JPS63253312A - 光導波路と光フアイバの接続方法 - Google Patents
光導波路と光フアイバの接続方法Info
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- JPS63253312A JPS63253312A JP8577787A JP8577787A JPS63253312A JP S63253312 A JPS63253312 A JP S63253312A JP 8577787 A JP8577787 A JP 8577787A JP 8577787 A JP8577787 A JP 8577787A JP S63253312 A JPS63253312 A JP S63253312A
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信や光情報処理装置等で使用される光デ
バイスの光接続方法に関し、特に基板上に設けた光導波
路中に、光を閉じ込めて制御を行う導波型光デバイスと
光ファイバとの接続方法に関する。
バイスの光接続方法に関し、特に基板上に設けた光導波
路中に、光を閉じ込めて制御を行う導波型光デバイスと
光ファイバとの接続方法に関する。
光通信技術の発展に伴って、益々高度の性能および機能
をもった光デバイスの実現が望まれている。例えば、光
伝送路網の交換機能、光データバスにおける端末間高速
切り換え機能等を実現するために、高速、広帯域の光ス
ィッチが必要であり、光信号の多重化、端末への分配等
を行うためには、多チャンネルの分波器、スターカプラ
等のデバイスが必要である。
をもった光デバイスの実現が望まれている。例えば、光
伝送路網の交換機能、光データバスにおける端末間高速
切り換え機能等を実現するために、高速、広帯域の光ス
ィッチが必要であり、光信号の多重化、端末への分配等
を行うためには、多チャンネルの分波器、スターカプラ
等のデバイスが必要である。
現在実用化されている上述のような機能をもつ光デバイ
スは、主として従来のプリズム、マイクロレンズ等を使
ったバルク形のデバイスであり、スイッチ速度、多重度
等の性能面で不充分であり、また形状が大きくて集積化
に不向きである等の問題がある。このような問題を解決
する手段として、基板上に設置した光導波路を用いて光
を制御する導波型の光デバイスの開発が進められている
。導波型光デバイスは、光が微少な導波路中に閉じ込め
られて、位相や偏向が利用できるので、小型で集積化に
適したデバイスであり、また非常に高効率の光制御デバ
イス、例えば光スィッチ、光変調器が実現できる。
スは、主として従来のプリズム、マイクロレンズ等を使
ったバルク形のデバイスであり、スイッチ速度、多重度
等の性能面で不充分であり、また形状が大きくて集積化
に不向きである等の問題がある。このような問題を解決
する手段として、基板上に設置した光導波路を用いて光
を制御する導波型の光デバイスの開発が進められている
。導波型光デバイスは、光が微少な導波路中に閉じ込め
られて、位相や偏向が利用できるので、小型で集積化に
適したデバイスであり、また非常に高効率の光制御デバ
イス、例えば光スィッチ、光変調器が実現できる。
導波型光デバイスを光通信シ支テムに適用する場合、入
出力部に光ファイバを接続する必要があるが、従来、そ
の接続には光ファイバを個々に光導波路端面に対し、光
軸方向と光軸に垂直な２方向に光軸調整して、光導波路
端面に固着する方法がとられている。また、光スィッチ
や光分岐のように、入出力部が複数あって、光導波路端
面で複数の光ファイバとの光接続が必要な導波型デバイ
スに対しては、従来は、光導波路の配列間隔に一致した
間隔の■溝をシリコン基板等にエツチングにより作製し
、あらかじめこのシリコン基板上の■溝に光ファイバを
配置して、光ファイバの間隔を光導波路間隔に合致する
ようにして光ファイバを前述のように調整、固着させる
方法がとられている。
出力部に光ファイバを接続する必要があるが、従来、そ
の接続には光ファイバを個々に光導波路端面に対し、光
軸方向と光軸に垂直な２方向に光軸調整して、光導波路
端面に固着する方法がとられている。また、光スィッチ
や光分岐のように、入出力部が複数あって、光導波路端
