JP2003114336A - 光フィルタモジュールおよびその製造方法 - Google Patents

光フィルタモジュールおよびその製造方法

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JP2003114336A JP2001308311A JP2001308311A JP2003114336A JP 2003114336 A JP2003114336 A JP 2003114336A JP 2001308311 A JP2001308311 A JP 2001308311A JP 2001308311 A JP2001308311 A JP 2001308311A JP 2003114336 A JP2003114336 A JP 2003114336A
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flat substrate
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Naoki Tachihata
直樹 立畠
Kazunari Nishihara
和成 西原
Tetsuo Shimamura
徹郎 島村
Kazuo Fujiwara
和男 藤原
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Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路の経路に多層膜フィルタを挿入実装
した光フィルタモジュールに関して、入出力光ファイバ
間の光軸調整を低減し、挿入する多層膜フィルタの位置
ずれの少ない高精度な実装方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 光通路5を有する平面基板7と、この平
面基板7に形成した上記光通路5と交叉するフィルタ挿
入溝1と、このフィルタ挿入溝1の一方の壁面に端面を
一致させて平面基板7に結合された一方のカバー3と、
上記フィルタ挿入溝1に挿入された多層膜フィルタ2
と、上記平面基板7上を移動してフィルタ挿入溝1から
突出する多層膜フィルタ2の上部を上記一方のカバー3
の端面に押し付けて多層膜フィルタ2を固定して平面基
板7に固着される他方のカバー4とからなる光フィルタ
モジュールである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は各種多層膜フィルタ
を光ファイバおよび光導波路に組み込み一体化させた光
通信用の光フィルタモジュールおよびその製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、各種多層膜フィルタを光ファイバ
および光導波路に組み込み一体化させたモジュールを作
製する場合、図9のようになっていた。すなわち、多層
膜フィルタ22を光ファイバ20間に実装、一体化させ
たモジュールを作製する場合、金属筐体23へ光ファイ
バ20を仮固定し、次に光ファイバ20から拡散する光
を集光するための集光用レンズ21、多層膜フィルタ2
2を実装する。その後、入射側の光ファイバ20から光
信号を入射し、出射側の光ファイバ20からの光信号を
パワーメータ等で測定し、光信号が最大となるように光
軸を調整し、集光レンズ21、多層膜フィルタ22を金
属筐体23にかしめて固定していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図9に示したように、
従来の多層膜フィルタ22を光通路に一体化させたモジ
ュールを作製する場合、入射側の光ファイバ20と集光
用レンズ21との光軸調整、集光用レンズ21と多層膜
フィルタ22との光軸調整、多層膜フィルタ22と集光
用レンズ21との光軸調整、集光用レンズと出射側の光
ファイバ20との光軸調整という多くの光軸調整が必要
になり、作業性が悪いという問題があった。
【0004】そこで本発明は、これらの光軸調整を少な
くし、作業性を高めることを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために、本発明の請求項1に記載の発明は、光通路を
有する平面板と、この平面基板に形成した上記光通路と
交叉するフィルタ挿入溝と、このフィルタ挿入溝の一方
の壁面に端面を一致させて平面基板に結合された一方の
カバーと、上記フィルタ挿入溝に挿入された多層膜フィ
ルタと、上記平面基板上を移動してフィルタ挿入溝から
突出する多層膜フィルタの上部を上記一方のカバーの端
面に押し付けて多層膜フィルタを固定して平面基板に固
着される他方のカバーとからなる光フィルタモジュール
であって、光通路とフィルタ挿入溝とカバーを有する基
板に多層膜フィルタを挿入し、他方のカバーで多層膜フ
ィルタを固定するようにしたものであれば、光軸調整が
廃止でき、その結果として、作業性の高いものとなる作
用を有すると同時に、多層膜フィルタの反りに依存せず
に多層膜フィルタを確実に固着、実装できる作用を有す
るものである。
【0006】また、請求項2に記載の発明は、光通路が
光ファイバで構成した請求項1に記載の光フィルタモジ
ュールであり、請求項1と同等の作用を有するものであ
る。
