CN1100813A - 光纤与光波导的耦合结构 - Google Patents

Abstract

本发明所揭示的光纤与光波导的耦合结构包括： 一组光纤，一个具有将光纤夹持其间的第一和第二构 件的光纤配列接头，一个具有一片在表面上形成一组 光波导的波导基片的波导装置，以及一层夹在光纤配 列接头和波导装置粘合端面之间的光致固粘合剂。 第一构件用不透光的材料制造，而在光纤配列接头端 面与波导装置端面相对的至少部分区域，光纤配列接 头和波导装置至少有一个在其端面附近部分是用可 透过使粘合剂固化的光的透光材料制造的。

Description

本发明提供一种光纤与光波导的耦合结构，这种耦合结构在光纤通信系统中用作具有光波导电路中的光波导模件。

在光纤通信领域，为了用光波导处理光纤输出的信号，有时就需要将光纤与光波导进行光耦合的耦合结构。

例如，在传统的通过焊接使光纤与光波导耦合的耦合结构中，列有从一条光纤带伸出的多根光纤的光纤配列接头在一个表面上形成一层包含多根光波导的光波导层的波导基片分别安装在各自独立的金属件内。分别安装在金属件内的光纤配列接头的端面和波导基片的端面紧贴，使各光纤与光波导相互对准后，用例如YAG激光将两个金属件焊在一起。

然而，在上述这种耦合结构中，由于在焊接期间金属件发生形变，这使得光波导和光纤对准不良，从而致这种耦合结构的光传输损耗增大。由于金属件用作光纤配列接头和光波导层的金属外壳，因此生产成本相当高。所以就需要推出一种没有以上缺点的光纤与光波导的耦合结构。

在传统的通过使用光致固粘合剂使光纤与光波导耦合的耦合结构中，从一条光纤带伸出的多根光纤例如固定在一个玻璃的光纤配列接头的一些V形槽内。在一个表面上形成一层包含多根光波导的光波导层的波导基片安装在一个玻璃件内。在将光纤和光波导相互对准后，在需要连接的光纤配列接头的端面和玻璃件的端面之间注入光致固粘合剂。用光从外周部进行照射，使光致固粘合剂固化。为了使光致固粘合剂充分固化，如上所述，光纤配列接头是用能以高透光率透过具有能使粘合剂（例如紫外线致固树脂）固化的波长的光的玻璃材料（如石英玻璃）制造的。

在以上这种耦合结构中，光纤配列接头接到波导基片的一端或两端，也就是输入部或输出部或者输入部和输出部。

有关用光致固粘合剂粘合光纤配列接头和波导基片的光纤与光波导的耦合结构的原有技术例如在“IEEE  Photonics  Technology  Lollers，Vol.4，No.8，PP.906-908，Aug.1992”中有详细的说明。有关用机械方法固定光纤配列接头和波导基片的光纤与光波导耦合结构的原有技术例如在“Ceramics29，No.4，PP.19-321，1994”中有详细的说明。

有关将光纤直接嵌入经加工的波导基片的光纤与光波导的耦合结构的原有技术例如在日本专利公报No.63-279206（1987年3月12日申请的法国专利No.8，703，385）、日本专利公报No.1-186905（1987年11月26日申请的法国专利No.8，716，398）以及国际专利公报No.4-507153（1990年3月1日申请的法国专利No.9，002，575）中有详细的说明。

有关通过加热焊接分别装有波导基片和光纤配列接头的两个石英玻璃外壳的光纤与光波导的耦合结构的原有技术例如在日本专利公报No.2-253206中有详细的说明。有关将光纤直接粘到波导基睛的光纤与光波导的耦合结构的原有技术在例如日本专利公报No.5-173039（1993年2月9日申请的美国专利5，185，835）中有详细的说明。

然而在用光致固粘合剂连接的传统结构中构成光纤配列接头的光纤配列基片必需用能以高透光率透过具有能使粘合剂固化的波长的光的透光材料，如石英玻璃，制造。具体地说，硅基片由于加工方便通常用来作为光纤配列基片。然而，具有能使粘合固化的波长的光不能以高透光率透射到光纤配列基片的端面和波导基片的端面之间，从而在需要保证具有很高的粘合强度的端面之间的大部分区域，粘合剂仍是处于液体状态。因此，在传统的结构中，例如用石英玻璃板作为光纤配列基片。但是，这会产生另一个问题，加工困难。具体地说，为了改善对准精度，必需对配列基片进行精确研磨，形成高精度配列各光纤的配列槽。这种高精度研磨对于现有的透光材料，如石英玻璃，却很困难。因此，当用例如石英玻璃板作为配列基片时，加工配列槽的操作就非常麻烦。这样，这种耦合结构的制造周期就比较长，以高的位置精度排列光纤十分困难。

再具体一些说，当光纤配列接头和光波导装置用光致固粘合剂连接时，如果配列基片的材料是根据在配列基片上加工光纤配列槽方便来选择的，那么光透射不足，从而粘合剂，特别是夹在光纤配列接头端面与光波导装置端面这间的粘合剂得不到充分固化。即使在粘合剂固化前光纤配列接头和光波导装置是对准的，随着时间的推移和温度的变化，对准误差增大，使得光传输损耗增大，环境耐受性降低。相反，如果配列基片的材料是根据透光性来选择的，由于光纤配列槽形成困难，光纤配列的位置精度降低，从而将所有的各光纤与光波导对准非常困难，降低了这种波导装置的基本性能。因此，在这种使用光致固粘合剂的传统光耦合结构中，就要对光纤和光波导的对准精度和所制造的光耦合结构的长期可靠性有所折衷。

如果用热致固粘合剂代替光致固粘合剂，就可以用硅基片作为光纤配列基片。但是，由于这种粘合剂通常需要至少30分钟才能得到热固化，因此生产率低。此外，由于光纤和光波导的对准部分受热后会发生形变，因此在使粘合剂固化的过程中原来已对准的各芯就有了错位。