面で複数の光ファイバとの光接続が必要な導波型デバイ
スに対しては、従来は、光導波路の配列間隔に一致した
間隔の■溝をシリコン基板等にエツチングにより作製し
、あらかじめこのシリコン基板上の■溝に光ファイバを
配置して、光ファイバの間隔を光導波路間隔に合致する
ようにして光ファイバを前述のように調整、固着させる
方法がとられている。
上述した従来の光導波路と光ファイバの接続方法は、端
面同志を接続する場合、光導波路および光ファイバとも
その光フィールド分布の拡がりは、通常１０μｍｍ程度
か、それ以下であるので非常に高精度の調整を必要とし
、多大の調整工数を必要としている。また、光導波路お
よび光フアイバ両者を固着する場合には、接着剤や金属
融着が使われるが、完全に固着されるまでに位置ずれを
生じやすく、僅かの位置ずれでも結合損失が増大してし
まうので、低損失で安定な光デバイスが実現しにくいと
いう欠点があった。
面同志を接続する場合、光導波路および光ファイバとも
その光フィールド分布の拡がりは、通常１０μｍｍ程度
か、それ以下であるので非常に高精度の調整を必要とし
、多大の調整工数を必要としている。また、光導波路お
よび光フアイバ両者を固着する場合には、接着剤や金属
融着が使われるが、完全に固着されるまでに位置ずれを
生じやすく、僅かの位置ずれでも結合損失が増大してし
まうので、低損失で安定な光デバイスが実現しにくいと
いう欠点があった。
また、特に光導波路端面に複数の入出力部が近接して存
在する多チヤンネル光導波路の場合、結合する光フアイ
バアレイの配列ピッチを合致させるため、エツチングに
よって形成された■溝に−Ｈ光ファイバを配置した上で
、光導波路にこの先ファイバアレイを結合させる。この
場合、光導波路に対する位置だけでなく、光導波路の基
板表面と光フアイバアレイの光フアイバ配列方向の角度
調整も行わねばならず、これに要する調整工数もさらに
増大し、また固着時の損失増加も大きくなる。さらに、
この光フアイバアレイの光ファイバの本数が多くなった
場合、光フアイバアレイ自体が大きな寸法となり、光導
波路と光フアイバアレイを光軸調整した後に、固着させ
る構造を設計すること自体が非常に困難である。以上の
ような理由により、安価で高性能の光フアイバ端子をも
った導波型デバイスが得られないという問題があった。
在する多チヤンネル光導波路の場合、結合する光フアイ
バアレイの配列ピッチを合致させるため、エツチングに
よって形成された■溝に−Ｈ光ファイバを配置した上で
、光導波路にこの先ファイバアレイを結合させる。この
場合、光導波路に対する位置だけでなく、光導波路の基
板表面と光フアイバアレイの光フアイバ配列方向の角度
調整も行わねばならず、これに要する調整工数もさらに
増大し、また固着時の損失増加も大きくなる。さらに、
この光フアイバアレイの光ファイバの本数が多くなった
場合、光フアイバアレイ自体が大きな寸法となり、光導
波路と光フアイバアレイを光軸調整した後に、固着させ
る構造を設計すること自体が非常に困難である。以上の
ような理由により、安価で高性能の光フアイバ端子をも
った導波型デバイスが得られないという問題があった。
本発明の目的は、上述の従来の光接続方法の欠点を除き
、調整が容易で固着時の損失増加が小さく、経時変化の
少ない高信頼性のある光導波路と光ファイバの接続方法
を提供することにある。
、調整が容易で固着時の損失増加が小さく、経時変化の
少ない高信頼性のある光導波路と光ファイバの接続方法
を提供することにある。
本発明の光導波路と光ファイバの接続方法は、光導波路
が形成された第１の基板と１本または複数本の光ファイ
バを配置固定する基板と、これら２つの基板を共通に保
持する第３の基板とからなっており、あらかじめ光ファ
イバを配置固定する基板は第３の基板に固定されている
。
が形成された第１の基板と１本または複数本の光ファイ
バを配置固定する基板と、これら２つの基板を共通に保
持する第３の基板とからなっており、あらかじめ光ファ
イバを配置固定する基板は第３の基板に固定されている
。
光導波路を形成した第１の基板を第３の基板表面上にの
せ、第３の基板表面からの光導波路を形成した第１の基