【0007】また、請求項3に記載の発明は、光ファイ
バがコア径拡大ファイバである請求項2に記載の光フィ
ルタモジュールであり、請求項2と同等の作用を有する
ものである。
【0008】また、請求項4に記載の発明は、フィルタ
挿入溝の壁面に面した光ファイバの端面がコア径拡大部
である請求項3に記載の光フィルタモジュールであり、
請求項3と同等の作用を有すると同時に、スポットサイ
ズを拡大し光損失を低減できる効果を有するものであ
る。
【0009】また、請求項5に記載の発明は、フィルタ
挿入溝の底部としてあらかじめ平面基板に結合される一
方のカバー側が深く、他方のカバー側が浅いテーパ面を
もった構成として請求項1に記載の光フィルタモジュー
ルであり、請求項1と同等の作用を有すると同時に、テ
ーパ面がガイドの役目を果たすことによって多層膜フィ
ルタの位置あわせを容易にするという作用を有するもの
である。
【0010】また、請求項6に記載の発明は、平面基板
に形成された光通路と交叉するようにフィルタ挿入溝を
形成し、このフィルタ挿入溝の一方の壁面に端面が一致
するように一方のカバーを平面基板に固着した後このフ
ィルタ挿入溝に多層膜フィルタを挿入し、上記平面基板
上に配置した他方のカバーを移動させてフィルタ挿入溝
から突出する多層膜フィルタの上部を上記一方のカバー
の端面に押し付けた後この他方のカバーを平面基板に固
着する光フィルタモジュールの製造方法であり、請求項
1と同等の作用を有すると同時に、実装に要する時間を
短縮化する作用を有するものである。
【0011】また、請求項7に記載の発明は、平面基板
の上面にV溝を形成し、このV溝に光ファイバを配置し
た後一方のカバーを平面基板に固着し、この一方のカバ
ーの端面に沿って平面基板にフィルタ挿入溝を形成し、
このフィルタ挿入溝に多層膜フィルタを挿入した後上記
平面基板上に配置した他方のカバーを移動させてフィル
タ挿入溝より突出する多層膜フィルタの上部を一方のカ
バーの端面に押し付け、この状態で他方のカバーを平面
基板に固着する光フィルタモジュールの製造方法であ
り、請求項1と同等の作用を有すると同時に、実装に要
する時間を短縮化する作用を有するものである。
【0012】また、請求項8に記載の発明は、光ファイ
バがコア径拡大ファイバである請求項6または7に記載
の光フィルタモジュールの製造方法であり、請求項6ま
たは7と同等の作用を有するものである。
【0013】また、請求項9に記載の発明は、フィルタ
挿入溝として一方のカバー側が深く他方のカバー側が浅
くなるように形成する請求項6または7に記載の光フィ
ルタモジュールの製造方法であり、請求項6または7と
同等の作用を有すると同時に、テーパ面がガイドの役目
を果たすことによって多層膜フィルタの位置あわせを容
易にするという作用を有するものである。
【0014】また、請求項10に記載の発明は、平面基
板に対して両カバーを光硬化性硬化性接着剤または熱硬
化性接着剤を用いて固着する請求項6または7に記載の
光フィルタモジュールの製造方法であり、固着の作業を
効率的に行える作用を有するものである。
【0015】また、請求項11に記載の発明は、フィル
タ挿入溝を形成するとき光ファイバも同時に切断する請
求項6に記載の光フィルタモジュールの製造方法であ
り、請求項6と同等の作用を有すると同時に、モジュー
ルの組み立て実装時間を短縮できる作用を有するもので
ある。
【0016】また、請求項12に記載の発明は、光ファ
イバの切断位置がコア径拡大部である請求項8に記載の
光フィルタモジュールの製造方法であり、請求項8と同
等の作用を有すると同時に、スポットサイズを拡大し光
損失を低減できる効果を有するものである。
【0017】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下に本発明に
よる光フィルタモジュールの実施の形態1を図1(a)
〜(c)および図2(a)〜(d)を用いて説明する。
【0018】図1(a)は本発明による2心光フィルタ
モジュールの上面図を示しており、(b)はその側面
図、(c)はその断面図を示している。ここで、1は多
層膜フィルタのフィルタ挿入溝、2は多層膜フィルタ、
3は平面基板に結合させたカバー、4は多層膜フィルタ
2を押さえつけるためのカバー、5は光通路、6は光学
接着剤、7は平面基板をそれぞれ示している。
【0019】多層膜フィルタ2は、例えばガラスやポリ
イミドなどの樹脂基板上にSiO2やTaO25などの
誘電体薄膜を多数積層したものである。カバー3、カバ
ー4および平面基板7は例えばガラスやシリコンなどで
あり、光通路5と線膨張係数は近い方が望ましいが、そ
の固定に樹脂系の接着剤を用いる場合、接着剤の弾性で
線膨張係数差による応力を緩和することは可能である。
また、接着剤に光硬化性のものを用いる場合は光を通過
させる材料が望ましい。
【0020】光学接着剤6は、光通路端面からの光の分
散を防止するため、光通路5に用いる材料と同等の屈折
率を有するものを選択するほうがよい。例えば光通路5
に石英ガラス系材料を用いる場合は、光学接着剤の屈折
率も石英ガラスの屈折率1.45にできる限り近いもの
を選択するほうがよい。光通路5は例えば光ファイバで
あり、平面基板7には光ファイバを実装、固定するため