本发明就是考虑到上述问题而作出的，其目的是推出一种光纤与光波导的耦合结构，这种耦合结构能用惯常的短时间加工工艺制造，能高精度地将多根光纤与多根光波导相互对准，在长时间内具有很小的光传输损耗，并且对环境（例如温度变化）的耐受性也相当好。

为了达到以上目的，本发明所推出的这种光纤与光波导的耦合结构包括：

一组光纤;

一个具有一个第一构件和一个第二构件的光纤配列接头，所述光纤组被所述第一、第二构件夹持在中间，固定在所述光纤配列接头内;

一个具有一片波导基片和一组在所述波导基片的一个表面上形成的光波导的波导装置，通过将所述波导装置的一个端面与所述光纤配列接头的一个端面相互紧贴，使所述光波导组各端与所述光纤配列接头各端分别对准;以及

一种夹在所述两个端面之间得到固化的粘合剂，其中，所述粘合剂是一种光致固粘合剂，所述第一构件是用一种阻止具有能使所述粘合剂固化的波长的光通过的材料制造的，而在所述光纤配列接头端面与所述波导装置端面相对的至少部分区域，所述光纤配列接头和所述波导装置至少有一个在所述端面附近是用一种能透过具有能使所述粘合剂固化的波长的光的透光材料制造的。

透光材料最好是热膨胀系数小于6×10^-5，最好小于1×10^-5的材料。在这种情况下，透光材料最好是以SiO₂为主要成分的玻璃，特别是热膨胀系数与硅相差不到±20%的玻璃。透光材料也可以是光吸收界限为波长不大于450毫微米的树脂。

粘合剂可以是除了含有光致固引发剂外还含有热致固引发剂的光热致固粘合剂。在这种情况下，涂上的粘合剂夹在光纤配列接头端面与波导装置端面之间，通过光照射进行光致固化后再用加热使之热致固化。

波导基片的端面可以隔着粘合剂与光纤配列接头的端面相对，至少波导基片的至少在其端面附近的部分可以是用能透过具有能使粘合剂固化的波长的光的透光材料制造的。

波导装置可以具有上述波导基片和一个覆盖波导基片的形成光波导的表面的波导覆盖件。这个波导覆盖件的端面可隔着粘合剂与光纤配列接头的端面相对，并且至少波导覆盖件的至少在其端面附近的部分是用能透过具有能使粘合剂固化的波长的光的透光材料制造的。在这种情况下，用透光材料构成波导覆盖件的与光纤配列接头端面相对的部分端面，其截面积不小于1.0毫米²或更多。

第一构件可以是一片光纤配列基片，在其一面表面上为光纤开了一组配列槽。在这种情况下，最好这个光纤配列基片是用热膨胀系统小于6×10^-5[/K]，最好小于1×10^-5[/K]的材料制造的，如最好用硅制造。并且这些配列槽是用机械加工或各向异性蚀刻形成的。光纤配列基片也可以用陶瓷制造，而在烧结过程中形成配列槽。

或者，光纤配列基片用塑料，特别是用含填充剂的酚醛树脂制造，而在塑料模铸期间形成配列槽。

第二构件可以是一个与光纤配列基片粘合的光纤定位件，用来将光纤固定在配列槽内。光纤定位件的端面可隔着粘合剂与波导装置的端面相对，并且至少光纤定位件的至少在其端面附近的部分是用能透过具有能使粘合剂固化的波长的光的透光材料制造的。

第一和第二构件可以通过对塑料进行模铸整体成形。

波导装置的一个端面可以与一个第一光纤配列接头的端面相对，作为光输入部，而波导装置的另一个端面可以与一个第二光纤配列接头的端面相对，作为光输出部。

在本发明的光纤与光波导的耦合结构中，光纤配列接头由将光纤固定在其中的第一构件和第二构件构成。第一构件用不能透过具有能使粘合剂固化的波长的光的材料制造。因此，第一构件不是用象石英玻璃那样的透光材料而是用象硅那样的材料制造的，加工非常容易。这样，在第一构件上就能按短时间、简单的加工工艺加工出位置精度高的光纤配列槽。由于多根光纤与多根光波导能相互精确对准，因此这种耦合结构在连接端面处的传输损耗很小。

在端面相互相对的部分区域，至少光纤配列接头和波导装置有一个在其端面附近是用能透过具有能使粘合剂固化的波长的光的透光材料制造的。当用光透过透光材料制造的透光部分进行照射时，夹在光纤和光波导端面之间的光致固粘合剂薄膜，特别是在连接端面附近的，很容易广泛地得到可靠的固化。如果各光纤和光波导在粘合剂固化前相互对准，那么这种对准状态就能很稳定地保持住。

由于既保证了固定光纤的配列槽的加工精度，又能使粘合剂可靠地得到固化，因此就能实现长期光传输损耗小、对环境耐受性好的耦合结构。

在波导装置的光波导与光纤配列接头的光纤相互对准后，将光张配列接头的端面用光热致固粘合剂通过聚合反应粘到波导装置的端面上。这种方式的聚合粘合结束后，用光以一定强度从涂有粘合剂的粘合表面外周部照射一段时间，使粘合剂光致固化。然后，将光波导模件加热到一定温度，保持一段时间，使粘合剂热致固化，这样粘合剂最终几乎全部得到固化，被固定住，从而能将光波导与光纤相互牢固地安装、固定在一起。

当波导装置具有一个覆盖波导基片上的一个光波导形成表面的波导覆盖件时，如果这个用透光材料制造的波导覆盖件是处在光纤配列接头与波导装置的部分连接区，其截面积不小于1.0毫米²，则这个波导覆盖件固定了粘合表面的在光致固化期间未被完全固化的部分。因此，抑制了在热固化反应期间可能出现的损耗起伏。

本发明从以下结合附图所作的详细说明中可以得到更充分的理解，然而这些都只是示例性的，并不是对本发明的限制。

从以下的详细说明中可以看出本发明的其他适用范围。然而，这些详细说明和具体实例虽然表明了本发明的一些优选实施例，然而也只是示例性的，因为对于熟悉本技术的人来说从这些详细说明中可以看出在本发明的实质和范围内是可以作出各种改动的。