板までの高さく光導波路基板の厚み）を測定し、これに
光導波路と光ファイバが光学的に最適に結合する深さだ
けを差し引いた高さに、光ファイバのコアの中心が（る
ように、第２の基板に■溝または矩形溝を加工する。
せ、第３の基板表面からの光導波路を形成した第１の基
板までの高さく光導波路基板の厚み）を測定し、これに
光導波路と光ファイバが光学的に最適に結合する深さだ
けを差し引いた高さに、光ファイバのコアの中心が（る
ように、第２の基板に■溝または矩形溝を加工する。
次に、第２の基板の溝に光ファイバを配置固定し、第３
の基板にのせた第１の基板の光伝播方向に垂直な端面を
、第２の基板の光ファイバを配置した溝に垂直な端面に
付き合わせ、この状態で、第１の基板を水平方向のみに
位置合わせし、光ファイバのコアの中心と第１の基板に
形成された光導波路の光伝播方向の中心軸を一致させる
。上述のような非常に高精度な幅と深さ、および配列ピ
ッチをもつ溝を加工する手段として、グイシングツ−に
より機械的切削加工が有効である。
の基板にのせた第１の基板の光伝播方向に垂直な端面を
、第２の基板の光ファイバを配置した溝に垂直な端面に
付き合わせ、この状態で、第１の基板を水平方向のみに
位置合わせし、光ファイバのコアの中心と第１の基板に
形成された光導波路の光伝播方向の中心軸を一致させる
。上述のような非常に高精度な幅と深さ、および配列ピ
ッチをもつ溝を加工する手段として、グイシングツ−に
より機械的切削加工が有効である。
以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の光導波路と光ファイバの接続方法の
一実施例が提供された２×２Ｅ光スイツチの斜視図であ
る。第１の基板１は、 ＬｉＮｂ○コ基板からなっており、この第１の基板１の
表面にはＴｉ拡散により光導波路２．３．４．５が形成
されている。光導波路２と３および４と５は、それぞれ
６００μｍの間隔を有している。
一実施例が提供された２×２Ｅ光スイツチの斜視図であ
る。第１の基板１は、 ＬｉＮｂ○コ基板からなっており、この第１の基板１の
表面にはＴｉ拡散により光導波路２．３．４．５が形成
されている。光導波路２と３および４と５は、それぞれ
６００μｍの間隔を有している。
光導波路２．３に結合する入出力部の光ファイバ６．７
および光導波路４．５に結合する入出力部の光ファイバ
８．９は、第２の基板１１および１２にそれぞれ固着さ
れている。第２の基板１１．１２には、後述するダイシ
ングソーにより、光フアイバ固定用の■溝１３．１４お
よび１５．１６が形成されている。第３の基板１７は、
第１の基板１と第２の基板１１．１２をそれぞれ保持す
る共通基板である。
および光導波路４．５に結合する入出力部の光ファイバ
８．９は、第２の基板１１および１２にそれぞれ固着さ
れている。第２の基板１１．１２には、後述するダイシ
ングソーにより、光フアイバ固定用の■溝１３．１４お
よび１５．１６が形成されている。第３の基板１７は、
第１の基板１と第２の基板１１．１２をそれぞれ保持す
る共通基板である。
第１の基板ｌと接合する第２の基板１１．１２の面の間
隔は、あらかじめ第１の基板１の光伝播方向の長さより
５〜１０μｍ広くなるように、ゲージで間隔が保たれて
いる。第２の基板１１．１２は、第３の基板１７にろう
付けで固定されている。一方、第２の基板１１．１２の
表面に加工された４本の■溝１３〜１６は、光ファイバ
６〜９が°配置された時に、先導波ｖ！＆２〜包と光フ
ァイバ６〜９が、光学的に最適に結合されるように、光
ファイバ６〜９のコア１８の中心が、第１の基板１の表
面（上面）より２．５μｍ下方になるように加工されて
いる。
隔は、あらかじめ第１の基板１の光伝播方向の長さより
５〜１０μｍ広くなるように、ゲージで間隔が保たれて
いる。第２の基板１１．１２は、第３の基板１７にろう
付けで固定されている。一方、第２の基板１１．１２の
表面に加工された４本の■溝１３〜１６は、光ファイバ
６〜９が°配置された時に、先導波ｖ！＆２〜包と光フ
ァイバ６〜９が、光学的に最適に結合されるように、光
ファイバ６〜９のコア１８の中心が、第１の基板１の表
面（上面）より２．５μｍ下方になるように加工されて
いる。
第２図は、上記の加工の状態を示している。■溝１３の