のV溝10が形成されている。V溝10の深さおよび角
度を所定の値に加工することにより上下に配置したカバ
ー3および平面基板7により挟持し、光ファイバの位置
ずれなしに実装が可能である。
【0021】なお、このV溝10はカバー3および4に
おいても形成されていてもよい。例えば、V溝10の先
端角をα、実装する光ファイバの半径をr、V溝10の
深さをdとすると、 d=r/sin(α/2) に設定することにより光ファイバの中心がカバー3およ
び平面基板7のちょうど表面に位置することになる。通
常、ガラス系光ファイバの光通路であるクラッド径が1
25μmであるからV溝10の先端角度を90度とする
とV溝10の深さを約180μmにすることによりカバ
ー3,4および平面基板7に挟持することにより光ファ
イバを確実に固定することが可能である。
【0022】また、カバー3,4および平面基板7に形
成されたV溝10の深さや角度は必ずしも同一形状であ
る必要は無く、一方の平面基板7のV溝10に光ファイ
バを実装したときの光ファイバの主面からの突出量以上
に挟持する一方の平面基板7に形成するV溝の角度およ
び深さを設定することにより確実にカバー3,4および
平面基板7により光ファイバを実装、固定が可能とな
る。また、平面基板7に形成されたフィルタ挿入溝1は
光ファイバからなる光通路5に対し所定の角度Θをもっ
て形成されている。これは多層膜フィルタ2へ光通路5
から入射する光の反射を防止する必要がある場合に形成
するものであり、例えば多層膜フィルタ2がバンドパス
フィルタや、光アンプに用いられるゲイン平坦化フィル
タなどの場合に形成する。このとき、導波させる光の波
長に依存するがシングルモードファイバ(SMF)で波
長1.48μmの光を導波させる場合、傾斜角Θは5〜
10度程度が望ましい。
【0023】また、光ファイバの光を閉じ込め導波させ
るコア部を一部拡大させたコア径拡大ファイバを用いる
ことにより、光ファイバと多層膜フィルタ2との結合損
失をさらに低減することも可能である。本発明での光フ
ィルタモジュールは光通路5に交叉するようにフィルタ
挿入溝1を形成し、多層膜フィルタ2を挿入する構造と
なる。そのため光ファイバの経路がフィルタ挿入溝1で
分断されることになり、多層膜フィルタ2を介して光フ
ァイバの端面間にフィルタ挿入溝1の幅のギャップGが
存在することになる。光ファイバの端面での光のスポッ
トサイズwが同一の場合、ギャップ長Gを介した光ファ
イバ端面間の光電場の電力透過係数Tgは、多層膜フィ
ルタ2の屈折率をnとすると、 Tg={1+(λ×G/(2×π×n×w2))2-1 で表される。λは波長を示している。
【0024】この式より、透過損失は波長あるいはギャ
ップ長Gの増加に比例して増加すること、またスポット
サイズの2乗の逆数に比例して透過損失は急激に減少す
ることがわかる。このことからフィルタ挿入溝1の壁面
に露出している光ファイバ端面のスポットサイズは大き
いほど透過損失の低減には有利となる。コア径拡大ファ
イバとしては各種の方式が提案されているが、その代表
的なものにTEC(Thermally Expand
ed Core)ファイバがある。このファイバはクラ
ッド部分の一部を加熱することによりコア部の屈折率を
制御するGeO 2などのドープ元素をクラッドの一部ま
で拡散させることにより実質的にコア径を拡大させた特
殊なファイバである。このファイバを用いることにより
ファイバ端面からの光のスポットサイズを大きくするこ
とが可能である。このコア径拡大ファイバを本発明の光
フィルタモジュールに用いる場合、光通路5においてコ
ア径拡大部分の最大部分を交叉するようにフィルタ挿入
溝1を加工、形成すべきである。
【0025】フィルタ挿入溝1の形状は図2(b),
(c),(d)に示すいろいろな形状が考えられる。い
ずれの場合もフィルタ挿入溝1の底部において一方の溝
壁側が浅く、他方の溝壁側が深くなる形状としている。
図2(b)はフィルタ挿入溝1の一方の角度Θ1をもっ
て傾斜した溝壁側に対して底部から他方の溝壁側が下部
平面基板の主面まで一定の角度Θ2をもっている場合で
あり、図2(c)はフィルタ挿入溝1の底部に一部平坦
部を形成したものである。また、図2(d)はフィルタ
挿入溝1の底部の一部に平坦部を形成し、かつ一方の溝
壁側の一部が浅い角度Θ4をもつように形成したもので
ある。
【0026】これらのフィルタ挿入溝1は、例えば予め
溝形状にその先端を成形したダイヤモンド砥石を用いて
形成する。すなわちダイヤモンド砥石の先端形状を溝形
状に転写することにより形成するため、加工後の溝形状
はダイヤモンド砥石の成形精度に大きく依存することに
なる。砥石幅が0.1mm以下となる場合、使用できる
ダイヤモンド粒子径の制約上加工が難しくなるが、砥石
幅が0.1mmを超える場合は比較的形状加工が容易で
ある。
【0027】フィルタ挿入溝1を図2に示すように一方
の壁側面に対し他方の壁側面の傾斜を浅く異形に加工す
る理由は、多層膜フィルタ2を挿入したのち多層膜フィ
ルタ2の傾斜を防止するためであり、また以下に説明す
る製造方法において先に実装したカバー3の端面を基準
面としてフィルタ挿入溝1を形成する場合、加工用のダ
イヤモンド砥石を基準面である平面基板7側に加工途中
で押し付ける方向に力が働くため、ダイヤモンド砥石の
