JPH11258454A - 多軸光結合装置 - Google Patents
多軸光結合装置Info
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- JPH11258454A JPH11258454A JP10057758A JP5775898A JPH11258454A JP H11258454 A JPH11258454 A JP H11258454A JP 10057758 A JP10057758 A JP 10057758A JP 5775898 A JP5775898 A JP 5775898A JP H11258454 A JPH11258454 A JP H11258454A
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- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬｉＮｂＯ３基板を使用するデバイスの多軸
光結合装置に関し、広い温度範囲に亘って信頼性が高
く、結合損失が小さくなることを課題とする。 【解決手段】 キャピラリ２３に複数の直線孔２３ａ，
２３ｂを設け、それらの各中心軸がレンズ３０の中心３
１を通過するように、中心軸に対して傾斜をつける。複
数の直線孔２３ａ，２３ｂ内に複数の光ファイバ２１，
２２を挿入する。これにより、キャピラリ２３の光ファ
イバ２１から射出された光ビームは、その光軸がレンズ
３０の中心３１を通過して基板１０の光導波路１１の端
面に到達し、同様に、キャピラリ２３の光ファイバ２２
から射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０の中
心３１を通過して基板１０の光導波路１２の端面に到達
する。直線孔２３ａ，２３ｂの各中心軸がレンズ３０の
光軸に対して角度ずれを生じるが、これによる光結合損
失の増加は殆どない。
光結合装置に関し、広い温度範囲に亘って信頼性が高
く、結合損失が小さくなることを課題とする。 【解決手段】 キャピラリ２３に複数の直線孔２３ａ，
２３ｂを設け、それらの各中心軸がレンズ３０の中心３
１を通過するように、中心軸に対して傾斜をつける。複
数の直線孔２３ａ，２３ｂ内に複数の光ファイバ２１，
２２を挿入する。これにより、キャピラリ２３の光ファ
イバ２１から射出された光ビームは、その光軸がレンズ
３０の中心３１を通過して基板１０の光導波路１１の端
面に到達し、同様に、キャピラリ２３の光ファイバ２２
から射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０の中
心３１を通過して基板１０の光導波路１２の端面に到達
する。直線孔２３ａ，２３ｂの各中心軸がレンズ３０の
光軸に対して角度ずれを生じるが、これによる光結合損
失の増加は殆どない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多軸光結合装置に
関し、特に、複数の光導波路端面と同数の光ファイバと
をレンズを介して光結合させる多軸光結合装置に関す
る。
関し、特に、複数の光導波路端面と同数の光ファイバと
をレンズを介して光結合させる多軸光結合装置に関す
る。
【０００２】双方向の光伝送路の途中に設けられるデー
タ多重伝送装置であるＡＤＭ(Add Drop Multiplexer)に
利用される音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ;
Acoustic Optical Tunable Filter ）等は、多軸光結合
の技術が必須である。多軸光結合とは、複数本（主とし
て２本）の光導波路と同数の光ファイバとの間で光信号
の受け渡しをそれぞれ行うことである。
タ多重伝送装置であるＡＤＭ(Add Drop Multiplexer)に
利用される音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ;
Acoustic Optical Tunable Filter ）等は、多軸光結合
の技術が必須である。多軸光結合とは、複数本（主とし
て２本）の光導波路と同数の光ファイバとの間で光信号
の受け渡しをそれぞれ行うことである。
【０００３】
【従来の技術】従来の多軸光結合装置には、例えば以下
に示すような各装置があった。図１１は、従来のファイ
バ直接結合装置を示す図である。すなわち、基板１１０
の表面に被拡散物質を線状に塗布して、これを熱拡散す
ることによって基板１１０の内部に導波路１１１，１１
２を形成する。そうした導波路１１１，１１２の各端面
（断面）が基板１１０の側面１１０ａに現れるが、それ
らの端面に対して光ファイバ１２１，１２２をそれぞれ
直接押し当て、最適調整を行った後、接着剤により固定
を行う。
に示すような各装置があった。図１１は、従来のファイ
バ直接結合装置を示す図である。すなわち、基板１１０
の表面に被拡散物質を線状に塗布して、これを熱拡散す
ることによって基板１１０の内部に導波路１１１，１１
２を形成する。そうした導波路１１１，１１２の各端面
（断面）が基板１１０の側面１１０ａに現れるが、それ
らの端面に対して光ファイバ１２１，１２２をそれぞれ
直接押し当て、最適調整を行った後、接着剤により固定
を行う。
【０００４】図１２は、従来のＶ溝結合装置を示す図で
ある。すなわち、Ｓｉ基板１３０上に光導波路１３１，
１３２が形成されているときに、光導波路１３１，１３
２の各軸方向と同一方向にＶ溝１３３，１３４をそれぞ
れ形成する。これらのＶ溝１３３，１３４に光ファイバ
１４１，１４２をそれぞれはめ込み、光導波路１３１，
１３２と直接光結合する。
ある。すなわち、Ｓｉ基板１３０上に光導波路１３１，
１３２が形成されているときに、光導波路１３１，１３
２の各軸方向と同一方向にＶ溝１３３，１３４をそれぞ
れ形成する。これらのＶ溝１３３，１３４に光ファイバ
１４１，１４２をそれぞれはめ込み、光導波路１３１，
１３２と直接光結合する。
【０００５】図１３は、従来のアレイレンズ結合装置を
示す図である。すなわち、光導波路１５１，１５２が形
成された基板１５０と、光ファイバ１６１ａ，１６２ａ
をそれぞれ内蔵したフェルール１６１，１６２との間に
マイクロアレイレンズ１７０を置き、マイクロアレイレ
ンズ１７０を介在させて光導波路１５１，１５２と光フ
ァイバ１６１ａ，１６２ａとをそれぞれ光結合させる。
最適調整後に、マイクロアレイレンズ１７０を保持する
金属ホルダをレーザ溶接し、これにより調整後の位置ず
れを防止する。
示す図である。すなわち、光導波路１５１，１５２が形
成された基板１５０と、光ファイバ１６１ａ，１６２ａ
をそれぞれ内蔵したフェルール１６１，１６２との間に
マイクロアレイレンズ１７０を置き、マイクロアレイレ
ンズ１７０を介在させて光導波路１５１，１５２と光フ
ァイバ１６１ａ，１６２ａとをそれぞれ光結合させる。
最適調整後に、マイクロアレイレンズ１７０を保持する
金属ホルダをレーザ溶接し、これにより調整後の位置ず
れを防止する。
【０００６】図１４は、従来の２芯フェルール結合装置
を示す図である。すなわち、光導波路１８１，１８２が
設けられた基板１８０と、光ファイバ１９１，１９２を
内蔵した２芯フェルール１９０との間に非球面レンズ２
００を置き、非球面レンズ２００を介在させて光導波路
１８１，１８２と光ファイバ１９１，１９２とをそれぞ
れ光結合させる。ここでも最適調整後に、非球面レンズ
２００を保持する金属ホルダをレーザ溶接し、これによ
り調整後の位置ずれを防止する。なお、非球面レンズ２
００に代わって球レンズを使用してもよい。
を示す図である。すなわち、光導波路１８１，１８２が
設けられた基板１８０と、光ファイバ１９１，１９２を
内蔵した２芯フェルール１９０との間に非球面レンズ２
００を置き、非球面レンズ２００を介在させて光導波路
１８１，１８２と光ファイバ１９１，１９２とをそれぞ
れ光結合させる。ここでも最適調整後に、非球面レンズ
２００を保持する金属ホルダをレーザ溶接し、これによ
り調整後の位置ずれを防止する。なお、非球面レンズ２
００に代わって球レンズを使用してもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、音響光学チ
ューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）等では、光導波路が形
成される基板の素材としてＬｉＮｂＯ３が使用される
が、こうした素材の基板に適用可能な多軸光結合方法が
求められている。また、こうしたデバイスが広範囲の温
度環境において使用されても所定の性能を発揮できるこ
とが求められている。
ューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）等では、光導波路が形
成される基板の素材としてＬｉＮｂＯ３が使用される
が、こうした素材の基板に適用可能な多軸光結合方法が