在本说明的附图中：

图1为示出作为本发明的一个实施例的光纤与光波导的耦合结构的整体配置情况的透视图;

图2为图1所示光纤与光波导的耦合结构主要部分的分解透视图;

图3为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构在光纤与光波导的耦合端面附近的结构的纵向剖视图;

图4为示出图3所示耦合端面的结构的横截剖视图;

图5和6为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构的一种改型结构的纵向剖视图，在这种改型中，配列基片的端面与波导基片的端合相互粘合;

图7至9为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构的另一种改型结构的纵向剖视图，在这种改型中，定位件的端面与波导基片的端面相互粘合;

图10至16为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构的又一种改型结构的纵向剖视图，在这种改型中，配列基片的端面与波导基片的端面以及定位件的端面与覆盖件的端面分别相互粘合;

图17至23为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构的又一种改型结构的纵向剖视图，在这种改型中，配列基片的端面与覆盖件的端面以及定位件的端面与波导件的端面分别相互粘合;

图24为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构的又一种改型结构在连接端面附近的纵向剖视图，在这种改型中配列基片的端面和波导基片的端面相互粘合;

图25为示出当图24的定位件是扁平形时的连接端面结构的横截剖视图;

图26是为示出当图24的定位件的截面是U形时的连接端面结构的横截剖视图;

图27为示出图26的主要部分配置的分解透视图;

图28至30为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构的又一种改型结构的横截剖视图，在这种改型中，定位件和配列基片具有各种形状;

图31为示出各种透光材料的透光率与入射光波长之间关系的曲线图;

图32为示出用模铸在光纤配列接头的光纤周围形成一层树脂的加工工序情况的剖视图;

图33为示出在单模光纤与光波导的耦合结构中的对准误差与光传输损耗之间的关系的曲线图;

图34为示出本发明实例1这个光纤与光波导的耦合结构的连接端面结构的横截剖视图;

图35为示出对光纤与光波导的耦合结构进行循环加热试验的测量系统的配置情况的原理图;

图36为示出从实例1的光纤与光波导的耦合结构的八根光波导中任意选出的两根配上光纤的光波导的光传输损耗随时间起伏的曲线;

图37为示出从对比例1的光纤与光波导的耦合结构的八根光波导中任意选出的两根配上光纤的光波导的光传输损耗随时间起伏的曲线;

图38为示出作为本发明实例3的光纤与光波导的耦合结构的整体配置情况的平面图;

图39为图38所示耦合结构的侧视图;

图40为图38所示耦合结构的底视图;

图41为示出图38至40中所示波导基片结构的横截剖视图;

图42至44为示出在图38至40中所示光波导层的结构的平面图;

图45为示出在光纤与光波导的耦合结构中对准误差与光传输损耗之间的关系的理论曲线图;

图46为示出在对实例3的光纤与光波导的耦合结构进行循环加热试验的预定强度变化的曲线图;

图47为示出作为本发明实例4的光纤与光波导的耦合结构的整体配置情况的透视图;以及

图48为列出在图47所示光纤与光波导的耦合结构中在粘合剂光致固化后和在粘合剂热致固化后所得到的光传输损耗起伏情况的表。

图49为显示在光波导模件中使用的各种材料的热膨胀特性和光吸收特性的表。

下面将结合图1至48详细说明本发明的优选实施例的结构和功能。在这些说明中相同的组成部分用相同的标记数字标记，而相同的说明也不重复给出。图中所示的大小比例不一定与说明所给出的完全一致。

图1示出了作为本发明一个实施例的光纤与光波导的耦合结构的整体配置的透视图。图2这个分解透视图示出了图1所示的光纤与光波导的耦合结构的主要部分的情况。由图1可见，在这种光纤与光波导的耦合结构中，光纤配列接头1和波导装置3用一种紫外线致固树脂粘合剂4粘合在一起，两个端面相互紧贴。

如图2所示，每个光纤配列接头1都有一块用石英玻璃制成的定位板11和一片用硅制成的配列基片12。定位板11上有一个凹部，因此其截面呈U形，而配列基片12做成可以嵌入到这个凹部那样的大小。在配列基片12的下表面上开有间隔相同的五条平行的V形配列槽13₁至13₅。从光纤带2伸出的五根光纤21₁至21₅用树脂完全覆盖，埋入这五条配列槽13₁至13₅内。当配列基片12嵌入定位板11的凹部得到固定时，五条光纤21₁至21₅排成一列，分别持在配列槽13₁至13₅内。

波导装置13有一片硅的波导基片31和一个盖在波导基片31上的透光的波导覆盖件32。在波导基片31的上表面，也就是在波导基片31的与波导覆盖件32（这个波导覆盖件32并不是本发明必不可少的构件，这在以下将会论及）接触的那个表面形成一层薄薄的光波导层33，与波导基片31集成整体。在这层光波导层33中形成了五条光波导34₁至34₅，用作为各波导芯。

光波导层33通常是这样形成的：用火焰沉积法在一块硅基片（波导基本31）上形成一层SiO₂玻璃层（包覆层）后，在这层SiO₂玻璃层上沉积一层含有掺杂物的高折光率的SiO₂层，再对这层SiO₂层进行蚀刻，形成各波导芯（即光波导34₁至34₅），最后再沉积一层SiO₂层，用作上包覆层。因此，能够将光波导34₁至34₅的排列间距十分精确地做成与光纤配列接头1上的光纤21₁至21₅的排列间距一致。

在这种光纤与光波导的耦合结构中，光纤配列接头1的端面和光波导装置3的端面相互紧贴，用树脂粘合剂4固定在一起，使得硅的配列基片12的端面正对光波导覆盖件32的端面，而硅的波导基片31的端面正对石英玻璃的定位板11的端面。树脂粘合剂4不仅在光纤配列接头1和波导装置3的端面的外周缘部分堆积鼓起，而且在这两个端面之间也有薄薄的一层。