蛇行によるフィルタ挿入溝1の加工精度劣化を防止する
ためである。以上は光ファイバが2心の場合の一例であ
るが、これがさらに複数の多心アレイになっても同様で
ある。
【0028】以上は、光通路5が光ファイバの場合を例
にしたが、各種光導波路などの他の光通路においても同
様である。
【0029】また、本発明では主にバンドパスフィルタ
や光アンプのゲイン平坦化フィルタを例に出したが、波
長合分波器などの他のモジュールとしても適用可能であ
る。
【0030】さらに、多層膜フィルタ2は、ガラスやポ
リイミドなどの樹脂基板上にSiO 2やTa25などの
誘電体薄膜を多数積層したものを例にしたが、それぞれ
の材料はこれに限定されるものではない。
【0031】(実施の形態2)次に図3および図4を用
いて本発明による光フィルタモジュールの製造方法の実
施の形態2を説明する。
【0032】図3において、1はフィルタ挿入溝、2は
多層膜フィルタ、3は平面基板に結合させたカバー、4
は多層膜フィルタ2を押さえつけるためのカバー、5は
光通路としての光ファイバ、6は光学接着剤、7は平面
基板、10は平面基板7の主面に形成した精密V溝、1
1は紫外線などの光源あるいは熱源を示している。
【0033】本発明の光フィルタモジュールの製造方法
は、第一の工程として図3(a)に示すようにその主面
に精密なV溝10を形成した平面基板7を用意する。
【0034】次に第2の工程として図3(b)に示すよ
うに平面基板7に光ファイバ5を実装、固定する。光フ
ァイバ5の実装部分は実装精度を考慮して被覆を除去し
たクラッド部にすることがより望ましい。また、実装固
定した光ファイバ5が平面基板7の主面より突出するよ
うにV溝10の角度や深さを設定する。こうすることに
より、突出した光ファイバ5をガイドレールとしてカバ
ー3の位置決めが容易となる。また、光ファイバ5をコ
ア径拡大ファイバを使用することにより、光ファイバ5
の端面のスポットサイズを拡大し、光ファイバ5間の透
過損失や結合損失を低減することができる。
【0035】次に第3の工程として図3(c)に示すよ
うに、光ファイバ5が実装固定された平面基板7の主面
に光ファイバ5を交叉するようにフィルタ挿入溝1を形
成する。なお、光ファイバ5にコア径拡大ファイバを用
いる場合、フィルム挿入溝1はコア径拡大部の最大部を
交叉するように形成すべきである。フィルタ挿入溝1は
例えば溝形状に成形したcBNやダイヤモンドを砥粒と
した砥石を用いて研削加工により形成したり、あるいは
ブラストなどの粉体加工を用いたり、平面基板の材料が
シリコンを用いた場合、ウエットエッチングやドライエ
ッチングを用いるものも有効である。実施の形態1で説
明したように、フィルタ挿入溝1の断面形状を異形に加
工する場合、砥石を成形するほうが形状の自由度が高く
有利である。さらに、フィルタ挿入溝1の形成と光ファ
イバ5の分割を同時に行うため、切断、分割された光フ
ァイバ5の端面の表面粗さを向上するため、機械加工で
形成する場合、使用砥粒は可能な限り小さいものが望ま
しい。本発明ではダイヤモンド砥石を使用し、フィルタ
挿入溝1を形成したが、ダイヤモンド砥粒の番手を#3
000以上を選択することによりほぼ鏡面に近い光ファ
イバ5の端面を得た。
【0036】上記の工程は、平面基板7に光ファイバ5
を実装、固定した後、光ファイバ5の切断と同時にフィ
ルム挿入溝1を形成するため、入射光用の光ファイバと
出射光用の光ファイバとの光軸調整が廃止され、さらに
フィルタ挿入溝1の形成と光ファイバ5の切断を同時に
行うため製造時間が短縮できる。
【0037】また、例えば多層膜フィルタ2がバンドパ
スフィルタや、光アンプに用いるゲイン平坦化フィルタ
などのように多層膜フィルタ2の表面での光の反射を防
止する必要がある場合は、光ファイバ5とフィルタ挿入
溝1とは一定の角度を持って交叉するように形成する。
使用する光の波長に依存するが、この交叉角度は5〜1
0度の範囲が一般的である。
【0038】次に第4の工程として図3(d)に示すよ
うに、平面基板7の主面に光学接着剤6を一面に塗布
し、さらにカバー3をフィルタ挿入溝1の端面にあわせ
て取付ける。このとき、前工程で形成したフィルタ挿入
溝1の内部にも光学接着剤6が充填されるようにする。
光学接着剤6は、使用する光ファイバ5のコア材料の屈
折率と同等のものを用いることによりファイバ間の結合
損失を低減可能である。
【0039】次に第5の工程として図3(e)に示すよ
うに、光学接着剤6が充填されたフィルタ挿入溝1に多
層膜フィルタ2を挿入する。このとき、一方のカバー3
の側面をフィルタ挿入溝1の側面に沿って実装すること
により、挿入する多層膜フィルタ2をフィルタ挿入溝1
の一方の側面に沿わせて実装固定することが可能であ
る。また、必ず挿入した多層膜フィルタ2の上部が平面
基板7の主面より突出するように多層膜フィルタ2の大
きさを設定する。多層膜フィルタ2の突出量は少なくと
もカバー3の厚みの1/2以上が望ましい。
【0040】次に第6の工程として図3(f)に示すよ
うに、フィルタ挿入溝1から突出した多層膜フィルタ2
の片側からカバー4を移動させ、フィルタ挿入溝1に挿
入された多層膜フィルタ2を挟持し固定する。多層膜フ
ィルタ2の片面が、カバー3およびフィルタ挿入溝1の