求められている。また、こうしたデバイスが広範囲の温
度環境において使用されても所定の性能を発揮できるこ
とが求められている。
【０００８】しかし、図１１に示すファイバ直接結合装
置では、導波路１１１，１１２の各端面と光ファイバ１
２１，１２２とが、ガラスを成分とする接着剤によって
接合保持されるが、この接着剤に含まれるガラスの転移
温度は約５０〜６０℃である。そのため、接合部が転移
点以上の温度になると、導波路１１１，１１２の各端面
と光ファイバ１２１，１２２との接合部分の位置ずれが
発生する。今後予想されるデバイスの使用温度範囲は、
例えば０〜８５℃であるので、従来のファイバ直接結合
装置では、挿入損失が大きく劣化することが予想され、
この光結合装置は使用することができない。
置では、導波路１１１，１１２の各端面と光ファイバ１
２１，１２２とが、ガラスを成分とする接着剤によって
接合保持されるが、この接着剤に含まれるガラスの転移
温度は約５０〜６０℃である。そのため、接合部が転移
点以上の温度になると、導波路１１１，１１２の各端面
と光ファイバ１２１，１２２との接合部分の位置ずれが
発生する。今後予想されるデバイスの使用温度範囲は、
例えば０〜８５℃であるので、従来のファイバ直接結合
装置では、挿入損失が大きく劣化することが予想され、
この光結合装置は使用することができない。
【０００９】また、接着剤部分には温度サイクル等の負
荷により劣化が発生する可能性があり、信頼性に問題が
ある。さらにまた、直接光結合するため屈折率の不連続
部分が生じ、モジュール化した後の反射減衰量を大きく
（３０ｄＢ以上）とることが不可能である。
荷により劣化が発生する可能性があり、信頼性に問題が
ある。さらにまた、直接光結合するため屈折率の不連続
部分が生じ、モジュール化した後の反射減衰量を大きく
（３０ｄＢ以上）とることが不可能である。
【００１０】図１２に示すＶ溝結合装置では、Ｓｉ基板
１３０上にＶ溝１３３，１３４を形成するが、こうした
Ｖ溝１３３，１３４は、Ｓｉ基板１３０上には精度よく
安価に形成可能である。しかし、ＬｉＮｂＯ３基板には
Ｖ溝を精度よく安価に形成することができない。
１３０上にＶ溝１３３，１３４を形成するが、こうした
Ｖ溝１３３，１３４は、Ｓｉ基板１３０上には精度よく
安価に形成可能である。しかし、ＬｉＮｂＯ３基板には
Ｖ溝を精度よく安価に形成することができない。
【００１１】このため、ＬｉＮｂＯ３基板にＶ溝結合方
法を適用しようとすると、図１５に示すように、Ｓｉ基
板２２０にＶ溝を形成して光ファイバ２２１，２２２を
予めはめ込み、こうしたＳｉ基板２２０を、光導波路２
１１，２１２が形成されたＬｉＮｂＯ３基板２１０に接
合することが考えられる。しかし、この構造では、光フ
ァイバ２２１，２２２と光導波路２１１，２１２との光
結合が適切に行われるように、Ｓｉ基板２２０とＬｉＮ
ｂＯ３基板２１０とを位置合わせすることは非常に難し
く、現実的でない。
法を適用しようとすると、図１５に示すように、Ｓｉ基
板２２０にＶ溝を形成して光ファイバ２２１，２２２を
予めはめ込み、こうしたＳｉ基板２２０を、光導波路２
１１，２１２が形成されたＬｉＮｂＯ３基板２１０に接
合することが考えられる。しかし、この構造では、光フ
ァイバ２２１，２２２と光導波路２１１，２１２との光
結合が適切に行われるように、Ｓｉ基板２２０とＬｉＮ
ｂＯ３基板２１０とを位置合わせすることは非常に難し
く、現実的でない。
【００１２】図１３に示す従来のアレイレンズ結合装置
では、マイクロアレイレンズ１７０を金属ホルダで保持
することで、レーザ溶接を行うことができるため、温度
変化に対する光結合の信頼性を向上させることができ
る。しかし、マイクロアレイレンズ１７０は非常に薄い
ものであるので、温度負荷等により湾曲し易い。湾曲す
ると光路が変わるので、それによって挿入損失が大きく
なり、またレンズへ応力が加わるので、偏波消光比が著
しく劣化する。
では、マイクロアレイレンズ１７０を金属ホルダで保持
することで、レーザ溶接を行うことができるため、温度
変化に対する光結合の信頼性を向上させることができ
る。しかし、マイクロアレイレンズ１７０は非常に薄い
ものであるので、温度負荷等により湾曲し易い。湾曲す
ると光路が変わるので、それによって挿入損失が大きく
なり、またレンズへ応力が加わるので、偏波消光比が著
しく劣化する。
【００１３】図１４に示す従来の２芯フェルール結合装
置では、非球面レンズ２００または球レンズを使用する
ので、アレイレンズ結合装置にあるような問題は発生せ
ず、広い温度範囲に亘って信頼性が高い。しかし、光フ
ァイバ１９１，１９２または光導波路１８１，１８２を
それぞれ通過する光を、非球面レンズ２００または球レ
ンズの中心を通すことができない。そのため、結合損失
の増大を招いてしまう。これを図１６及び図１７を参照
して説明する。
置では、非球面レンズ２００または球レンズを使用する
ので、アレイレンズ結合装置にあるような問題は発生せ
ず、広い温度範囲に亘って信頼性が高い。しかし、光フ
ァイバ１９１，１９２または光導波路１８１，１８２を
それぞれ通過する光を、非球面レンズ２００または球レ
ンズの中心を通すことができない。そのため、結合損失
の増大を招いてしまう。これを図１６及び図１７を参照
して説明する。
【００１４】図１６は、図１４に示す基板１８０、２芯
フェルール１９０、及び非球面レンズ２００を上部から
みた平面図である。２芯フェルール１９０内の光ファイ
バ１９１，１９２の中心軸間距離は最小１２５μｍであ
るが、光ファイバ１９１，１９２の各結合損失を等しく
するために、こうした２つの中心軸間の中央に非球面レ
ンズ２００の中心軸を位置させる。したがって、光ファ
イバ１９１，１９２の各中心軸と非球面レンズ２００の
中心軸との各距離（並進ずれ量）は６０μｍ以上とな
る。
フェルール１９０、及び非球面レンズ２００を上部から
みた平面図である。２芯フェルール１９０内の光ファイ
バ１９１，１９２の中心軸間距離は最小１２５μｍであ
るが、光ファイバ１９１，１９２の各結合損失を等しく
するために、こうした２つの中心軸間の中央に非球面レ
ンズ２００の中心軸を位置させる。したがって、光ファ
イバ１９１，１９２の各中心軸と非球面レンズ２００の
中心軸との各距離（並進ずれ量）は６０μｍ以上とな
る。
【００１５】図１７は、並進ずれ量に対する結合損失の
増加量の一例を示すグラフである。このグラフから分か
る通り、並進ずれ量６０μｍに対して結合損失が約０．
６ｄＢも増加する。こうした結合損失の増大自体を防ぐ
ことが求められるとともに、光軸調整では微少な距離の
調整が必要となり、調整作業が困難である。
増加量の一例を示すグラフである。このグラフから分か
る通り、並進ずれ量６０μｍに対して結合損失が約０．
６ｄＢも増加する。こうした結合損失の増大自体を防ぐ
ことが求められるとともに、光軸調整では微少な距離の
調整が必要となり、調整作業が困難である。
【００１６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ＬｉＮｂＯ３の基板を使用するデバイスの多
軸光結合において、広い温度範囲に亘って信頼性が高
く、結合損失が小さくなることを実現した多軸光結合装
置を提供することを目的とする。
のであり、ＬｉＮｂＯ３の基板を使用するデバイスの多
軸光結合において、広い温度範囲に亘って信頼性が高
く、結合損失が小さくなることを実現した多軸光結合装
置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、図１に示すように、複数の光導波路１
１，１２の各端面と、同数の光ファイバ２１，２２とを
レンズ３０を介して光結合させる、下記構成からなる多
軸光結合装置が提供される。図１は、複数の光導波路１
１，１２が形成された基板１０と、光ファイバ２１，２
２を内蔵したフェルール２０と、基板１０及びフェルー
ル２０の間に配置されたレンズ３０とを示す平面図であ
る。
成するために、図１に示すように、複数の光導波路１
１，１２の各端面と、同数の光ファイバ２１，２２とを
レンズ３０を介して光結合させる、下記構成からなる多
軸光結合装置が提供される。図１は、複数の光導波路１
１，１２が形成された基板１０と、光ファイバ２１，２
２を内蔵したフェルール２０と、基板１０及びフェルー
ル２０の間に配置されたレンズ３０とを示す平面図であ
る。
【００１８】すなわち、本発明の多軸光結合装置は、フ
ェルール２０の端部に設けられたキャピラリ２３と、キ
ャピラリ２３にそれぞれ設けられ、各中心軸の延長線が
レンズ３０の中心３１を通過する複数の直線孔２３ａ，
２３ｂと、複数の直線孔２３ａ，２３ｂ内に挿入された
複数の光ファイバ２１，２２とから構成される。
ェルール２０の端部に設けられたキャピラリ２３と、キ
ャピラリ２３にそれぞれ設けられ、各中心軸の延長線が
レンズ３０の中心３１を通過する複数の直線孔２３ａ，
２３ｂと、複数の直線孔２３ａ，２３ｂ内に挿入された
複数の光ファイバ２１，２２とから構成される。
