JPH0980257A - 導波路と光ファイバとの結合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造時間が短く、信頼性が高く、しかも接続
損失が低い導波路と光ファイバとの結合方法を提供す
る。 【解決手段】 導波路ブロックと導波路ブロックの入射
側端部及び出射側端部に設けられた光ファイバアレイと
を有する光導波路モジュールの導波路と光ファイバとの
結合方法において、導波路ブロック２２ａａ及び光ファ
イバアレイ２６ａａ，３０ａａの結合端面を、外周部の
断面がＶ字形状の円盤型の砥石３１を用いて斜めに研削
加工し、突き合わせて光軸調整した後、接着剤３５，３
７で結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導波路ブロックと
該導波路ブロックの入射側端部及び出射側端部に設けら
れた光ファイバアレイとを有する光導波路モジュールの
導波路と光ファイバとの結合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信技術の進展に伴い、従来の光源、
光ファイバ、受光器に加えて、光分岐器（スプリッタ）
や光スイッチ、光合分波器等の光部品が要求されてい
る。これらの光部品には、小型、量産性、高信頼性が不
可欠であった。従来のファイバ型、バルク型では前述し
たような要求に対応するのが非常に困難なため、導波型
光部品の実用化が望まれていた。

【０００３】現在、導波型光部品を実用化する上での最
大の問題点は、導波型光部品を構成する光導波路と入出
力用光ファイバとの接続をいかに効率よくしかも安定に
するかという点にある。その光導波路と入出力用光ファ
イバの接続方法としては、低コスト化が期待できる紫外
線硬化型接着剤（いわゆるＵＶ接着剤）を利用した方法
が一般的である。

【０００４】ここで、１×４スプリッタ（分岐）モジュ
ールを例にとって光導波路モジュールの構造について説
明する。

【０００５】図３に示すように、１×４スプリッタモジ
ュール１は、導波路ブロック２と、導波路ブロック２の
入力側（図では左側）に接続された入射側光ファイバア
レイ３と、導波路ブロック２の出力側（図では右側）に
接続された出射側光ファイバアレイ４とを有している。
導波路ブロック２は、光導波路が石英基板上に形成され
た導波路素子５の上面にそれと同一サイズの石英製ダミ
ー板６を被せ、両者をＵＶ接着剤で接着固定して構成し
たものである。石英製ダミー板６は光導波路の両端面を
研磨する際に光導波路（コア）部の欠けやダレ（曲面状
態）が生じるのを防ぐためである。

【０００６】入射側光ファイバアレイ３はＶ溝が形成さ
れた石英製の単心型Ｖ溝ブロック７と押え板９とを有
し、単心型Ｖ溝ブロック７上のＶ溝に入射側単心光ファ
イバ８が配置され、その上から押え板９を被せ、ＵＶ接
着剤で接着固定したものである。

【０００７】出射側光ファイバアレイ４は４つのＶ溝が
形成された石英製の４心Ｖ溝ブロック１０と押え板１１
とを有し、４心Ｖ溝ブロック１０の４つのＶ溝ブロック
に出射側の４心テープファイバ１２の各心を配置し、そ
の上から押え板１１を被せ、ＵＶ接着剤で接着固定した
ものである。

【０００８】このようにして、導波路ブロック２の両端
面と両光ファイバアレイ３，４の各端面とが鏡面研磨さ
れ、接続損失の要因となる光ファイバ端面及び光導波路
（コア）部の傷がなくなるまで仕上げられる。研磨の完
了した導波路ブロック２と光ファイバアレイ３，４とが
精密微動台上に配置され、入射側単心光ファイバ８から
光を入射し、４心テープファイバ１２から出射する光の
パワーをモニターしながら光軸調整を行う。光軸調整し
た後、導波路ブロック２と光ファイバアレイ３，４との
端面（鏡面）同士をＵＶ接着剤で接着固定することによ
りモジュール化が完了する（特願平６−２２１９８７
号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に導波
路ブロックの両端面と光ファイバアレイの端面とは鏡面
研磨され、接続損失の要因となる光ファイバ端面及び光
導波路（コア）部の傷がなくなるまで端面観察しながら
仕上げられる。このため、以下の問題点が生じる。