这个实施例的第一个特点是配列基片12是通过对一片硅晶片进行加工而制成的。由于对硅进行高精度研磨比较容易，因此可以用金刚石之类的刀具以非常高的位置精度开出配列槽13₁至13₅。配列槽13₁至13₅还可以用半导体加工的异向性蚀刻技术以很高的位置精度加工成正确的V形槽。

这个实施例的第二个特点是无论是安装在配列槽13₁至13₅上的定位板11还是配置在波导基片31上部的波导覆盖件32都是用透光材料（如石英玻璃或透紫外线的树脂）制成的，而用硅制成的分别不透紫外线和可见光的配列基片12和波导基片31对着分别不透紫外线和可见光的定位板11和波导覆盖件32。因此，当树脂粘合剂4夹在光纤配列接头1和波导装置3的端面之间而有光通过透光（透过具有能使树脂粘合剂4固化的波长的光）的定位板11和波导覆盖件32进行照射时，不仅是暴露的树脂粘合剂4连夹在端面之间的树脂粘合剂4的薄膜也得到了固化，从而牢牢地将光纤配列接头1和波导装置3粘合在一起。

因此，按照之种具有上述两个特点的实施例，可以获得下列明显的效果。

首先，由于配列基片12是用硅制成的，因此配列槽13₁至13₅能够以很高的位置精度开成非常精确的形状，使得只要将定位板11固定上去就能很精确地配列光纤21₁至21₅与光波导34₁至34₅对准这一工序很容易达到相当高的精度。

其次，由于树脂粘合剂4即使是夹在两个端面之间的也好都能得到良好的固化，因此能相当稳定地保持对准了的状态。也就是说，即使在使用期间有因机械冲击和温度变化而产生的应力作用也不会导致对准不良，因此能长期间保持光传输特性不变。

图3为示出图1所示光纤与光波导的耦合结构在光纤与光波导的耦合端面附近情况的纵向剖视图。图4为示出图3所示耦合端面结构的横截剖视图。由图3可见，如果构成相对端面的几个构件中有一个透光，那么在这部分的树脂粘合剂4就能得到固化。因此，固化的粘合剂的覆盖区域较大，如图4中打阴影线部分所示。

除了这个实施例外，还有各种改型，下面将结合图5至23这些纵向剖视图加以说明。

图5和6为配列基片端面与波导基片端面相互粘合的改型结构的纵向剖视图。图7至9为定位件端面与波导基片端面相互粘合的改型结构的纵向剖视图。图10至16为配列基片端面与波导基片端面以及定位件端面与覆盖件端面分别相互粘合的改型结构的纵向剖视图。图17至23为配列基片端面与覆盖件端面以及定位件端面与波导基片端面分别粘合的改型结构的纵向剖视图。

下面将对这些附图进行说明。在各图的左下部打交叉阴影线的部分表示的是一片用硅制成的光纤配列基片，光纤就埋在开在这片光纤配列基片上表面的配列槽内。压在光纤配列基片上的是一个光纤定位件，各光纤与波导基片上的相应光波导分别对准。

无阴影线的部分表示的是透光材料（可透过能使光致圆粘合剂固化的光的材料，如石英玻璃），而打阴影线的部分表示的是不透光材料（如硅）。固化后的粘合剂和未被固化的粘合剂分别表示成涂黑部分和打阴影线部分。

如果波导基片具有透光性能，则粘合剂至少在波导基片端面处的得到了固化，从而可以使连接十分牢固（见图5、6、7、8、10、12、14、16、17、19、21和23）。对于波导覆盖件具有透光性能的情况，可以得到相同的效果（见图10、11、14、15、17、18、21和22）。与此相反，如果只是定位件是透明的，则只有在定位件的端面正对波导基片或波导覆盖件的端面时才能得到良好的连接（例如见图9、13和20）。

如果只是波导覆盖件具有透光性能，则从光纤配列接头与光波导装置的连接强度来考虑，最好波导覆盖件的正对光纤配列接头的端面的面积为波导基片的正对光纤配列接头的端面的面积的三分之一或更大一些（见图15、22）。

本发明的耦合结构是一种在光纤配列接头和波导装置的相对端面之间至少部分夹有的粘合剂薄膜可以得到固化的结构。当改变端面形状时，这部分的粘合剂也不同。具体地说，即使在不加透光的波导覆盖件，而光纤配列基片和波导基片都用硅制成、相互相对的情况下（图3或4未示出这种结构），根据透光的光纤定位板（定位件）的端面形状，这种结构也属于本发明所提出的结构范围，如图24至27所示。

图24为示出一种改型的在连接端面附近的结构的纵向剖视图，在这种改型结构中配列基片的端面和波导基片的端面相互粘合。图25为示出图24的定位件是平板形的连接端面结构的横截剖视图。图26为示出图24的定位件具有U形截面的连接端面结构的横截剖视图。图27为示出图26主要部分配置情况的分解透视图。

如图25所示，当玻璃材料的定位件具有平板形状时，它的与硅波导基片相对的端面几乎不能保持，而夹入的粘合剂也只是有稍许固化。然而，如图26和27所示，当玻璃材料的定位件具有U形截面时，夹在硅的波导基片和定位件凸出部的端面之间较大区域内的粘合剂就得到了固化。

因此，就光纤配列接头和波导装置的端面形状而言，可以有许多不同的改型。本发明的耦合结构就是通过组合这些改型来实现的。

图28至30为示出一种改型的连接端面结构的横截剖视图，在这种改型中定位件和配列基片具有各种形状。这样，光张配列接头的端面可以有各种形状。对于波导装置也是这样。

适用于本发明粘合剂可以是一种光致固粘合剂，而并不局限于以上所提到的紫外线致固树脂。例如，受到可见光照射而固化的可见光致固树脂也能适用。此外，也可采用加有热致固催化剂的光热致固粘合剂。作为光致固粘合剂，英国ICI公司生产的Luxtrak系列很为适用，特别值得推荐的是商标为“LCR509A”的那一种粘合剂。