頂角は９０＃、第１の基板１と同じ高さでの溝開口幅は
、１８３μｍであり、外径１２５μｍの光ファイバ６を
この■溝１３に配置したときに、光ファイバ６のコア１
８の中心の高さは、第１の基板１０表面より２．５μｍ
ｍ低い所に位置している。このようにすることにより、
第１の基板１に形成された光導波路２〜５と光ファイバ
６〜９は、常に高さ方向が最適な位置にあることになる
。
頂角は９０＃、第１の基板１と同じ高さでの溝開口幅は
、１８３μｍであり、外径１２５μｍの光ファイバ６を
この■溝１３に配置したときに、光ファイバ６のコア１
８の中心の高さは、第１の基板１０表面より２．５μｍ
ｍ低い所に位置している。このようにすることにより、
第１の基板１に形成された光導波路２〜５と光ファイバ
６〜９は、常に高さ方向が最適な位置にあることになる
。
光導波路２〜５の水平方向の調整は、第１の基板ｌを第
３の基板１７上で、■溝１３〜１６に対し直角方向にス
ライドさせながら、第１の基板１と第２の基板１１．１
２にパターニングされた細線（図示路）を顕微鏡で見合
わせることによって行われ、本調整後の第１の基板１は
、第３の基板１７に接着固定される。
３の基板１７上で、■溝１３〜１６に対し直角方向にス
ライドさせながら、第１の基板１と第２の基板１１．１
２にパターニングされた細線（図示路）を顕微鏡で見合
わせることによって行われ、本調整後の第１の基板１は
、第３の基板１７に接着固定される。
第３図は、以上説明した本発明の光導波路と光ファイバ
の結合構造の結合手順を示した図である。
の結合構造の結合手順を示した図である。
第３図（ａ）は、第１の基板１を第３の基板１７上に置
いて、基板圧測定器の触針２１により、第３の基板１７
０表面を高さ原点にとり、第３の基板１７からの第１の
基板１の高さを測定している状態を示している。第３図
（ｂ）は、第１の基板１の高さ測定後、周面が■形状の
砥石の高さを、■溝１４に光ファイバ７を配置したとき
に光ファイバのコア１８の中心が第１の基板１０表面よ
り２．５μｍ下方にくるように設定し、第１の基板ｌを
一旦第３の基板１７から外し、グイシングツ−２２によ
り、第２の基板１１．１２の表面に■溝１３．１４を加
工することを示している。第３図（Ｃ）は、第２の基板
１２に■溝１３〜１６を加工後、再び第１の基板１を第
３の基板１７に載せ、かつ光ファイバ６〜９をそれぞれ
Ｖ溝１３〜１６上に配列するとともに矢印方向に進ませ
て第１の基板１の端面にそれぞれ突き当てている。
いて、基板圧測定器の触針２１により、第３の基板１７
０表面を高さ原点にとり、第３の基板１７からの第１の
基板１の高さを測定している状態を示している。第３図
（ｂ）は、第１の基板１の高さ測定後、周面が■形状の
砥石の高さを、■溝１４に光ファイバ７を配置したとき
に光ファイバのコア１８の中心が第１の基板１０表面よ
り２．５μｍ下方にくるように設定し、第１の基板ｌを
一旦第３の基板１７から外し、グイシングツ−２２によ
り、第２の基板１１．１２の表面に■溝１３．１４を加
工することを示している。第３図（Ｃ）は、第２の基板
１２に■溝１３〜１６を加工後、再び第１の基板１を第
３の基板１７に載せ、かつ光ファイバ６〜９をそれぞれ
Ｖ溝１３〜１６上に配列するとともに矢印方向に進ませ
て第１の基板１の端面にそれぞれ突き当てている。
この後、第１の基板１を第３の基板１７上で■溝１３〜
１６に対し直角方向にスライドさせて、光導波路２〜５
と光ファイバ６〜９をそれぞれ最適な位置になるように
調整していることを示している。
１６に対し直角方向にスライドさせて、光導波路２〜５
と光ファイバ６〜９をそれぞれ最適な位置になるように
調整していることを示している。
以上説明したように本発明の光導波路と光ファイバの接
続方法では、光導波路基板の厚みを個々に測定して、そ
れに合わせて第２の基板に■溝を加工しているので、光
導波路基板の厚み、および光ファイバを配置、固定する
基板の高さの精度は低くてもよくなる。また、高さ方向
には光導波路と光ファイ′／＜の結合が最適になるよう
に溝深さが設定されているので、結合の際、深さ方向の
調整は全く必要がない。
続方法では、光導波路基板の厚みを個々に測定して、そ