側面に沿っていれば、もう一方のカバー4で挟持して固
定する場合の多層膜フィルタ2の割れ防止に有利であ
る。挟持する部分は多層膜フィルタ2の突出部分となる
が、多層膜フィルタ2に反りが生じている場合、突出量
を長くし、カバー3,4で挟持する面積を広くすること
により反りの矯正も可能となる。また、多層膜フィルタ
2の形成基板にガラス等を用いれば弾性係数が大きいた
め応力による割れなどの防止に効果的である。なお、カ
バー3,4の主面にV溝が形成されていてもよい。これ
らのV溝の角度および深さは、多層膜フィルタ2の突出
量により適宜設定する。カバー3,4の主面にV溝を形
成した場合、光ファイバ5をガイドレールとしてカバー
3,4を取付けるのが容易となる効果がある。
【0041】最後に第7の工程として図3(g)に示す
ように、カバー3,4および平面基板7の片側あるいは
両側より紫外線などの光11を照射、あるいは熱11を
加え、光学接着剤6を硬化させて完成する。このとき、
製造時間の短縮化には光を用いる方法が有利であり、目
的に応じた光学接着剤を用いる。
【0042】カバー3,4および平面基板7の材料とし
ては後の工程で実装、固定する光ファイバ5と同等の線
膨張係数を有する材料が望ましく、さらにカバー3,4
および平面基板7の固着に光硬化性接着剤を用いること
を考慮して光透過性を有することが望ましい。
【0043】以上は、光通過5が光ファイバの場合を例
にしたが、各種光導波路などの他の光通路においても同
様であり、光通路5が光導波路の場合の製造方法を図4
に示している。
【0044】図4(a)〜(f)の工程は、図3に示す
工程において光ファイバを光導波路に置き換えたものと
同じであるためここでは具体的な説明を省略する。光導
波路12の切断と同時にフィルタ挿入溝1を形成するた
め、入射光用の光導波路と出射光用の光導波路との光軸
調整が廃止され、さらにフィルタ挿入溝1の形成と光導
波路12の切断を同時に行うため製造時間が短縮でき
る。
【0045】なお、図3または図4において多層膜フィ
ルタ2としてはバンドパスフィルタや光アンプのゲイン
平坦化フィルタがあるが、各種の光学フィルタが適用可
能である。
【0046】さらに、多層膜フィルタ2は、例えばガラ
スやポリイミドなどの樹脂基板上にSiO2やTa25
などの誘電体薄膜を多数積層したものがあるが、それぞ
れの材料はこれに限定されるものではない。
【0047】(実施の形態3)次に図5〜図8を用いて
本発明による光フィルタモジュールの製造方法の実施の
形態3を説明する。
【0048】図5(a)〜(g)において、1はフィル
タ挿入溝、2は多層膜フィルタ、3は平面基板に結合さ
せたカバー、4は多層膜フィルタ2を押さえつけるため
のカバー、5は光通路としての光ファイバ、6は光学接
着剤、7は平面基板、10は平面基板7の主面に形成し
た精密なV溝、11は紫外線などの光源あるいは熱源を
示している。
【0049】本発明による光フィルタモジュールの製造
方法は、第1の工程として図5(a)に示すように、そ
の主面に精密なV溝10を形成した平面基板7を準備す
る。このとき、平面基板7の材料としては後の工程で実
装、固定する光ファイバ5と同等の線膨張係数を有する
材料が望ましい。
【0050】次に第2の工程として図5(b)に示すよ
うに、フィルタ挿入溝1を設け、平面基板7の主面に形
成した精密なV溝10に光ファイバ5を実装、固定す
る。このとき、光ファイバ5を先に実装し、その後フィ
ルタ挿入溝1を形成してもよい。また、フィルタ挿入溝
1を形成しながら光ファイバ5を切断してもよい。ま
た、光ファイバ5の切断面は鏡面処理を行うことにより
光ファイバ5間の結合損失の低減に有効である。切断面
はそのままで使用する場合、その切断条件には留意が必
要である。ダイアモンド砥石などを用いて切断する場
合、切断後の光ファイバ5の端面を可能な限り鏡面に近
づけるため、使用する砥粒径は小さいものを選択するべ
きである。本発明ではダイヤモンド砥石を使用し、フィ
ルタ挿入溝1を形成したが、ダイヤモンド砥粒の番手を
#3000以上を選択することによりほぼ鏡面に近い光
ファイバ5の端面を得た。なお、実装固定する光ファイ
バ5はその実装精度を考慮して樹脂などの被覆を除去し
た後のクラッド部であることが望ましい。
【0051】また、光ファイバ5をコア径拡大ファイバ
を使用することにより、光ファイバ5の端面のスポット
サイズを拡大し、光ファイバ5間の透過損失や結合損失
を低減することができる。また、フィルタ挿入溝1は例
えば溝形状に成形したcBNやダイヤモンドを砥粒とし
た砥石を用いて研削加工により形成したり、あるいはブ
ラストなどの粉体加工を用いたり、平面基板7の材料が
シリコンを用いた場合、ウエットエッチングやドライエ
ッチングを用いるものも有効である。実施の形態1で説
明したフィルタ挿入溝1の断面形状を異形に加工する場
合、砥石を成形するほうが形状の自由度が高く有利であ
る。
【0052】次に第3の工程として図5(c)に示すよ
うに、平面基板7の主面に光学接着剤6を一面に塗布
し、さらにカバー3をフィルタ挿入溝1の端面にあわせ
て取付ける。このとき、前工程で形成したフィルタ挿入
溝1の内部にも光学接着剤6が充填されるようにする。
光学接着剤6は、使用する光ファイバ5のコア材料の屈