适用于本发明的透光材料并不局限于主要成分为SiO₂的石英玻璃，只要这种材料能够透过具有能使上述光致固粘合剂固化的波长的光就可使用。例如，可以采用具有光吸收界限为波长不大于450毫微米的树脂，如聚碳酸酯（PC）或聚甲基丙烯酸酯（PMMA）。特别可推荐的透光材料是热膨胀系数小于6×10^-5，最好小于1×10^-5的材料。这种透光材料最好也是热膨胀系数与硅的相差不到20%的玻璃。

在本发明的耦合结构中，以薄膜形式夹在端面之间的光致固粘合剂在光透过透光材料的照射下得到固化。因此，所使用的透光材料必需根据所使用的粘合剂类型加以选择。

图31示出了照射光波长与各种透光材料的透光率之间的关系。由图可见，聚碳酸酯和聚甲丙基烯酸酯适合固化可见光致固树脂，而石英玻璃无论是对于固化紫外线致固树脂还是对于固化可见光致固树脂都很适合。

本发明中可以采用的光纤配列基片并不局限于以上所说明的用硅制成的那一种，只要能在其表面容易加工出上述配列槽，其它材料也可用来制造光纤配列基片。例如，可以用一种能在烧结期间在表面形成配列槽的陶瓷材料。也可以用一种能在模铸期间和表面形成配列槽的塑料。特别是象含填充料的酚醛树脂、加工成模压互连件（MID）的液晶聚合物之类的塑料很是合适。最好，光纤配列件用热膨胀系数小于6×10^-5，最好小于1×10^-5的材料制造。

本发明中能采用的光纤配列接头并不局限于上述那样通过将光纤夹在分别形成的定位件和配列基片之间而构成的那种，也可以采用通过将树脂之类的围着光纤加以模铸成形而构成的光纤配列接头。

图32示出了通过模铸围着光纤配列接头的光纤形成一层树脂之类的工序。将从光纤带2伸出一组光纤的相同间隔相互平行排列。金属模框61和62相互紧贴固定，使得这些光纤插入金属模框61和62围成的内部空间。将树脂60注入模框61和62所围区域，待冷却后再从光纤上到下模框61和62，对树脂60的一个突出光纤的端面加以机械抛光。这样就制成了一个用模铸整体成形的光纤配列接头。

通过以上配置，可以使本发明所提出的耦合结构具有非常高的对准精度。对准不良是造成光传输损耗的主要因素之一。具体地说，为了低损耗地将一根单模光纤与一根光波导进行耦合，对准最好精确到小于0.5微米。这个值是还考虑到除对准不良以外的通常会层致损耗的一些因素（如连接端面的对准不良，端面之间的距离等）而确定的。

图33示出了在一个单模光纤与光波导的耦合结构中安装对准不良与光传输损耗之间的关系。由图可见，安装对准越差，损耗越大。

图49显示了光波导模件中使用的各种材料的热膨胀特性和光吸收特性表。根据此表，陶瓷材料的Y-ZrO₂，Si及含有塑料材料填充剂的酚醛树脂因具有相对较低的热膨胀系数而适于作为光纤配列基片。含有SiO₂作为主要成分的玻璃的SiO₂，SD1，SD2（HOYA公司生产），由玻璃纤维增强的PMMA和OC因具有相对较代的热膨胀系数和位于波长为450nm或少于450nm的光吸收界限而适于作为透光材料。

为了证明本发明的耦合结构的实用性和现实性，本发明者制作了如下一些耦合结构的样品，这些样品将作为实例和对比例加以说明。

实例1

图34为示出作为本发明实例1的光纤与光波导的耦合结构的连接端面结构的横截剖视图。虽然可以结合图1至4来理解实例1的这种光纤与光波导的耦合结构，但实例1这个耦合结构的配置情况还是与图1至4所示的稍有不同。光纤定位板11的端面形状和光纤配列基片12的端面形状与图30所示的相同。如图34所示，这个实例的耦合结构没有波导覆盖件，而用石英玻璃制成的光纤定位板11的端面和用硅制成的波导基片31的端面相互相对。粘合剂用的是一种环氧基紫外线致固树脂4，而光纤配列基片12是用硅制成的。

光纤配列接头1由一块用硅制成的光纤配列基片12和一个用石英玻璃制成的光纤定位件11构成。光纤配列基片12上形成一个使截面大致呈U形的凹入部，如图34所示，而在这个凹入部的下表面上开了截面呈V形的相互平行的槽13₁至13₈。V形槽13₁至13₈用金刚石刀具研磨连续一次成形，深度为150微米，相互间距为250微米。八根光纤21₁至21₈（按CCITT标准，外径为125微米，芯径为50微米）分别埋入V形槽13₁至13₈。用压力将光纤定位件11嵌入光纤配列基片12的凹入部，固定光纤21₁至21₈。在这个实例中，光纤定位件11是用环氧基紫外线致固树脂4粘到配列基片12上的。具体地说，将树脂4涂在定位件11的粘合表面上，与光纤配列基片12粘合后，用高压水银灯发出的波长为365毫微米的紫外光通过石英玻璃的定位件11对粘合剂进行照射，使之固化，从而就完成了定位件11与配列基片12的粘合。光纤21₁至21₈在以这种方式得到的光纤配列接头1中排成一列。光纤配列接头1的端面用光学抛光成形，这样就不会发生连接端面对准不良的情况，不会增加损耗。

波导装置3是通过在硅的波导基片31上形成一个8光波导层33得到的。如上所述，本例不加波导覆盖件。光波导层33有一层用SiO₂-B₂O₃-P₂O₅玻璃制成的包覆层35和八根间距为250±0.5微米用SiO₂-GeO₂-P₂O₅-B₂O₃玻璃制成截面为8×8微米、长为4厘米正方棱柱的光波导34₁至34₈。这些光波导用作为波导芯。在这个实例中，波导芯和包覆层的折光率相差0.3%。