【００１９】以上のような構成において、キャピラリ２
３に複数の直線孔２３ａ，２３ｂを設けるが、それらの
各中心軸がレンズ３０の中心３１を通過するように、中
心軸に対して傾斜をつけるとともに、レンズ３０とキャ
ピラリ２３との距離を設定する。そして、複数の直線孔
２３ａ，２３ｂ内に複数の光ファイバ２１，２２を挿入
する。
３に複数の直線孔２３ａ，２３ｂを設けるが、それらの
各中心軸がレンズ３０の中心３１を通過するように、中
心軸に対して傾斜をつけるとともに、レンズ３０とキャ
ピラリ２３との距離を設定する。そして、複数の直線孔
２３ａ，２３ｂ内に複数の光ファイバ２１，２２を挿入
する。
【００２０】これにより、キャピラリ２３の光ファイバ
２１から射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０
の中心３１を通過して基板１０の光導波路１１の端面に
到達し、同様に、キャピラリ２３の光ファイバ２２から
射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０の中心３
１を通過して基板１０の光導波路１２の端面に到達す
る。
２１から射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０
の中心３１を通過して基板１０の光導波路１１の端面に
到達し、同様に、キャピラリ２３の光ファイバ２２から
射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０の中心３
１を通過して基板１０の光導波路１２の端面に到達す
る。
【００２１】その際に、例えば、レンズ３０の中心３１
を通り光軸に対して垂直な面とキャピラリ２３のレンズ
側の端面との距離を３ｍｍとし、キャピラリ２３の当該
端面における光ファイバ２１，２２の各中心軸間距離を
１２５μｍとした場合に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中
心軸がレンズ３０の光軸に対してなす角度は、約１．３
゜となる。
を通り光軸に対して垂直な面とキャピラリ２３のレンズ
側の端面との距離を３ｍｍとし、キャピラリ２３の当該
端面における光ファイバ２１，２２の各中心軸間距離を
１２５μｍとした場合に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中
心軸がレンズ３０の光軸に対してなす角度は、約１．３
゜となる。
【００２２】図２は、レンズの光軸と光ファイバの中心
軸とが一致している光結合において、レンズ入射光がレ
ンズ光軸から角度ずれを起こしている場合に、その角度
ずれ量に対して発生する結合損失の増加量の一例を示す
グラフである。このグラフから分かるように、角度ずれ
量１．３゜に対して発生する光結合損失の増加は殆どな
い。
軸とが一致している光結合において、レンズ入射光がレ
ンズ光軸から角度ずれを起こしている場合に、その角度
ずれ量に対して発生する結合損失の増加量の一例を示す
グラフである。このグラフから分かるように、角度ずれ
量１．３゜に対して発生する光結合損失の増加は殆どな
い。
【００２３】したがって、こうした構成の光結合装置
を、ＬｉＮｂＯ３基板を使用するデバイスの多軸光結合
に適用すれば、広い温度範囲に亘って信頼性が高く、結
合損失が小さい光結合を実現することが可能となる。
を、ＬｉＮｂＯ３基板を使用するデバイスの多軸光結合
に適用すれば、広い温度範囲に亘って信頼性が高く、結
合損失が小さい光結合を実現することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。まず、第１の実施の形態におけ
る原理構成を、図１を参照して説明する。第１の実施の
形態は、複数の光導波路１１，１２の各端面と、同数の
光ファイバ２１，２２とをレンズ３０を介して光結合さ
せる、下記構成からなる多軸光結合装置が提供される。
図１は、複数の光導波路１１，１２が形成された基板１
０と、光ファイバ２１，２２を内蔵したフェルール２０
と、基板１０及びフェルール２０の間に配置されたレン
ズ３０とを示す平面図である。
面を参照して説明する。まず、第１の実施の形態におけ
る原理構成を、図１を参照して説明する。第１の実施の
形態は、複数の光導波路１１，１２の各端面と、同数の
光ファイバ２１，２２とをレンズ３０を介して光結合さ
せる、下記構成からなる多軸光結合装置が提供される。
図１は、複数の光導波路１１，１２が形成された基板１
０と、光ファイバ２１，２２を内蔵したフェルール２０
と、基板１０及びフェルール２０の間に配置されたレン
ズ３０とを示す平面図である。
【００２５】すなわち、本発明の多軸光結合装置は、フ
ェルール２０の端部に設けられたキャピラリ２３と、キ
ャピラリ２３にそれぞれ設けられ、各中心軸の延長線が
レンズ３０の中心３１を通過する複数の直線孔２３ａ，
２３ｂと、複数の直線孔２３ａ，２３ｂ内に挿入された
複数の光ファイバ２１，２２とから構成される。
ェルール２０の端部に設けられたキャピラリ２３と、キ
ャピラリ２３にそれぞれ設けられ、各中心軸の延長線が
レンズ３０の中心３１を通過する複数の直線孔２３ａ，
２３ｂと、複数の直線孔２３ａ，２３ｂ内に挿入された
複数の光ファイバ２１，２２とから構成される。
【００２６】以上のような構成において、キャピラリ２
３に複数の直線孔２３ａ，２３ｂを設けるが、それらの
各中心軸がレンズ３０の中心３１を通過するように、中
心軸に対して傾斜をつけるとともに、レンズ３０とキャ
ピラリ２３との距離を設定する。そして、複数の直線孔
２３ａ，２３ｂ内に複数の光ファイバ２１，２２を挿入
する。
３に複数の直線孔２３ａ，２３ｂを設けるが、それらの
各中心軸がレンズ３０の中心３１を通過するように、中
心軸に対して傾斜をつけるとともに、レンズ３０とキャ
ピラリ２３との距離を設定する。そして、複数の直線孔
２３ａ，２３ｂ内に複数の光ファイバ２１，２２を挿入
する。
【００２７】これにより、キャピラリ２３の光ファイバ
２１から射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０
の中心３１を通過して基板１０の光導波路１１の端面に
到達し、同様に、キャピラリ２３の光ファイバ２２から
射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０の中心３
１を通過して基板１０の光導波路１２の端面に到達す
る。
２１から射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０
の中心３１を通過して基板１０の光導波路１１の端面に
到達し、同様に、キャピラリ２３の光ファイバ２２から
射出された光ビームは、その光軸がレンズ３０の中心３
１を通過して基板１０の光導波路１２の端面に到達す
る。
【００２８】その際に、例えば、レンズ３０の中心３１
を通り光軸に対して垂直な面とキャピラリ２３のレンズ
側の端面との距離を３ｍｍとし、キャピラリ２３の当該
端面における光ファイバ２１，２２の各中心軸間距離を
１２５μｍとした場合に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中
心軸がレンズ３０の光軸に対してなす角度は、約１．３
゜となる。
を通り光軸に対して垂直な面とキャピラリ２３のレンズ
側の端面との距離を３ｍｍとし、キャピラリ２３の当該
端面における光ファイバ２１，２２の各中心軸間距離を
１２５μｍとした場合に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中
心軸がレンズ３０の光軸に対してなす角度は、約１．３
゜となる。
【００２９】図２は、レンズの光軸と光ファイバの中心
軸とが一致している光結合において、レンズ入射光がレ
ンズ光軸から角度ずれを起こしている場合に、その角度
ずれ量に対して発生する結合損失の増加量の一例を示す
グラフである。このグラフから分かるように、角度ずれ
量１．３゜に対して発生する光結合損失の増加は殆どな
い。
軸とが一致している光結合において、レンズ入射光がレ
ンズ光軸から角度ずれを起こしている場合に、その角度
ずれ量に対して発生する結合損失の増加量の一例を示す
グラフである。このグラフから分かるように、角度ずれ
量１．３゜に対して発生する光結合損失の増加は殆どな
い。
【００３０】したがって、こうした構成の光結合装置
を、ＬｉＮｂＯ３基板を使用するデバイスの多軸光結合
に適用すれば、広い温度範囲に亘って信頼性が高く、結
合損失が小さい光結合を実現することが可能となる。
を、ＬｉＮｂＯ３基板を使用するデバイスの多軸光結合
に適用すれば、広い温度範囲に亘って信頼性が高く、結
合損失が小さい光結合を実現することが可能となる。
【００３１】次に、第１の実施の形態を詳しく説明す
る。第１の実施の形態では、基板１０はＬｉＮｂ０３を
素材とする基板であり、基板１０には音響光学チューナ
ブルフィルタ（ＡＯＴＦ）が形成される。音響光学チュ