折率と同等のものを用いることによりファイバ間の結合
損失が低減可能である。なお、カバー3にはV溝が形成
してあってもよい。また、実装固定した光ファイバ5が
平面基板7の主面より突出するようにV溝10の角度や
深さを設定する。こうすることにより、突出した光ファ
イバ5をガイドレールとしてカバー3の位置決めが容易
となる。また、カバー3の側面をフィルタ挿入溝1の側
面に沿って形成することにより、次工程で挿入する多層
膜フィルタ2をフィルタ挿入溝1の一方の側面に沿わせ
て実装固定することが可能であり、もう一方のカバー4
で固定する場合の多層膜フィルタ2の割れ防止に有利で
ある。
【0053】次に第4の工程として図5(d)に示すよ
うに、光学接着剤6が充填されたフィルタ挿入溝1に多
層膜フィルタ2を挿入する。このとき、必ず挿入した多
層膜フィルタ2の上部が平面基板7の主面より突出する
ように多層膜フィルタ2の大きさを設定する。多層膜フ
ィルタ2の突出量は少なくともカバー3の厚みの1/2
以上が望ましい。
【0054】次に第5の工程として図5(e)に示すよ
うに、平面基板7の主面に形成した精密なV溝10をガ
イドレールとして沿わせるようにして光ファイバ5を設
ける。このとき、挿入した多層膜フィルタ2の主面に光
ファイバ5の端面を当接することが可能であるため光フ
ァイバ5間の透過損失や結合損失をさらに低減すること
ができる。
【0055】次に第6の工程として図5(f)に示すよ
うに、カバー3の向かい側からカバー4を移動させ、フ
ィルタ挿入溝1に挿入された多層膜フィルタ2を押し付
けて固定する。なお、押し付けて固定する部分は多層膜
フィルタ2の突出部分となるが、多層膜フィルタ2に反
りが生じている場合、突出量を長くし、カバー3,4で
挟持する面積を広くすることにより反りの矯正も可能と
なる。また、多層膜フィルタ2の形成基板にガラス等を
用いれば弾性係数が大きいため応力による割れなどの防
止に効果的である。また、カバー3,4の主面にV溝を
形成してもよい。その場合の角度および深さは、光ファ
イバ5の突出量により適宜設定する。
【0056】最後に第7の工程として図5(g)に示す
ように、カバー3,4および平面基板7の片側あるいは
両側より紫外線などの光を照射、あるいは熱を加え硬化
させて完成する。平面基板7およびカバー3,4は、固
着に光硬化性接着剤を用いることを考慮して光透過性を
有することが望ましい。
【0057】上記のように本発明の製造方法では、あら
かじめ光ファイバ5を実装したカバー3を準備しておく
ことにより、光学接着剤6を塗布、多層膜フィルタ2の
挿入、カバー3による多層膜フィルタ2の固定の工程を
分離することなく進めることができ、製造管理が容易で
ある。
【0058】また、図6に示す製造方法は、第1の工程
として図6(a)に示すように、その主面に精密なV溝
10を形成した平面基板7を準備する。このとき、平面
基板7の材料としては後の工程で実装、固定する光ファ
イバ5と同等の線膨張係数を有する材料が望ましい。
【0059】次に第2の工程として図6(b)に示すよ
うに平面基板7に光ファイバ5を実装、固定し、カバー
3を取付ける。光ファイバ5の実装部分は実装精度を考
慮して被覆を除去したクラッド部にすることがより望ま
しい。また、実装固定した光ファイバ5が平面基板7の
主面より突出するようにV溝10の角度や深さを設定す
る。こうすることにより、突出した光ファイバ5をガイ
ドレールとしてカバー3の位置決めが容易となる。ま
た、光ファイバ5をコア形拡大ファイバを使用すること
により、光ファイバ5の端面のスポットサイズを拡大
し、光ファイバ5間の透過損失や結合損失を低減するこ
とができる。なお、光学接着剤を利用することにより、
カバー3および平面基板7の片側あるいは両側より紫外
線などの光を照射、あるいは熱を加え硬化させてカバー
3を固定してもよい。平面基板7およびカバー3は、固
着に光硬化性接着剤を用いることを考慮して光透過性を
有することが望ましい。
【0060】次に第3の工程として図6(c)に示すよ
うに、光ファイバ5が実装固定された平面基板7の主面
に光ファイバ5を交叉するようにフィルタ挿入溝1を形
成する。なお、光ファイバ5にコア径拡大ファイバを用
いる場合、フィルタ挿入溝1はコア径拡大部の最大部を
交叉するように形成すべきである。フィルタ挿入溝1は
例えば溝形状に成形したcBNやダイヤモンドを砥粒と
した砥石を用いて研削加工により形成したり、あるいは
ブラストなどの粉体加工を用いたり、平面基板の材料が
シリコンを用いた場合、ウエットエッチングやドライエ
ッチングを用いるのも有効である。
【0061】実施の形態1で説明したように、フィルタ
挿入溝1の断面形状を異形に加工する場合、砥石を成形
するほうが形状の自由度が高く有利である。さらに、フ
ィルタ挿入溝1の形成と光ファイバ5の分割を同時に行
うため、切断、分割された光ファイバ5の端面の表面粗
さを向上するため、機械加工で形成する場合、使用砥粒
は可能な限り小さいものが望ましい。本発明ではダイヤ
モンド砥石を使用し、フィルタ挿入溝1を形成したが、
ダイヤモンド砥粒の番手を#3000以上を選択するこ
とによりほぼ鏡面に近い光ファイバ5の端面を得た。な
お、フィルタ挿入溝1はカバー3の端面にあわせて形成