将光纤配列接头1的端面和波导装置3的端面相互紧贴，同时将光纤21₁至1₈与光波导34₁至34₈分别相互对准。将环氧基紫外线致固树脂4注入到光纤配列接头1的端面和波导装置3的端面之间，进行固化，使得光纤配列接头1和波导装置3固定在一起，从而形成了本实例的光纤与光波导的耦合结构。为了促进夹在端面之间的薄膜状粘合剂的固化，使用石英玻璃制成的光纤定位件11的端面对着硅的波导基片31的端面。用由高压水银灯发出的波长为365毫微米的紫外光对四周的紫外线致固树脂部分进行照射，使紫外线致固树脂得到固化。作为紫外光源用的是Toshiba Raytech生产的高压水银灯Toscure201。

这个实例的光纤与光波导的耦合结构含有八根配上光纤的光波导，将光纤21₁至21₈与11根光波导34₁至34₈连接起来。已经对这些配上光纤的光波导的光传输损耗进行了测量，测得的平均损耗为0.18dB。当耦合结构的环境温度在-10至70℃范围内反复循环时（1个循环为6小时），在整个时间内损耗非常稳定，起伏相当小，起伏值在±0.1dB以内。这是两个相当不错的结果。传输损耗小说明这个实例的耦合结构的多根光纤和光波导连接的对准精度很高，而损耗起伏小说明这个实例的耦合结构的对环境的耐受性能好。

图35示出了对光纤与光波导的耦合结构进行循环加热试验的测试系统的原理图。按实例1制成的光波导模件71安置在恒温槽70内，而用作光波导模件71的输入、输出部分的光纤带2通到恒温槽70的外部。一条光纤带2通过熔合接到与发光二极管（LED）72的发光部分连接的光纤73上。另一条光纤带2通过熔合接到与光功率计75的光接收部分连接的光纤74上。光功率计75的输出端与微计算机（PC）76的输入部分相互电连接。采用这种配置，作为测量对象的光波导模件71保持在由恒温水槽70所决定的一个预定温度上。从发光二极管72发出的具有预定波长的光通过光纤73发送到光波导模件71，再通过光纤74传送到光功率计75，加以检测。光功率计75输出的检测信号传送给PC76，经受预定的算法处理后在PC76的标准监视器上显示出来。

图36示出了两根配上光纤的光波导的光传输损耗在测试时间内的起伏情况，这两根光波导是从实例1的光纤与光波导的耦合结构的八根光波导中任意选出的。

实例2

在这个实例的光纤与光波导的耦合结构中，用来制成光纤定位件11的透光材料的类型与实例1的不同。在这个实例中，用一种树脂聚碳酸酯作为透光材料。在粘合光纤配列接头1和波导装置3时，用环氧基可见光致固树脂作为粘合剂，使可见光通过光纤定位件11投射到这种粘合剂上，使之固化。环氧基可见光致固树脂还用作将光纤定位件11粘到光纤配列基片12上的粘合剂。除了这些不同以外，这个实例的光纤与光波导的耦合结构的配置与实例1的相同。

通过对实例2这个耦合结构中的八根配上光纤的光波导的损耗测试，测得平均损耗为0.2dB。当环境温度象实例1那样循环改变时，测得的结构果几乎与实例1的相同。具体地说，在整个测试时间内损耗相当稳定，起伏很小，起伏值在±0.1dB的范围内。这两个结果都理相当令人满意的。

下面将对对比例加以说明。下面要说明的对比例的这些耦合结构无论配置情况还是定位件11、配列基片12和波导基片31的形状都与实例1的相同，定位件11也是与波导基片31相对。但是，对比例1和2分别在定位件11和配列基片12的材料上与实例1有所不同。象实例1一样，也用环氧基紫外线臻固树脂作为粘合剂。

对比例1

在对比例1这个光纤与光波导的耦合结构中，与实例1和2不同的是光纤定位件11是用硅制造的。除此以外，对比例1的耦合结构与实例1的完全相同。因此，在这个对比例的耦合结构中没有使用象石英玻璃那样高透射率的透紫外线的材料。

通过对这个对比例的耦合结构中八根配上光纤的光波导的损耗测试，测得平均损耗为0.25dB。当环境温度用图35所示测试系统象实例1那样循环改变时，损耗随时间起伏变化较大。

图37示出了两根配上光纤的光波导的损耗在整个测试时间内起伏的情况，这两根光波导是从对比例1这个光纤与光波导的连接结构的八根光波导中任意选出的。由图可见，每个循环后损耗都要增大，损耗增大量超过0.7dB。

对比例2

在对比例2这个光纤与光波导的耦合结构中，与实例1和2不同的是光纤配列基片11是用石英玻璃制造的。除此以外，对比例2这个耦合结构与实例1的完全相同。

通过对这个耦合结构的八根配上光纤的光波导的损耗测试，测得最大值为1.25dB，最小值为0.15dB，而平均值为0.52dB。

如上所述，在对比例1这个耦合结构中，由于没有使用象石英玻璃那样的透光材料，紫外光不能充分地投射到紫外丝致固树脂上，因此树脂得不到充分固化，以致光传输损耗大，对环境的耐受性也差。

相反，在实例1和2这两个耦合结构中，由于用石英玻璃制造的定位件11的端面与用硅制造的波导基片31的端面相对，因此夹在光纤21₁至21₈的连接端面和光波导34₁至34₈的连接端面附近的薄膜状光固化粘合剂能够很容易得到可靠的固化。结果，就象这两个实例所证明的那样，可以得到光传输损耗小、对环境的耐受性好的耦合结构。

在对比例2这个耦合结构中，由于光纤配列基片用的是透光材料石英玻璃，因此粘合剂是充分得到了固化。但通过对开在配列基片上的V形槽的加工精度的检验发现第一个开的V形槽的深度为150微米，而最后开的V形槽的深度则小到只有140微米。这是由于石英玻璃加工困难，使刀具磨损而造成的。V形槽加工精度差，对准精度也就降低，从而使损耗增大到1.5dB。

为了改善这种情况，必需提高V形槽的加工精度。然而，用了透光材料，如石英玻璃玻璃要以高位置精度排列光纤就很困难，而且加工也十分麻烦，因此生产这种耦合结构所需的时间比较长。