ーナブルフィルタは、ＬｉＮｂ０３の基板１０に高周波
電圧を印加すると表面弾性波歪みが発生し、この表面弾
性波歪みが媒質の屈折率を変化させることを利用して、
波長の異なる２つ多重光信号に対して分離を行ったり、
逆に多重化を行ったりするデバイスである。レンズ３０
は非球面レンズまたは球レンズであり、金属ホルダに保
持されている。
る。第１の実施の形態では、基板１０はＬｉＮｂ０３を
素材とする基板であり、基板１０には音響光学チューナ
ブルフィルタ（ＡＯＴＦ）が形成される。音響光学チュ
ーナブルフィルタは、ＬｉＮｂ０３の基板１０に高周波
電圧を印加すると表面弾性波歪みが発生し、この表面弾
性波歪みが媒質の屈折率を変化させることを利用して、
波長の異なる２つ多重光信号に対して分離を行ったり、
逆に多重化を行ったりするデバイスである。レンズ３０
は非球面レンズまたは球レンズであり、金属ホルダに保
持されている。
【００３２】図３は、図１に示すフェルール２０の外観
を示す斜視図である。フェルール２０の表面は金属部２
４によって覆われている。金属部２４の素材は、例えば
ＳＡＳである。フェルール２０の形状は円柱状であり、
例えば直径は２．５ｍｍ、長さは１０ｍｍである。フェ
ルール２０からは自由に曲がり得る光ファイバ２１，２
２が出ている。
を示す斜視図である。フェルール２０の表面は金属部２
４によって覆われている。金属部２４の素材は、例えば
ＳＡＳである。フェルール２０の形状は円柱状であり、
例えば直径は２．５ｍｍ、長さは１０ｍｍである。フェ
ルール２０からは自由に曲がり得る光ファイバ２１，２
２が出ている。
【００３３】図４は、フェルール２０の内部構成を示す
断面図である。光ファイバ２１，２２は、キャピラリ２
３の直線孔2 ３ａ，２３ｂからはみ出した部分におい
て、自由に曲がり得る状態にある。そこで、光ファイバ
２１，２２を金属部２４から外に導き出した上で、金属
部２４内に接着剤を充填して充填部２５を形成し、これ
によって光ファイバ２１，２２をフェルール２０内では
固定状態にする。
断面図である。光ファイバ２１，２２は、キャピラリ２
３の直線孔2 ３ａ，２３ｂからはみ出した部分におい
て、自由に曲がり得る状態にある。そこで、光ファイバ
２１，２２を金属部２４から外に導き出した上で、金属
部２４内に接着剤を充填して充填部２５を形成し、これ
によって光ファイバ２１，２２をフェルール２０内では
固定状態にする。
【００３４】図５はキャピラリ２３の構造を示す図であ
り、（Ａ）はキャピラリ２３の外観を示す斜視図、
（Ｂ）はキャピラリ２３の断面図である。キャピラリ２
３はジルコニアを素材とし、ほぼ円柱状の形状をしてい
る。その製造過程では、まず、円柱の底面に、この底面
に対して所定角度（例えば約１．３゜）だけプラス方向
及びマイナス方向に傾いた端面部２３ｃ，２３ｄを加工
する。そして、これらの端面部２３ｃ，２３ｄに対して
垂直な直線孔２３ａ，２３ｂを開けるようにする。直線
孔２３ａ，２３ｂを開ける位置は、端面部２３ｃ，２３
ｄと反対側の円柱底面における直線孔２３ａ，２３ｂの
中心軸間距離が、例えば１２５μｍになるように設定さ
れる。
り、（Ａ）はキャピラリ２３の外観を示す斜視図、
（Ｂ）はキャピラリ２３の断面図である。キャピラリ２
３はジルコニアを素材とし、ほぼ円柱状の形状をしてい
る。その製造過程では、まず、円柱の底面に、この底面
に対して所定角度（例えば約１．３゜）だけプラス方向
及びマイナス方向に傾いた端面部２３ｃ，２３ｄを加工
する。そして、これらの端面部２３ｃ，２３ｄに対して
垂直な直線孔２３ａ，２３ｂを開けるようにする。直線
孔２３ａ，２３ｂを開ける位置は、端面部２３ｃ，２３
ｄと反対側の円柱底面における直線孔２３ａ，２３ｂの
中心軸間距離が、例えば１２５μｍになるように設定さ
れる。
【００３５】こうして開けられた直線孔２３ａ，２３ｂ
に光ファイバ２１，２２をそれぞれ挿入してキャピラリ
２３を組み立て、さらにフェルール２０を組み立てる。
そして、フェルール２０のレンズ側の端面とレンズ３０
の中心３１との距離を、例えば３ｍｍに調整し、さら
に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中心軸がレンズ３０の中
心３１を通るように調整して、フェルール２０とレンズ
３０とを配置する。
に光ファイバ２１，２２をそれぞれ挿入してキャピラリ
２３を組み立て、さらにフェルール２０を組み立てる。
そして、フェルール２０のレンズ側の端面とレンズ３０
の中心３１との距離を、例えば３ｍｍに調整し、さら
に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中心軸がレンズ３０の中
心３１を通るように調整して、フェルール２０とレンズ
３０とを配置する。
【００３６】かくして、ＬｉＮｂＯ３を素材とする基板
を使用するデバイスの多軸光結合において、非球面レン
ズまたは球レンズを介在させ、広い温度範囲に亘って信
頼性が高い光結合が実現できる。しかも、従来、こうし
た非球面レンズまたは球レンズを介在させた多軸光結合
では結合損失が大きくなっていたのに対して、結合損失
を小さくすることを実現した。
を使用するデバイスの多軸光結合において、非球面レン
ズまたは球レンズを介在させ、広い温度範囲に亘って信
頼性が高い光結合が実現できる。しかも、従来、こうし
た非球面レンズまたは球レンズを介在させた多軸光結合
では結合損失が大きくなっていたのに対して、結合損失
を小さくすることを実現した。
【００３７】なお、キャピラリ２３の光ファイバ２１，
２２から射出された各光ビームの光軸がレンズ３０の中
心３１をそれぞれ通過させるために必要となる加工は、
キャピラリ２３に所定角度傾いた端面部２３ｃ，２３ｄ
を形成し、これらの端面部２３ｃ，２３ｄに対して垂直
に直線孔２３ａ，２３ｂを加工するだけである。そのた
め、本発明で新たに必要となる加工が製造コストに与え
る影響は少ない。
２２から射出された各光ビームの光軸がレンズ３０の中
心３１をそれぞれ通過させるために必要となる加工は、
キャピラリ２３に所定角度傾いた端面部２３ｃ，２３ｄ
を形成し、これらの端面部２３ｃ，２３ｄに対して垂直
に直線孔２３ａ，２３ｂを加工するだけである。そのた
め、本発明で新たに必要となる加工が製造コストに与え
る影響は少ない。
【００３８】なおまた、第１の実施の形態では、基板１
０に音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）が形成
されるが、これに代わって、基板１０に干渉型外部変調
器を形成するようにしてもよい。
０に音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）が形成
されるが、これに代わって、基板１０に干渉型外部変調
器を形成するようにしてもよい。
【００３９】すなわち、干渉型外部変調器では基板にＬ
ｉＮｂＯ３素材が使用されるが、ＬｉＮｂＯ３は焦電効
果が高い。そのため、温度変化によって表面に分極電荷
が現れる。この分極電荷は、干渉型外部変調器において
バイアスとなってしまうので、干渉型外部変調器ではこ
のバイアスを取り除く必要がある。そのために、従来、
干渉型外部変調器において放射モードの光の強度がバイ
アスの大きさと相関関係がある点に注目して、放射モー
ド光の強度を各種方法によりモニタして、放射モード光
の強度に応じて外部変調器の変調電圧を変えてバイアス
を取り除くようにしている。
ｉＮｂＯ３素材が使用されるが、ＬｉＮｂＯ３は焦電効
果が高い。そのため、温度変化によって表面に分極電荷
が現れる。この分極電荷は、干渉型外部変調器において
バイアスとなってしまうので、干渉型外部変調器ではこ
のバイアスを取り除く必要がある。そのために、従来、
干渉型外部変調器において放射モードの光の強度がバイ
アスの大きさと相関関係がある点に注目して、放射モー
ド光の強度を各種方法によりモニタして、放射モード光
の強度に応じて外部変調器の変調電圧を変えてバイアス
を取り除くようにしている。
【００４０】この放射モードの光は、基板側面において
本来の信号光が出力される光導波路端面のすぐ近くに現
れる性質があるので、本発明ではそこに着目して、その
基板側面に対してレンズ１０を介してフェルール２０を
光結合するようにする。そして、本来の信号光及び放射
モードの光を、フェルール２０の２つの光ファイバ２
１，２２に取り込むようにする。
本来の信号光が出力される光導波路端面のすぐ近くに現
れる性質があるので、本発明ではそこに着目して、その
基板側面に対してレンズ１０を介してフェルール２０を
光結合するようにする。そして、本来の信号光及び放射
モードの光を、フェルール２０の２つの光ファイバ２
１，２２に取り込むようにする。
【００４１】これによって、簡単に放射モード光のモニ
タを行うことができる。さらにまた、第１の実施の形態
では、キャピラリ２３に２つの端面部２３ｃ，２３ｄを
形成しているが、これに代わって、円柱状のキャピラリ