してもよいが、フィルタ挿入溝1を形成しながらカバー
3の一部を切断してもよい。
【0062】上記の工程は、平面基板7に光ファイバ5
を実装、固定した後、光ファイバ5の切断と同時にフィ
ルタ挿入溝1を形成するため、入射光用の光ファイバと
出射光用の光ファイバとの光軸調整が廃止され、さらに
フィルタ挿入溝1の形成と光ファイバ5の切断を同時に
行うため製造時間が短縮できる。さらにカバー3を同時
に切断する場合は、カバー3とフィルタ挿入溝1の端面
との位置合わせも廃止され、大幅に時間短縮が可能にな
る。
【0063】次に第4の工程として図6(d)に示すよ
うに、平面基板7の主面に光学接着剤6を一面に塗布す
る。このとき、前工程で形成したフィルタ挿入溝1の内
部にも光学接着剤6が充填されるようにする。光学接着
剤6は、使用する光ファイバ5のコア材料の屈折率と同
等のものを用いることにより光ファイバ間の結合損失が
低減可能である。以降の図6(e),(f)に示す工程
は図3に示す製造方法と同一であるためここでは説明を
省略する。
【0064】以上は、光通路5が光ファイバの場合を例
にしたが、各種光導波路などの他の光通路においても同
様であり、光通路5が光導波路の場合の製造方法を図7
(a)〜(f)に示している。図7(a)〜(f)の工
程は、図6に示す工程において光ファイバ5を光導波路
12に置き換えたものと同じであるためここでは説明を
省略する。
【0065】また、図8(a)〜(g)に示す製造方法
は、第1の工程として図8(a)に示すように、その主
面に精密なV溝10を形成した平面基板7を準備する。
このとき、平面基板7の材料としては後の工程で実装、
固定する光ファイバ5と同等の線膨張係数を有する材料
が望ましい。
【0066】次に第2の工程として図8(b)に示すよ
うに平面基板7に光ファイバ5を実装、固定し、カバー
3を取付ける。光ファイバ5の実装部分は実装精度を考
慮して被覆を除去したクラッド部にすることがより望ま
しい。また、実装固定した光ファイバ5が平面基板7の
主面より突出するようにV溝10の角度や深さを設定す
る。こうすることにより、突出した光ファイバ5をガイ
ドレールとしてカバー3の位置決めが容易となる。ま
た、光ファイバ5をコア径拡大ファイバを使用すること
により、光ファイバ5の端面のスポットサイズを拡大
し、光ファイバ5間の透過損失や結合損失を低減するこ
とができる。なお、光学接着剤を利用することにより、
カバー3および平面基板7の片側あるいは両側より紫外
線などの光を照射、あるいは熱を加え硬化させてカバー
3を固定してもよい。平面基板7およびカバー3は、固
着に光硬化性接着剤を用いることを考慮して光透過性を
有することが望ましい。
【0067】次に第3の工程として図8(c)に示すよ
うに、光ファイバ5が実装固定された平面基板7の主面
に光ファイバ5を交叉するようにフィルタ挿入溝1を形
成する。なお、光ファイバ5にコア径拡大ファイバを用
いる場合、フィルタ挿入溝1はコア径拡大部の最大部を
交叉するように形成すべきである。フィルタ挿入溝1は
例えば溝形状に成形したcBNやダイヤモンドを砥粒と
した砥石を用いて研削加工により形成したり、あるいは
ブラストなどの粉体加工を用いたり、平面基板7の材料
がシリコンを用いた場合、ウエットエッチングやドライ
エッチングを用いるのも有効である。
【0068】実施の形態1で説明したように、フィルタ
挿入溝1の断面形状を異形に加工する場合、砥石を成形
するほうが形状の自由度が高く有利である。なお、フィ
ルタ挿入溝1の形成と同時に光ファイバ5を切断しても
よい。光ファイバ5を同時に切断する場合は、光ファイ
バ5の端面とフィルタ挿入溝1との位置合わせが廃止さ
れ、製造時間の短縮が可能となる。切断された光ファイ
バ5の端面の表面粗さを向上するため、フィルタ挿入溝
1を機械加工で形成する場合、使用砥粒は可能な限り小
さいものが望ましい。本発明ではダイヤモンド砥石を使
用し、フィルタ挿入溝1を形成したが、ダイヤモンド砥
粒の番手を#3000以上を選択することによりほぼ鏡
面に近い光ファイバ5の端面を得た。なお、フィルタ挿
入溝1はカバー3の端面にあわせて形成してもよいが、
フィルタ挿入溝1を形成しながらカバー3の一部を切断
してもよい。カバー3を同時に切断する場合は、カバー
3とフィルタ挿入溝1の端面との位置合わせが廃止さ
れ、製造時間の短縮が可能になる。
【0069】次に第4の工程として図8(d)に示すよ
うに、平面基板7の主面に光学接着剤6を一面に塗布
し、多層膜フィルタ2を挿入する。このとき、前工程で
形成したフィルタ挿入溝1の内部にも光学接着剤6が充
填されるようにする。光学接着剤6は、使用する光ファ
イバ5のコア材料の屈折率と同等のものを用いることに
より光ファイバ間の結合損失を低減可能である。
【0070】以降の図8(e)〜(g)の工程は図5に
示す製造方法と同一であるためここでは説明を省略す
る。
【0071】
【発明の効果】以上のように本発明は、光通路とフィル
タ挿入溝とカバーを有する平面基板に多層膜フィルタを
挿入し、他方のカバーで多層膜フィルタを固定するよう
にしたものであるため、従来の光軸調整が廃止でき、そ
の結果として、作業性の高いものとなる作用を有すると
同時に、多層膜フィルタの反りに依存せずに多層膜フィ