れに合わせて第２の基板に■溝を加工しているので、光
導波路基板の厚み、および光ファイバを配置、固定する
基板の高さの精度は低くてもよくなる。また、高さ方向
には光導波路と光ファイ′／＜の結合が最適になるよう
に溝深さが設定されているので、結合の際、深さ方向の
調整は全く必要がない。
また、水平方向の位置合わせも、光導波路基板を、共通
の第３の基板の上に載せ、光導波路端面と光フアイバ端
面を突き合わせながら、横方向にスライドさせるだけで
行うことができる。実際に光を入射して、結合状態を観
測しながら位置合わせを行うこともできるし、また、基
板上にあらかじめパターニングして、目合わせにより位
置合わせを行うこともできる。
の第３の基板の上に載せ、光導波路端面と光フアイバ端
面を突き合わせながら、横方向にスライドさせるだけで
行うことができる。実際に光を入射して、結合状態を観
測しながら位置合わせを行うこともできるし、また、基
板上にあらかじめパターニングして、目合わせにより位
置合わせを行うこともできる。
さらに、光導波路が多チャンネルであって、複数の光フ
ァイバとの結合が必要な場合にも、光フアイバ配置固定
用の溝を、光導波路の配列ピッチに合わせて加工してお
くことにより、１本の光ファイバを位置合わせするのと
全く同じ方法で行うことができる。この際、光フアイバ
アレイ角度調整は不要である。次に、光導波路基板と光
ファイバを固着する場合、光導波路基板は、上記両基板
を保持する共通の第３の基板に底面を突き合わせ、また
、光ファイバは基板に形成された溝にはめ込んで行うの
で、固着時の位置ずれや経時劣化は極めて少ない。
ァイバとの結合が必要な場合にも、光フアイバ配置固定
用の溝を、光導波路の配列ピッチに合わせて加工してお
くことにより、１本の光ファイバを位置合わせするのと
全く同じ方法で行うことができる。この際、光フアイバ
アレイ角度調整は不要である。次に、光導波路基板と光
ファイバを固着する場合、光導波路基板は、上記両基板
を保持する共通の第３の基板に底面を突き合わせ、また
、光ファイバは基板に形成された溝にはめ込んで行うの
で、固着時の位置ずれや経時劣化は極めて少ない。
このように、本発明の光導波路と光ファイバの接続方法
を適用することにより、調整工数が少なくて生産性が高
く、かつ安価で信頼性の高い光フアイバ端子付導波型デ
バイスの実現が可能となる。
を適用することにより、調整工数が少なくて生産性が高
く、かつ安価で信頼性の高い光フアイバ端子付導波型デ
バイスの実現が可能となる。
第１図は本発明の光導波路と光ファイバの接続方法の一
実施例が適用された２Ｘ２Ｅ○光スイツチの斜視図、第
２図は２Ｘ２Ｅ○光スイツチの光導波路と光フアイバ配
列用の第２の基板の■溝の位置関係を示す端面図、第３
図は２ｘ２ＥＯ光スイツチに右ける本発明の光導波路と
光ファイバの結合手順を示す斜視図である。 １・・・・・・第１の基板（ＬｉＮｂ０３基板）、２．
３．４．５・・・・・・光導波路、６．７．８ミ９・・
・・・・光ファイバ、１１．１２・・・・・・第２の基
板、
実施例が適用された２Ｘ２Ｅ○光スイツチの斜視図、第
２図は２Ｘ２Ｅ○光スイツチの光導波路と光フアイバ配
列用の第２の基板の■溝の位置関係を示す端面図、第３
図は２ｘ２ＥＯ光スイツチに右ける本発明の光導波路と
光ファイバの結合手順を示す斜視図である。 １・・・・・・第１の基板（ＬｉＮｂ０３基板）、２．
３．４．５・・・・・・光導波路、６．７．８ミ９・・
・・・・光ファイバ、１１．１２・・・・・・第２の基
板、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光導波路が形成された第１の基板と、光ファイバを
配置する溝を基板表面に有する第２の基板と、前記第１
の基板と第２の基板を保持する第３の基板とを有し、第
１の基板の光導波路と第２の基板の前記溝に配置された
光ファイバを光学的に接続する構造において、第１の基
板の光導波路の光伝播方向の中心軸が、第２の基板に配
列された光ファイバのコアの中心軸に一致するように、
第２の基板の溝を形成し、第１の基板の光伝播方向に直
角な端面を、第２の基板の溝に直角な端面に突き合わせ
ながら、第３の基板上で第１の基板を水平方向に位置調