２３において、円柱底面の一部を切り欠き、円柱底面を
残して、３つの端面部を形成するようにしてもよい。こ
の場合、切り欠いて形成される２つの端面部の傾斜角度
は、端面部２３ｃ，２３ｄと同じであり、かつ、直線孔
も、これらの２つの端面部に対して垂直に加工される。
タを行うことができる。さらにまた、第１の実施の形態
では、キャピラリ２３に２つの端面部２３ｃ，２３ｄを
形成しているが、これに代わって、円柱状のキャピラリ
２３において、円柱底面の一部を切り欠き、円柱底面を
残して、３つの端面部を形成するようにしてもよい。こ
の場合、切り欠いて形成される２つの端面部の傾斜角度
は、端面部２３ｃ，２３ｄと同じであり、かつ、直線孔
も、これらの２つの端面部に対して垂直に加工される。
【００４２】次に、第２の実施の形態を説明する。図６
は、第２の実施の形態における基板等の構成を示す平面
図である。第２の実施の形態は、基本的に第１の実施の
形態と同じ構成であるので、第１の実施の形態と同一構
成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略し、
相違する部分だけを以下に説明する。
は、第２の実施の形態における基板等の構成を示す平面
図である。第２の実施の形態は、基本的に第１の実施の
形態と同じ構成であるので、第１の実施の形態と同一構
成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略し、
相違する部分だけを以下に説明する。
【００４３】第２の実施の形態では、基板１０に形成さ
れる光導波路１３，１４の形状が第１の実施の形態と異
なる。すなわち、光導波路１３，１４におけるレンズ３
０側の各端部に斜導波路部１３ａ，１４ａを設ける。斜
導波路部１３ａ，１４ａは、光導波路１３，１４におけ
るレンズ３０側の各端部において直線形状を有する部分
であり、各軸の延長線がレンズ３０の中心３１をそれぞ
れ通過する角度に設定される。
れる光導波路１３，１４の形状が第１の実施の形態と異
なる。すなわち、光導波路１３，１４におけるレンズ３
０側の各端部に斜導波路部１３ａ，１４ａを設ける。斜
導波路部１３ａ，１４ａは、光導波路１３，１４におけ
るレンズ３０側の各端部において直線形状を有する部分
であり、各軸の延長線がレンズ３０の中心３１をそれぞ
れ通過する角度に設定される。
【００４４】これにより、第１の実施の形態に比べ、さ
らに光結合効率を向上させることが可能となると共に、
光導波路１３，１４が光ビームの射出側となった場合に
も、光結合効率を向上させることができる。
らに光結合効率を向上させることが可能となると共に、
光導波路１３，１４が光ビームの射出側となった場合に
も、光結合効率を向上させることができる。
【００４５】なお、斜導波路部１３ａ，１４ａを光導波
路１３，１４の一部にそれぞれ設けることにより、光導
波路１３，１４には曲線となる部分が発生するが、曲げ
る角度は僅かである（約１．３゜）ので、光導波路１
３，１４で曲げ損失は発生しない。
路１３，１４の一部にそれぞれ設けることにより、光導
波路１３，１４には曲線となる部分が発生するが、曲げ
る角度は僅かである（約１．３゜）ので、光導波路１
３，１４で曲げ損失は発生しない。
【００４６】ところで、基板１０のレンズ３０側の側面
１０ａにおいて、例えば斜導波路部１４ａの端面（断
面）１４ｂは、通常の熱拡散加工によってＴｉを拡散さ
せれば、図７（Ａ）に示すようにほぼ半円形状となる。
図７は、基板１０の側面１０ａを示す図であり、（Ａ）
は側面１０ａ上の斜導波路部１４ａの端面１４ｂを示し
ている。通常の熱拡散加工では、ＬｉＮｂＯ３の基板１
０にＴｉを、所定の形状かつ均一の膜厚で蒸着し、その
蒸着されたＴｉを基板１０に熱拡散する。
１０ａにおいて、例えば斜導波路部１４ａの端面（断
面）１４ｂは、通常の熱拡散加工によってＴｉを拡散さ
せれば、図７（Ａ）に示すようにほぼ半円形状となる。
図７は、基板１０の側面１０ａを示す図であり、（Ａ）
は側面１０ａ上の斜導波路部１４ａの端面１４ｂを示し
ている。通常の熱拡散加工では、ＬｉＮｂＯ３の基板１
０にＴｉを、所定の形状かつ均一の膜厚で蒸着し、その
蒸着されたＴｉを基板１０に熱拡散する。
【００４７】しかし、フェルール２０からレンズ３０を
介して基板１０の側面１０ａに入射した光ビームの照射
形状（プロファイル）１４ｃは、入射方向が側面１０ａ
に対して垂直ではないために、図７（Ｂ）に示すように
鶏卵型楕円形となっている。図７（Ｂ）は、基板１０の
側面１０ａにおける入射ビームの照射形状１４ｃを示し
ている。
介して基板１０の側面１０ａに入射した光ビームの照射
形状（プロファイル）１４ｃは、入射方向が側面１０ａ
に対して垂直ではないために、図７（Ｂ）に示すように
鶏卵型楕円形となっている。図７（Ｂ）は、基板１０の
側面１０ａにおける入射ビームの照射形状１４ｃを示し
ている。
【００４８】斜導波路部１４ａの端面１４ｂの形状を、
入射ビームの照射形状１４ｃに合わせることが、光結合
効率を向上させることになるので、第２の実施の形態で
は、熱拡散加工を次のように行う。
入射ビームの照射形状１４ｃに合わせることが、光結合
効率を向上させることになるので、第２の実施の形態で
は、熱拡散加工を次のように行う。
【００４９】図８（Ａ）は、Ｔｉ蒸着膜を示す基板１０
の平面図であり、図８（Ｂ）は、基板１０を側面１０ａ
からみた側面図である。すなわち、光導波路１４及び斜
導波路部１４ａが形成されるべき部分において、まず第
１回目のＴｉ膜の蒸着を行ってＴｉ膜１４ｄを形成し、
さらに、第２回目のＴｉ膜の蒸着を行ってＴｉ膜１４ｅ
を形成する。Ｔｉ膜１４ｅは、基板１０の側面１０ａに
接し、かつ入射ビームの照射形状１４ｃの膨らみ側の位
置に形成される。したがって、図８（Ｂ）に示すよう
に、基板１０の側面１０ａからみると、Ｔｉ蒸着膜の厚
みは均一でなく、階段状の厚みとなる。
の平面図であり、図８（Ｂ）は、基板１０を側面１０ａ
からみた側面図である。すなわち、光導波路１４及び斜
導波路部１４ａが形成されるべき部分において、まず第
１回目のＴｉ膜の蒸着を行ってＴｉ膜１４ｄを形成し、
さらに、第２回目のＴｉ膜の蒸着を行ってＴｉ膜１４ｅ
を形成する。Ｔｉ膜１４ｅは、基板１０の側面１０ａに
接し、かつ入射ビームの照射形状１４ｃの膨らみ側の位
置に形成される。したがって、図８（Ｂ）に示すよう
に、基板１０の側面１０ａからみると、Ｔｉ蒸着膜の厚
みは均一でなく、階段状の厚みとなる。
【００５０】こうしたＴｉ蒸着膜及び基板１０を加熱す
ると、Ｔｉが基板１０に拡散し、光導波路１４及び斜導
波路部１４ａが形成され、その結果、図８（Ｃ）に示す
ような斜導波路部１４ａの端面１４ｆの形状が得られ
る。端面１４ｆは、鶏卵型楕円形を長軸で分割したとき
に得られる形状となっている。図８（Ｃ）は、Ｔｉ蒸着
膜に熱拡散処理を行った後の基板１０を側面１０ａから
みた側面図である。
ると、Ｔｉが基板１０に拡散し、光導波路１４及び斜導
波路部１４ａが形成され、その結果、図８（Ｃ）に示す
ような斜導波路部１４ａの端面１４ｆの形状が得られ
る。端面１４ｆは、鶏卵型楕円形を長軸で分割したとき
に得られる形状となっている。図８（Ｃ）は、Ｔｉ蒸着
膜に熱拡散処理を行った後の基板１０を側面１０ａから
みた側面図である。
【００５１】なお、以上の説明では、斜導波路部１４ａ
を例にとって説明したが、斜導波路部１４ｂにおいても
同様である。これによって、導波路の端面形状を、入射
ビームの照射形状に近づけることができるので、入射ビ
ームが基板１０の側面１０ａに対して垂直でない場合で
も、光結合効率の低下を防止できる。
を例にとって説明したが、斜導波路部１４ｂにおいても
同様である。これによって、導波路の端面形状を、入射
ビームの照射形状に近づけることができるので、入射ビ
ームが基板１０の側面１０ａに対して垂直でない場合で
も、光結合効率の低下を防止できる。
【００５２】次に、第３の実施の形態を説明する。第３
の実施の形態は、基本的に第１の実施の形態と同じ構成
であるので、第１の実施の形態と同一構成部分には同一
の参照符号を付してその説明を省略し、相違する部分だ
けを以下に説明する。
の実施の形態は、基本的に第１の実施の形態と同じ構成
であるので、第１の実施の形態と同一構成部分には同一
の参照符号を付してその説明を省略し、相違する部分だ
けを以下に説明する。
【００５３】図９及び図１０は、第３の実施の形態にお
けるキャピラリ４０の構造を示す図であり、図９（Ａ）
は、直線孔が加工される前のキャピラリの外観を示す斜
視図、図９（Ｂ）は、直線孔が加工される前のキャピラ
リの側面図である。図１０は、直線孔が加工された後の
キャピラリの外観を示す斜視図である。
けるキャピラリ４０の構造を示す図であり、図９（Ａ）
は、直線孔が加工される前のキャピラリの外観を示す斜
視図、図９（Ｂ）は、直線孔が加工される前のキャピラ
リの側面図である。図１０は、直線孔が加工された後の
キャピラリの外観を示す斜視図である。
【００５４】第３の実施の形態では、円柱状のキャピラ