ルタを確実に固着、実装できる光フィルタモジュールの
構造及び接着造方法を提供する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施の形態1による光フィルタ
モジュールの構造の一例を示す上面図 (b)同側面図 (c)同断面図
【図2】(a)〜(d)本発明の実施の形態1による光
フィルタモジュールの構造におけるフィルタ挿入溝形状
の一例を示す説明図
【図3】(a)〜(g)本発明の実施の形態2による光
フィルタモジュール製造方法の説明図
【図4】(a)〜(f)本発明の実施の形態2による光
フィルタモジュール製造方法の説明図
【図5】(a)〜(g)本発明の実施の形態3による光
フィルタモジュール製造方法の説明図
【図6】(a)〜(f)本発明の実施の形態3による光
フィルタモジュール製造方法の説明図
【図7】(a)〜(f)本発明の実施の形態3による光
フィルタモジュール製造方法の説明図
【図8】(a)〜(g)本発明の実施の形態3による光
フィルタモジュール製造方法の説明図
【図9】従来の光フィルタモジュール構造の一例を示す
断面図
【符号の説明】
1 フィルタ挿入溝 2 多層膜フィルタ 3 カバー 4 カバー 5 光通路、光ファイバ 6 光学接着剤 7 平面基板 10 精密なV溝 11 紫外線などの光源あるいは熱源 12 光導波路 20 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島村 徹郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤原 和男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2H038 AA21 BA23 BA24

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光通路を有する平面板と、この平面基板
    に形成した上記光通路と交叉するフィルタ挿入溝と、こ
    のフィルタ挿入溝の一方の壁面に端面を一致させて平面
    基板に結合された一方のカバーと、上記フィルタ挿入溝
    に挿入された多層膜フィルタと、上記平面基板上を移動
    してフィルタ挿入溝から突出する多層膜フィルタの上部
    を上記一方のカバーの端面に押し付けて多層膜フィルタ
    を固定して平面基板に固着される他方のカバーとからな
    る光フィルタモジュール。
  2. 【請求項2】 光通路が光ファイバで構成した請求項1
    に記載の光フィルタモジュール。
  3. 【請求項3】 光ファイバがコア径拡大ファイバである
    請求項2に記載の光フィルタモジュール。
  4. 【請求項4】 フィルタ挿入溝の平面に面した光ファイ
    バの端面がコア径拡大部である請求項3に記載の光フィ
    ルタモジュール。
  5. 【請求項5】 フィルタ挿入溝の底面としてあらかじめ
    平面基板に結合される一方のカバー側が深く、他方のカ
    バー側が浅いテーパ面をもった構成とした請求項1に記
    載の光フィルタモジュール。
  6. 【請求項6】 平面基板に形成された光通路と交差する
    ようにフィルタ挿入溝を形成し、このフィルタ挿入溝の
    一方の壁面に端面が一致するように一方のカバーを平面
    基板に固着した後このフィルタ挿入溝に多層膜フィルタ
    を挿入し、上記平面基板上に配置した他方のカバーを移
    動させてフィルタ挿入溝から突出する多層膜フィルタの
    上部を上記一方のカバーの端面に押し付けた後この他方
    のカバーを平面基板に固着する光フィルタモジュールの
    製造方法。
  7. 【請求項7】 平面基板の上面にV溝を形成し、このV
    溝に光ファイバを配置した後一方のカバーを平面基板に
    固着し、この一方のカバーの端面に沿って平面基板にフ
    ィルタ挿入溝を形成し、このフィルタ挿入溝に多層膜フ
    ィルタを挿入した後上記平面基板上に配置した他方のカ
    バーを移動させてフィルタ挿入溝より突出する多層膜フ
    ィルタの上部を一方のカバーの端面に押し付け、この状
    態で他方のカバーを平面基板に固着する光フィルタモジ
    ュールの製造方法。
  8. 【請求項8】 光ファイバがコア径拡大ファイバである
    請求項6または7に記載の光フィルタモジュールの製造
    方法。
  9. 【請求項9】 フィルタ挿入溝として一方のカバー側が
    深く他方のカバー側が浅くなるように形成する請求項6
    または7に記載の光フィルタモジュールの製造方法。
  10. 【請求項10】 平面基板に対して両カバーを光硬化性
    接着剤または熱硬化性接着剤を用いて固着する請求項6
    または7に記載の光フィルタモジュールの製造方法。
  11. 【請求項11】 フィルタ挿入溝を形成するとき光ファ
    イバも同時に切断する請求項6に記載の光フィルタモジ
    ュールの製造方法。
  12. 【請求項12】 光ファイバの切断位置がコア径拡大部
    である請求項8に記載の光フィルタモジュールの製造方
    法。
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