である。
ータ例を示す図である。
１ 光ファイバ １Ａ コア部 １Ｂ クラッド部 ２ レンズ ３ レンズ ４ 光導波路 ４Ａ コア部 ４Ｂ クラッド部 ５ 光導波路形デバイス ６ ガイド用ブロック ７ Ｖ字溝 ８ テーパ状光導波路 ９ 基板
Claims (2)
- 【請求項１】 ガイド用ブロック（６）上の光ファイバ
（１）と基板（９）上の光導波路（４）を、この光導波
路側から前記光ファイバ側に向けて断面が次第に拡開す
るテーパ状光導波路（８）を介して接続するとともに、
前記ガイド用ブロック、光ファイバおよび光導波路の基
板およびクラッド部の材質を同一膨張率の部材で構成し
たことを特徴とする光導波路結合器。 - 【請求項２】 ガイド用ブロック（６），光ファイバ
（１）および光導波路（４）の基板（９）およびクラッ
ド部（１Ｂ）の材質はいずれもＳｉＯ2 で構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の光導波路結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33675595A JPH09178973A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 光導波路結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33675595A JPH09178973A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 光導波路結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178973A true JPH09178973A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18302422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33675595A Pending JPH09178973A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 光導波路結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09178973A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235645A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波回路 |
| CN108603982A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-09-28 | 华为技术有限公司 | 用于光耦合的波导结构 |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP33675595A patent/JPH09178973A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235645A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波回路 |
| CN108603982A (zh) * | 2016-02-12 | 2018-09-28 | 华为技术有限公司 | 用于光耦合的波导结构 |
| CN108603982B (zh) * | 2016-02-12 | 2020-12-25 | 华为技术有限公司 | 用于光耦合的波导结构 |
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