【００１０】(1) 研磨工程に時間がかかり（１端面当り
約３０分）、作業性が悪い。

【００１１】(2) 面ダレが生じ、接続損失増加の要因と
なっている。

【００１２】(3) 結合端面同士の角度ずれが生じ、接続
損失増加の要因となっている。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、製造時間が短く、信頼性が高く、しかも接続損失が
低い導波路と光ファイバとの結合方法を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、導波路ブロックと該導波路ブロックの入射
側端部及び出射側端部に設けられた光ファイバアレイと
を有する光導波路モジュールの導波路と光ファイバとの
結合方法において、導波路ブロック及び光ファイバアレ
イの結合端面を、外周部の断面がＶ字形状の円盤型の砥
石を用いて斜めに研削加工し、突き合わせて光軸調整し
た後、接着剤で結合するものである。

【００１５】上記構成に加え本発明は、砥石の粗さが３
０００番であるのが好ましい。

【００１６】上記構成によれば、導波路ブロック及び光
ファイバアレイの結合端面を円盤型の砥石を用いて切削
加工を行うと、加工された端面が鏡面研磨面に劣らない
程度の良好な状態になるので研磨時間が短縮される。ま
た研磨時の微小な角度ずれがなく、しかも再現性がよい
ので接続損失が低減し、信頼性が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１８】図２（ａ）〜図２（ｇ）は本発明の導波路
と光ファイバとの結合方法を１×４スプリッタモジュー
ルに適用したときの一実施の形態を示す工程図である。

【００１９】まず、光導波路素子２０の上にダミー板２
１を被せて、両者を高弾性・耐熱型、かつ透明なＵＶ接
着剤で接着固定し、導波路ブロック２２を形成してお
く。入射側単心光ファイバ２３を、石英製のＶ溝ブロッ
ク２４のＶ溝に配置し、その上から押さえ２５を被せ
て、高弾性・耐熱型かつ透明なＵＶ接着剤で固定し、入
射側単心型光ファイバアレイ（入射側光ファイバアレ
イ）２６を形成しておく。出射側４心テープファイバ２
７を石英製のＶ溝ブロック２８のＶ溝（４心のファイバ
対４つのＶ溝）に配置し、その上から押さえ板２９を被
せて、両者を高弾性・耐熱型、かつ透明なＵＶ接着剤で
接着固定し、出射側４心型光ファイバアレイ（出射側光
ファイバアレイ）３０を形成しておく（図２（ａ），
（ｂ））。

【００２０】以上のようにして組み立てられた導波路ブ
ロック２２の入射側及び出射側の両端面の近傍と、入射
側光ファイバアレイ２６及び出射側光ファイバアレイ３
０の端面の近傍とを、主として電子部品、半導体等を研
削加工するために使用されるダイシングマシンで研削し
て仕上げる。このダイシングマシンには、外周部の断面
がＶ字形状の円盤型の砥石（Ｖ型砥石）３１が用いら
れ、導波路ブロック２２，入射側光ファイバアレイ２
６，出射側光ファイバアレイ３０を鉛直方向に研削す
る。このため切削加工された端面２２ａ，２６ａ，２６
ｂ，３０ａが斜めに加工される（図２（ｃ），
（ｄ））。

【００２１】研削加工後の入射側光ファイバアレイ２６
ａａ、導波路ブロック２２ａａ及び出射側光ファイバア
レイ３０ａａは、この順で精密微動台（図示せず）上で
互いに加工された端面同士（２６ａと２２ａ、２２ｂと
３０ａ）を突き合わせた後、入射側単心光ファイバ２３
から光を矢印３２方向に入射し、出射側４心テープファ
イバから矢印３３方向に出射される出射光のパワーをモ
ニターしながら光軸調整を行う（図２（ｅ））。

【００２２】光軸調整の後、光ファイバアレイ２６ａａ
の端面２６ａと導波路ブロック２２ａａの端面２２ａと
の隙間３４に、光ファイバ２３のコアの屈折率と略等し
いη_D ＝１．４５〜１．４６のエポキシ系ＵＶ接着剤３
５を塗布し、導波路ブロック２２ａａの端面２２ｂと光
ファイバアレイ３０ａａの端面３０ａとの隙間３６に、
テープファイバ２７のコアの屈折率と略等しいη_D ＝
１．４５〜１．４６のエポキシ系ＵＶ接着剤３７を塗布
し（図２（ｆ））、紫外線ＵＶを照射して接着固定する
ことにより（図２（ｇ））、１×４スプリッタモジュー
ルが形成される。