リ４０において、一方の底面の一部を切り欠くようにし
て端面部４１，４２，４３を設ける。端面部４１は、円
柱軸に対して垂直な面となっている。端面部４２，４３
は、端面部４１に対して所定角度（例えば約１．５゜）
だけプラス方向及びマイナス方向に傾いている。そし
て、これらの３つの端面部４１，４２，４３に対して垂
直な直線孔４１ａ，４２ａ，４３ａを開けるようにす
る。直線孔４１ａ，４２ａ，４３ａを開ける位置は、端
面部４１，４２，４３と反対側の円柱底面における直線
孔４１ａ，４２ａ，４３ａの中心軸間距離が各々、例え
ば１２５μｍになるように設定される。
リ４０において、一方の底面の一部を切り欠くようにし
て端面部４１，４２，４３を設ける。端面部４１は、円
柱軸に対して垂直な面となっている。端面部４２，４３
は、端面部４１に対して所定角度（例えば約１．５゜）
だけプラス方向及びマイナス方向に傾いている。そし
て、これらの３つの端面部４１，４２，４３に対して垂
直な直線孔４１ａ，４２ａ，４３ａを開けるようにす
る。直線孔４１ａ，４２ａ，４３ａを開ける位置は、端
面部４１，４２，４３と反対側の円柱底面における直線
孔４１ａ，４２ａ，４３ａの中心軸間距離が各々、例え
ば１２５μｍになるように設定される。
【００５５】こうしたキャピラリ４０を含むフェルール
をレンズ３０に対して、３ｍｍの間隔に配置すると、直
線孔４１ａ，４２ａ，４３ａ内の各光ファイバから射出
された光ビームの光軸は、レンズ３０の中心３１をそれ
ぞれ通過する。
をレンズ３０に対して、３ｍｍの間隔に配置すると、直
線孔４１ａ，４２ａ，４３ａ内の各光ファイバから射出
された光ビームの光軸は、レンズ３０の中心３１をそれ
ぞれ通過する。
【００５６】こうしたキャピラリ４０に対して、レンズ
３０を介して光結合する基板（図示せず）にも３本の光
導波路が設けられる。基板には、ＡＷＧ(Arrayed Waveg
uideGrating) フィルタが設けられ、キャピラリ４０か
らレンズ３０及び３本の光導波路を介して入力された多
重光信号の分離を行う。
３０を介して光結合する基板（図示せず）にも３本の光
導波路が設けられる。基板には、ＡＷＧ(Arrayed Waveg
uideGrating) フィルタが設けられ、キャピラリ４０か
らレンズ３０及び３本の光導波路を介して入力された多
重光信号の分離を行う。
【００５７】なお、キャピラリ４０の端面部４２，４３
は、面取り加工により作成できるので、製造コストを低
く抑えることが可能である。そして、面取り角度は精度
よく加工できるので、光軸調整も容易である。
は、面取り加工により作成できるので、製造コストを低
く抑えることが可能である。そして、面取り角度は精度
よく加工できるので、光軸調整も容易である。
【００５８】上述した各実施の形態では、フェルールと
レンズとの間隔を３ｍｍ、レンズ側のフェルール端部で
の光ファイバ中心軸間の距離を１２５μｍに設定し、直
線孔の傾き角度を、第１及び第２の実施の形態では約
１．３゜、第３の実施の形態では約１．５゜として説明
したが、本発明はこれらに限定されるものではない。直
線孔の傾き角度は、レンズの焦点距離によっても影響を
受け、レンズの焦点距離が大きくなれば、直線孔の傾き
角度は小さくなり、レンズの焦点距離が小さくなれば、
直線孔の傾き角度は大きくなる。
レンズとの間隔を３ｍｍ、レンズ側のフェルール端部で
の光ファイバ中心軸間の距離を１２５μｍに設定し、直
線孔の傾き角度を、第１及び第２の実施の形態では約
１．３゜、第３の実施の形態では約１．５゜として説明
したが、本発明はこれらに限定されるものではない。直
線孔の傾き角度は、レンズの焦点距離によっても影響を
受け、レンズの焦点距離が大きくなれば、直線孔の傾き
角度は小さくなり、レンズの焦点距離が小さくなれば、
直線孔の傾き角度は大きくなる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、キャピ
ラリに複数の直線孔を設け、それらの各中心軸がレンズ
の中心を通過するように、中心軸に対して傾斜をつけ
る。そして、これらの直線孔内に光ファイバを挿入す
る。これにより、キャピラリの光ファイバから射出され
た光ビームは、その光軸がレンズの中心を通過して基板
の光導波路端面に到達する。その際に、射出された光ビ
ームはレンズの光軸に対して僅か傾くが、この傾きによ
る光結合損失の増加は殆どない。
ラリに複数の直線孔を設け、それらの各中心軸がレンズ
の中心を通過するように、中心軸に対して傾斜をつけ
る。そして、これらの直線孔内に光ファイバを挿入す
る。これにより、キャピラリの光ファイバから射出され
た光ビームは、その光軸がレンズの中心を通過して基板
の光導波路端面に到達する。その際に、射出された光ビ
ームはレンズの光軸に対して僅か傾くが、この傾きによ
る光結合損失の増加は殆どない。
【００６０】したがって、こうした構成の光結合装置
を、ＬｉＮｂＯ３基板を使用するデバイスの多軸光結合
に適用すれば、広い温度範囲に亘って信頼性が高く、結
合損失が小さい光結合を実現することが可能となる。
を、ＬｉＮｂＯ３基板を使用するデバイスの多軸光結合
に適用すれば、広い温度範囲に亘って信頼性が高く、結
合損失が小さい光結合を実現することが可能となる。
【図１】第１の実施の形態における原理構成を示す平面
図である。
図である。
【図２】レンズ光軸と光ファイバの中心軸とが一致して
いる光結合において、レンズ入射光がレンズ光軸から角
度ずれを起こしている場合に、その角度ずれ量に対して
発生する結合損失の増加量の一例を示すグラフである。
いる光結合において、レンズ入射光がレンズ光軸から角
度ずれを起こしている場合に、その角度ずれ量に対して
発生する結合損失の増加量の一例を示すグラフである。
【図３】第１の実施の形態におけるフェルールの外観を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図４】フェルールの内部構成を示す断面図である。
【図５】（Ａ）はキャピラリの外観を示す斜視図、
（Ｂ）はキャピラリの断面図である。
（Ｂ）はキャピラリの断面図である。
【図６】第２の実施の形態における構成を示す平面図で
ある。
ある。
【図７】（Ａ）は斜導波路部の端面を示す基板の側面図
であり、（Ｂ）は入射ビームの照射形状を示す基板の側
面図である。
であり、（Ｂ）は入射ビームの照射形状を示す基板の側
面図である。
【図８】（Ａ）はＴｉ蒸着膜を示す基板の平面図であ
り、（Ｂ）は基板の側面図であり、（Ｃ）はＴｉ蒸着膜
に熱拡散処理を行った後の基板の側面図である。
り、（Ｂ）は基板の側面図であり、（Ｃ）はＴｉ蒸着膜
に熱拡散処理を行った後の基板の側面図である。
【図９】（Ａ）は第３の実施の形態における直線孔が加
工される前のキャピラリの外観を示す斜視図、（Ｂ）
は、そのキャピラリの側面図である。
工される前のキャピラリの外観を示す斜視図、（Ｂ）
は、そのキャピラリの側面図である。
【図１０】直線孔が加工された後のキャピラリの外観を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１１】従来のファイバ直接結合装置を示す図であ
る。
る。
【図１２】従来のＶ溝結合装置を示す図である。
【図１３】従来のアレイレンズ結合装置を示す図であ
る。
る。
【図１４】従来の２芯フェルール結合装置を示す図であ
る。
る。
【図１５】ＬｉＮｂＯ３基板にＶ溝結合装置を適用した
場合の構成を示す図である。
場合の構成を示す図である。
【図１６】図１４に示す基板、２芯フェルール、及び非
球面レンズを上部からみた平面図である。
球面レンズを上部からみた平面図である。
【図１７】並進ずれ量に対する結合損失の増加量の一例
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１０ 基板 １１ 光導波路 １２ 光導波路 ２０ フェルール ２１ 光ファイバ ２２ 光ファイバ ２３ キャピラリ ２３ａ 直線孔 ２３ｂ 直線孔 ２３ｃ 端面部 ２３ｄ 端面部 ２４ 金属部 ３０ レンズ ３１ レンズ中心
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１２月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】しかし、図１１に示すファイバ直接結合装
置では、導波路１１１，１１２の各端面と光ファイバ１
２１，１２２とが、接着剤によって接合保持されるが、
ガラス転移温度は約５０〜６０℃である。そのため、接
合部が転移点以上の温度になると、接着剤の固定強度な
どの変化により導波路１１１，１１２の各端面と光ファ
イバ１２１，１２２との接合部分の位置ずれが発生す
る。今後予想されるデバイスの使用温度範囲は、例えば
０〜８５℃であるので、従来のファイバ直接結合装置で
は、挿入損失が大きく劣化することが予想され、この光
結合装置は使用することができない。
置では、導波路１１１，１１２の各端面と光ファイバ１