相反，在实例1和2这两个耦合结构中，由于配列基片12用的是加工容易的硅，因此可以在很短的时间内用简单的工艺加工出位置精度高的V形槽。此外，由于多根光纤与多根光波导对准精度高，因此可以得到连接端面光传输损耗小的耦合结构。

通过与对比例的比较可见，在本发明的实例1和2这两个光纤21₁至21₈与光波导34₁至34₈的耦合结构中用的是用硅制造的光纤配列基片12和用透光材料制造的光纤定位件11。因此，虽然配列基片按照惯常的短时加工工艺制造，但光纤排列的位置精度仍有保证。这样，既能使多根光纤与多根光波导相互精确对准，又能使光致固粘合剂容易得到可靠的固化，从而能得到长期光传输损耗小、对环境的耐受性（如抗温度变化）好的光纤与光波导的连接结构。

实例3

图38为本发明的实例3这个光纤与光波导耦合结构整体配置的平面图。图39和40分别为图38的侧视图和底视图。在这个实例的光纤与光波导的耦合结构中，在将光纤配列接头1与波导装置3相互连接时，使用了光热致固粘合剂4。

光纤配列接头1由一片用硅制造的光纤配列基片12和一个用石英玻璃制造的光纤定位件11构成。一组具有V形截面的配列槽相互平行地开在截面大体呈U形的光纤配列基片12的凹入部的下表面上。一组从一条光纤带2伸出的光纤分别埋在光纤配列基片12的各配列槽内，被嵌入光纤配列基片12的凹入部的光纤定位件11压住。在光纤配列接头1的一端露出各光纤的端面。

光纤与列接头1的长（L₁）、宽（W₁）、高（H₁）分别为8毫米、5毫米和2毫米。光纤带的宽度（W₂）为2.3毫米左右。

图41为示出图38中所示的波导装置的结构的横截剖视图。这个波导装置3由一块用硅制造的波导基片31和一层通过按照火焰水解沉积（FHD）法依次叠积玻璃层在波导基片31的上表面形成的光波导层33。光波导层33有一层在波导基片31上形成的作为包覆层的过渡层35、一组在过渡层35上表面上形成的作为芯层的光波导34、以及一层覆盖压过渡层35和光波导34上的保护层36。按照反应离子蚀刻（RIE）法形成的光波导34可以是直线形或分支形地埋置芯，芯径为8微米，折光率差为0.3%。各光波导34的一个端面在波导装置3的一端露出，作为接受光照射的输入部，而各光波导34的阵个端面则在波导装置3的另一端露出，作为使光射出的输出部。

图42至44为示出图38中所示波导装置中光波导层配置情况的平面图。光波导34可以有各种结构类型，例如;如图42所示的8分支元型光波导，如图43所示的具有2×2分支元的4回路集成型光波导，以及如图44所示的2×8分支元型光波导。

就尺寸而言，波导装置3的长（L₃）、宽（W₃）、高（H₃）分别为40毫米、5毫米和1.1毫米左右。具体地说，波导基片31、过渡层35和保护层36的厚度H₃₁、H₃₅、H₃₆分别为1毫米、30微米和40微米左右。各光波导34的宽度和厚度都为8微米左右。特别，图43所示的具有构成2×2分支元的4回路集成型光波导的光波导层33的波导装置3的长度（L₃′）为25毫米左右。

光纤配列接头1的端面和波导装置3的端面用光热致固粘剂4通过聚合作用相互粘合，这在下面将要加以说明。采用聚合粘合，可以将光纤配列接头1和波导装置3安装成使光纤配列接头1的光纤的光轴与波导装置3的光波导的光轴相互重合。一个或两个光纤配列接头1和波导装置3构成一个光波导模件。

光热致固粘合剂4含有适合在很宽的温度范围内使用的粘合强度高的环氧基光致固粘合剂。在环氧基光致固粘合剂中事先加有热致固催化剂，其原因如下。如果使用的只是热致固粘合剂，那么在固化期间光纤配列接头1的光纤的光轴和波导装置3的光波导的光轴就对不准。热致固催化剂加到环氧基光致固粘合剂中就是为了防止这种对准不良情况的发生。具体地说，由于热致固树脂的固化时间较长，需要30分钟到12小时，因此，在固化期间光纤配列接头1的光纤的光轴与波导装置3的光波导的光轴就会错位，这是所不希望的。

图45示出了在光纤与光波导的耦合结构中对准误差与光传输损耗之间关系的理论曲线。由图可见，对准误差越大，光传输损耗也越大。

为了防止这种对准不良的发生，在粘合剂4中含有光致固引发剂和热致固引发剂。在外周部分的光热致固粘合剂4由于受到光照射在很短时间内（1至15分钟）就得到固化。此后，未受光照射的部分受热固化（30分钟到12小时）。因此，光热致固粘合剂4最终几乎全部都得到了固化，从而将光纤配列接头1（从光纤带2伸出的各光纤就排列和固定在这个接头上）与波导装置3相互连接，固定在一起。光热致固粘合剂4中的致固引发剂在受到光照射或加热时形成游离基，促进光热致固粘合剂4的主要成分的单聚物和（或）齐聚物发生聚合反应。因此，加在光热致固粘合剂4中的各种致固引发剂的量最好至少能保证即使是用一种引发剂也有90%产生固化反应。

必需避免过多地加入致固引发剂，因为，如果引发剂加得过多，那么留在光热致固粘合剂4内的引发剂会降低粘合强度。因此在粘合剂4内最好含有的光致固引发剂和热致固引发剂的重量百分比都大于等于0.5%而小于5.0%。如果每种引发剂的添加量小于0.5%，则固化反应不充分，在固化处理后仍有一部分未固化，因此降低了粘合强度。这样，环境变化（如温度、机械冲击等）很容易使损耗起伏。如果每种引发剂的添加量等于或大于5.0%，则会产生由于剩余的致固引发剂而象在添加量过少时所发生的那样使粘合强度降低的问题。