整して、第１の基板の光導波路と第２の基板の前記溝に
配置された光ファイバの位置を合致させることを特徴と
する光導波路と光ファイバの接続方法。 ２、光ファイバを配置する第２の基板の溝が、機械的な
切削手段により形成されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の光導波路と光ファイバの接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085777A JP2613880B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 光導波路と光ファイバの接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62085777A JP2613880B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 光導波路と光ファイバの接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63253312A true JPS63253312A (ja) | 1988-10-20 |
| JP2613880B2 JP2613880B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=13868312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62085777A Expired - Lifetime JP2613880B2 (ja) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | 光導波路と光ファイバの接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613880B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04315109A (ja) * | 1991-04-12 | 1992-11-06 | Nec Corp | 光接続器及びその加工方法 |
| US9664859B2 (en) | 2014-07-28 | 2017-05-30 | Citizen Watch Co., Ltd. | Optical fiber connector, optical module, and fabricating method thereof |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158410A (ja) * | 1984-01-28 | 1985-08-19 | Shimadzu Corp | 光分岐器の作成方法 |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP62085777A patent/JP2613880B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158410A (ja) * | 1984-01-28 | 1985-08-19 | Shimadzu Corp | 光分岐器の作成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04315109A (ja) * | 1991-04-12 | 1992-11-06 | Nec Corp | 光接続器及びその加工方法 |
| US9664859B2 (en) | 2014-07-28 | 2017-05-30 | Citizen Watch Co., Ltd. | Optical fiber connector, optical module, and fabricating method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2613880B2 (ja) | 1997-05-28 |
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