２１，１２２とが、接着剤によって接合保持されるが、
ガラス転移温度は約５０〜６０℃である。そのため、接
合部が転移点以上の温度になると、接着剤の固定強度な
どの変化により導波路１１１，１１２の各端面と光ファ
イバ１２１，１２２との接合部分の位置ずれが発生す
る。今後予想されるデバイスの使用温度範囲は、例えば
０〜８５℃であるので、従来のファイバ直接結合装置で
は、挿入損失が大きく劣化することが予想され、この光
結合装置は使用することができない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】次に、第１の実施の形態を詳しく説明す
る。第１の実施の形態では、基板１０はＬｉＮｂ０３を
素材とする基板であり、基板１０には音響光学チューナ
ブルフィルタ（ＡＯＴＦ）や方向性結合型マッハツェン
ダ変調器が形成される。音響光学チューナブルフィルタ
は、ＬｉＮｂ０３の基板１０に高周波電圧を印加すると
表面弾性波歪みが発生し、この表面弾性波歪みが媒質の
屈折率を変化させることを利用して、波長の異なる２重
光信号に対して分離を行ったり、逆に多重化を行ったり
するデバイスである。レンズ３０は非球面レンズまたは
球レンズであり、金属ホルダに保持されている。
る。第１の実施の形態では、基板１０はＬｉＮｂ０３を
素材とする基板であり、基板１０には音響光学チューナ
ブルフィルタ（ＡＯＴＦ）や方向性結合型マッハツェン
ダ変調器が形成される。音響光学チューナブルフィルタ
は、ＬｉＮｂ０３の基板１０に高周波電圧を印加すると
表面弾性波歪みが発生し、この表面弾性波歪みが媒質の
屈折率を変化させることを利用して、波長の異なる２重
光信号に対して分離を行ったり、逆に多重化を行ったり
するデバイスである。レンズ３０は非球面レンズまたは
球レンズであり、金属ホルダに保持されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】図３は、図１に示すフェルール２０の外観
を示す斜視図である。フェルール２０の表面は金属部２
４によって覆われている。金属部２４の素材は、例えば
ＳＵＳである。フェルール２０の形状は円柱状であり、
例えば直径は２．５ｍｍ、長さは１０ｍｍである。フェ
ルール２０からは自由に曲がり得る光ファイバ２１，２
２が出ている。
を示す斜視図である。フェルール２０の表面は金属部２
４によって覆われている。金属部２４の素材は、例えば
ＳＵＳである。フェルール２０の形状は円柱状であり、
例えば直径は２．５ｍｍ、長さは１０ｍｍである。フェ
ルール２０からは自由に曲がり得る光ファイバ２１，２
２が出ている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】こうして開けられた直線孔２３ａ，２３ｂ
に光ファイバ２１，２２をそれぞれ挿入してキャピラリ
２３を組み立て、さらにフェルール２０を組み立てる。
そして、フェルール２０のレンズ側の端面とレンズ３０
の中心３１との距離を、例えば３ｍｍに調整し、さら
に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中心軸の延長がレンズ３
０の中心３１を通るように調整して、フェルール２０と
レンズ３０とを配置する。
に光ファイバ２１，２２をそれぞれ挿入してキャピラリ
２３を組み立て、さらにフェルール２０を組み立てる。
そして、フェルール２０のレンズ側の端面とレンズ３０
の中心３１との距離を、例えば３ｍｍに調整し、さら
に、直線孔２３ａ，２３ｂの各中心軸の延長がレンズ３
０の中心３１を通るように調整して、フェルール２０と
レンズ３０とを配置する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】かくして、ＬｉＮｂＯ３を素材とする基板
を使用するデバイスの多軸光結合において、非球面レン
ズまたは球レンズを基盤とフェルールとの間に介在さ
せ、広い温度範囲に亘って信頼性が高い光結合が実現で
きる。しかも、従来、こうした非球面レンズまたは球レ
ンズを介在させた多軸光結合では結合損失が大きくなっ
ていたのに対して、結合損失を小さくすることを実現し
た。
を使用するデバイスの多軸光結合において、非球面レン
ズまたは球レンズを基盤とフェルールとの間に介在さ
せ、広い温度範囲に亘って信頼性が高い光結合が実現で
きる。しかも、従来、こうした非球面レンズまたは球レ
ンズを介在させた多軸光結合では結合損失が大きくなっ
ていたのに対して、結合損失を小さくすることを実現し
た。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】なおまた、第１の実施の形態では、基板１
０に音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）が形成
されるが、これに代わって、基板１０に方向性結合型の
干渉型外部変調器例えばマッハツェンダを形成するよう
にしてもよい。
０に音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）が形成
されるが、これに代わって、基板１０に方向性結合型の
干渉型外部変調器例えばマッハツェンダを形成するよう
にしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５３】図９及び図１０は、第３の実施の形態にお
ける多軸光結合装置のフェルールのキャピラリ４０の構
造を示す図であり、図９（Ａ）は、直線孔が加工される
前のキャピラリの外観を示す斜視図、図９（Ｂ）は、直
線孔が加工される前のキャピラリの側面図である。図１
０は、直線孔が加工された後のキャピラリの外観を示す
斜視図である。
ける多軸光結合装置のフェルールのキャピラリ４０の構
造を示す図であり、図９（Ａ）は、直線孔が加工される
前のキャピラリの外観を示す斜視図、図９（Ｂ）は、直
線孔が加工される前のキャピラリの側面図である。図１
０は、直線孔が加工された後のキャピラリの外観を示す
斜視図である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】（Ａ）は斜導波路部の端面を示す基板の端面図
であり、（Ｂ）は入射ビームの照射形状を示す基板の端
面図である。
であり、（Ｂ）は入射ビームの照射形状を示す基板の端
面図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】（Ａ）はＴｉ蒸着膜を示す基板の平面図であ
り、（Ｂ）は基板の端面図であり、（Ｃ）はＴｉ蒸着膜
に熱拡散処理を行った後の基板の端面図である。
り、（Ｂ）は基板の端面図であり、（Ｃ）はＴｉ蒸着膜
に熱拡散処理を行った後の基板の端面図である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】（Ａ）は第３の実施の形態における直線孔が加
工される前のキャピラリの外観を示す斜視図、（Ｂ）
は、そのキャピラリの端面図である。
工される前のキャピラリの外観を示す斜視図、（Ｂ）
は、そのキャピラリの端面図である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１５】光導波路が形成されたＬｉＮｂＯ３基板と組
み合わされたＶ溝結合装置を示す斜視図である。
み合わされたＶ溝結合装置を示す斜視図である。
フロントページの続き (72)発明者 久保田 嘉伸 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 剛人 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の光導波路端面と同数の光ファイバ
とをレンズを介して光結合させる多軸光結合装置におい
て、 フェルールの端部に設けられたキャピラリと、 前記キャピラリにそれぞれ設けられ、各中心軸の延長線
が前記レンズの中心を通過する複数の直線孔と、 前記複数の直線孔内に挿入された複数の光ファイバと、 を有することを特徴とする多軸光結合装置。 - 【請求項２】 前記キャピラリは、 前記キャピラリの長さ方向の一方端にそれぞれ設けら
れ、前記複数の直線孔の各中心軸に対して垂直な面から
なる複数の端面部を含むことを特徴とする請求項１記載
の多軸光結合装置。 - 【請求項３】 前記キャピラリは、 前記キャピラリの長さ方向の一方端にそれぞれ設けら
れ、各面方向が異なる複数の平面を含み、 前記複数の直線孔は、前記複数の平面に対して垂直にそ
れぞれ設けられた孔であることを特徴とする請求項１記
載の多軸光結合装置。 - 【請求項４】 複数の光導波路が設けられた基板と、 前記複数の光導波路における前記レンズ側の各端部にそ
れぞれ位置し、各軸の延長線が前記レンズの中心をそれ
ぞれ通過する斜導波路部と、 をさらに有することを特徴とする請求項１記載の多軸光
結合装置。 - 【請求項５】 前記斜導波路部は、前記基板の前記レン
ズ側の側面に各端面を有し、当該端面の形状が、鶏卵型