【００２３】図１は本発明の導波路と光ファイバとの結
合方法を適用した１×４スプリッタモジュールの外観斜
視図である。

【００２４】同図に示すように、１×４スプリッタモジ
ュール３８は、平行四辺形状に形成された導波路ブロッ
ク２２ａａと、導波路ブロック２２ａａの入射側端部及
び出射側端部に設けられた光ファイバアレイ２６ａａ，
３０ａａとが互いに突き合わされた端面の隙間３４，３
６に接着剤３５，３７が充填されて結合されているのが
分かる。

【００２５】このように構成したことで、導波路ブロッ
ク２２ａａ及び光ファイバアレイ１６，３０の結合端面
をＶ型砥石３１を用いて切削加工を行うと、加工された
各端面２６ａ，２２ａ，２２ｂ，３０ａが鏡面研磨面に
劣らない程度の良好な状態になるので研磨時間が短縮さ
れる。また、研磨時の微小な角度ずれがなく、しかも再
現性がよい。さらに斜め研削により高い反射減衰量が得
られ、しかも環境温度の影響を受けにくい。このため接
続損失が低減し、信頼性が向上する。

【００２６】次に最適条件について説明する。

【００２７】研削加工用のＶ型砥石としては３０００番
の粗さが最適である。

【００２８】１０００番や２０００番のＶ型砥石は、目
が粗すぎて結合端面が鏡面状態とはほど遠く、損失が大
きく（０．２ｄＢ）、かつ、反射減衰量も１０ｄＢ程度
劣る。また４０００番のＶ型砥石は、砥石の寿命（研削
加工可能な数）が約半分となる。

【００２９】これに対して３０００番のＶ型砥石は、損
失、反射減衰量で鏡面研磨に劣らず、かつ砥石の寿命も
２０００番のＶ型砥石と同等であった。このため３００
０番のＶ型砥石を採用した。

【００３０】以上において本実施の形態によれば、以下
のような効果が得られた。

【００３１】(1) 鏡面研磨工程が省略されるので、製造
時間が大幅に短縮した（従来は３０分、本実施の形態で
は１分）。

【００３２】(2) バフ研磨時に生じる面ダレがなくな
り、接続損失の悪化要因がなくなった。

【００３３】(3) 研磨時の微小な角度ずれがなく、しか
も再現性よくできるため接続損失を低減することができ
た。

【００３４】(4) Ｖ字砥石の採用により、斜め研削が容
易となった。

【００３５】尚、本実施の形態では、１×４スプリッタ
モジュールの場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、導波路ブロック及び光ファイバアレイ
からなる光導波路モジュールであれば他の種類のもの
（１×８スプリッタモジュール、、１×１６スプリッタ
モジュール、光合分波器等）に適用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３７】導波路ブロック及び光ファイバアレイの結
合端面を、外周部の断面がＶ字形状の円盤型の砥石を用
いて斜めに研削加工し、突き合わせて光軸調整した後、
接着剤で結合するので、製造時間が短く、信頼性が高
く、しかも接続損失が低い導波路と光ファイバとの結合
方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導波路と光ファイバとの結合方法を適
用した１×４スプリッタモジュールの外観斜視図であ
る。

【図２】本発明の導波路と光ファイバとの結合方法を１
×４スプリッタモジュールに適用したときの一実施の形
態を示す工程図である。

【図３】従来の導波路と光ファイバとの結合方法を適用
した１×４スプリッタモジュールの外観斜視図である。

【符号の説明】

２２ａａ 導波路ブロック ２３ 光ファイバ（入射側単心光ファイバ） ２６ａａ，３０ａａ 光ファイバアレイ ２７ テープファイバ（出射側４心テープファイバ） ３５，３７ 接着剤（エポキシ系ＵＶ接着剤） ３８ １×４スプリッタモジュール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波路ブロックと該導波路ブロックの入
   射側端部及び出射側端部に設けられた光ファイバアレイ
   とを有する光導波路モジュールの導波路と光ファイバと
   の結合方法において、上記導波路ブロック及び上記光フ
   ァイバアレイの結合端面を、外周部の断面がＶ字形状の
   円盤型の砥石を用いて斜めに研削加工し、突き合わせて
   光軸調整した後、接着剤で結合することを特徴とする導
   波路と光ファイバとの結合方法。
2. 【請求項２】 上記砥石の粗さが３０００番である請求
   項１記載の導波路と光ファイバとの結合方法。