楕円形を長軸で分割して得られる形状になっていること
を特徴とする請求項４記載の多軸光結合装置。 - 【請求項６】 前記斜導波路部は、被拡散物質の厚みを
導波路の横断方向に対して不均一にして拡散することに
よって得られた導波路であることを特徴とする請求項４
記載の多軸光結合装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10057758A JPH11258454A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 多軸光結合装置 |
| US09/198,565 US6238102B1 (en) | 1998-03-10 | 1998-11-23 | Multiaxial optical coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10057758A JPH11258454A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 多軸光結合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11258454A true JPH11258454A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13064789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10057758A Pending JPH11258454A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 多軸光結合装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6238102B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11258454A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075739A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路デバイス |
| WO2013176270A1 (ja) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器 |
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|---|---|---|---|---|
| US6491095B2 (en) * | 2001-02-12 | 2002-12-10 | Piezo-Sona Tool Corporation | Transducers, and methods of producing transducers, with cryogenically treated transducer members |
| US6876790B2 (en) * | 2002-05-17 | 2005-04-05 | Science & Engineering Services, Inc. | Method of coupling a laser signal to an optical carrier |
| JP4757244B2 (ja) * | 2006-08-23 | 2011-08-24 | 富士通株式会社 | 光ゲートアレイ装置及び光ゲートアレイモジュール |
| US20080050067A1 (en) * | 2006-08-23 | 2008-02-28 | Fujitsu Limited | Optical gate array device |
| US9090666B2 (en) * | 2012-06-27 | 2015-07-28 | Tiansong Wang | Lensed optical fiber for illuminating capillary tube |
| WO2020133951A1 (en) | 2018-12-26 | 2020-07-02 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-channel mode converters with silicon lenses |
| US11467357B2 (en) * | 2020-12-22 | 2022-10-11 | Lumentum Operations Llc | Emitter module |
| CN117296217A (zh) * | 2021-05-21 | 2023-12-26 | 三菱电机株式会社 | 光模块 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63173007A (ja) | 1987-01-12 | 1988-07-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光タツプ装置 |
| US4822129A (en) * | 1988-01-04 | 1989-04-18 | Corning Glass Works | Method of mounting ferrule to expanded beam lens |
| JPH04301809A (ja) | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Nec Corp | 受光モジュール |
| JPH04306604A (ja) | 1991-04-04 | 1992-10-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路・光ファイバ結合構造 |
| JPH05227116A (ja) | 1992-02-10 | 1993-09-03 | Fujitsu Ltd | Ａｄｍを含む光伝送路網のデータリンク方式 |
| JPH05232351A (ja) | 1992-02-24 | 1993-09-10 | Fujitsu Ltd | 光導波路モジュール |
| JPH0651113A (ja) | 1992-04-15 | 1994-02-25 | Nec Corp | 光バンドパスフィルタモジュール |
| JPH075339A (ja) | 1993-06-17 | 1995-01-10 | Fujitsu Ltd | ファイバ・レンズアセンブリの装着構造及びその装着方法 |
| JPH0733469A (ja) | 1993-07-15 | 1995-02-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ用母材の製造方法 |
| US5708634A (en) * | 1995-09-20 | 1998-01-13 | Zen Research N.V. | Focussing system and methods for multi-track optical disk apparatus |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10057758A patent/JPH11258454A/ja active Pending
- 1998-11-23 US US09/198,565 patent/US6238102B1/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2011075739A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光導波路デバイス |
| US9081139B2 (en) | 2009-09-30 | 2015-07-14 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| WO2013176270A1 (ja) * | 2012-05-25 | 2013-11-28 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器 |
| JP2013246325A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| US9448457B2 (en) | 2012-05-25 | 2016-09-20 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
Also Published As
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|---|---|
| US6238102B1 (en) | 2001-05-29 |
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