环氧基粘合剂的光致固引发剂和热致固引发剂例如在“实用塑料词典”（“Practical  Plastic  Dictionarg”Published  by  K.K.Sangyo  Chosa  Kai，1993）中的表106（218页）、表1-7（219页）和表2-4-5（577页）中有所说明。作为光热致固粘合剂，日本Three  Bond公司生产的Three  Bond  3000和3100系列颇为合适，特别可推荐的是象“3042”、“3102”、“3103”、“3112”和“3113”这些。

然后，为了将光纤配列接头1的光纤安装在波导装置3的光波导内，将光纤配列接头1的光纤与波导装置3的光波导对准。接着，将光热致固粘合剂4涂在与波导装置3的用作输入部的端面相对的一个光纤配列接头1的配列有输入光纤的端面上，以及涂在与波导装置3有用作输出部的端面相对的另一个光纤配列接头1的配列有输出光纤的端面上（见图39）。

在这样涂好粘合剂4后，用紫外光（高压水银灯所发生的波长为365毫微米的光）以10毫瓦/厘米³的强度从外向涂有光热致固粘合剂4的粘合面的外周部分（接近粘合部）照射200秒，使粘合剂4光致固化。此后，将这个光波导模件加热到80℃，保持10小时，使粘合剂4热致固化。这样就将光纤配列接头1的光纤与波导装置3的光波导安装固定在一起。热固化结束后的包括相应连接部分在内的输入、输出光纤的损耗为0.31dB，折射衰减量为-45dB。

图46示出了对实例3这个光纤与光波导的耦合结构进行循环加热测试时的预定温度变化情况。通过对这个光波导模件在-40℃至+75℃循环温度条件下的损耗起伏测试，测得最大损耗与最小损耗的差为0.08dB，这是一个十分令人满意的结果。

对比例3

为了从比较的观点来说明本发明的效果，下面将对一种与实例3不同的将光纤配到接头1的光纤与波导装置3的光波导安装在一起的方法。在这种方法中使用的是单纯的环氧基光致固粘合而不象实例3中的那样加有热致固催化剂。这个对比例的光波导模件的结构与实例3的相同。

在这个对比例中，在将光纤配列接头1的光纤与波导装置3的光波导对准后，将环氧基光致固粘合剂涂在与波导装置3的用作输入部的端面相对的一个光纤配列接头的配列有输入光纤的端面上，以及涂在与波导装置3的用作输出部的端面相对的另一个光纤配列接头1的配列有输出光纤的端面上。

在这样涂好粘合剂后，用紫外光（高压水银灯发出的波长为365毫微米的光）以10毫瓦/厘米³的强度从外向涂有环氧基光致固粘合剂的粘合表面的外周部分照射200秒，使粘合剂4光致固化。从而将光纤配到接头1的光纤与波导装置3的光波导安装固定在一起。

包括相应连接部分在内的输入、输出光纤的损耗为0.31dB，折射衰减量为-45dB。当在-40℃至+75℃循环温度条件下以与实例3中同样的方式测试这个光波导模件的损耗起伏时，测得最大损耗与最小损耗的差为0.45dB，这表明损耗起伏相当大。

按照在实例3中所示的方法，用紫外光对涂有光热致固粘合剂4的粘合表面的外周部进行照射使粘合剂4光致固化后，还要对光波导模件进行加热，使粘合剂4热致固化，从而最终几乎全部固化，固定了光结定位件11。因此，无论光纤配列接头1还是波导装置3都不必用透光材料制造。所以，当不透光的硅用作可用FHD法进行加工的波导基片31的材料时，光纤配列接头1的材料必需是透光材料的这一缺点就能确定消除了。此外，由于光纤配列接头1和波导装置3都不需要分别安装在金属外壳内，因此也就消除了安装方式很贵的缺点。

实例4

图47示出了本发明实例4这个光纤与光波导的耦合结构的整体配置的透视图。在这个实例中，光纤配列接头1的光纤配列基片12和光纤定位件11的材料都用的是硅。在波导装置3中，两个波导覆盖件32用环氧基光致固粘合剂4分别固定在波导基片31上表面的两个端部。

波导覆盖件32用透光材料SiO₂玻璃板制造，端面经过抛光，构成与波导基片31的端面相同的平面。波导覆盖件32用环氧基光致固粘合剂粘在波导基片31的上表面端部和相应的光纤配列接头1的垂直表面部分，以便抑制在热固化期间的损耗起伏。波导覆盖件31是在将光纤配列接头1的光纤与波导装置3的光波导安装之前粘到波导基片31上去的。不是这样的话，由于在光固化期间粘合剂4的固化收缩的影响，损耗起伏会增大。这个耦合结构的其他部分均与实例3的相同。

波导覆盖件32加工成长方体，其长（l）、宽（w）、高（h）分别为5毫米、5毫米和1毫米左右，而与相应的光纤配列接头1相对的端面的截面积为5厘米²左右。

图48为示出在图47所示这个光纤与光波导耦合结构中在粘合剂光固化后和在粘合剂热固化后光传输损耗起伏情况的表。显然，可以预料这个实例的功能和效果与实例3的相同。在这个光波导模件中所用的光热致固粘合剂与实例3中所述的相同。通过在粘合剂用紫外线照射固化后和进行加热固化后损耗起伏的测试，证明起伏压到相当小，只有0.02dB。如果不用波导覆盖件32，则在热固化处理前后的损耗起伏大到0.15dB。在这个实例中，用的是用Sio₂玻璃板制造的波导覆盖件32。即使使用用SiO₂-Na₂O-Al₂O₃基玻璃制造的波导覆盖件32，所起的作用和所得到的效果也几乎相同。

在实例3和4中，使用了加了热致固催化剂的环氧基光致固粘合剂作为光热致固粘合剂。然而，即使使用其他具有相同作用的粘合剂，例如加了热致固催化剂的丙烯酸盐基粘合剂，也能得到与以上实例相同的作用和效果。在实例3和4中，使用了通过在硅的光纤配列基片上开V形槽而得到的光纤配列接头。然而，即使使用用塑料制造的光纤配列基片，也能得到与上述相同的作用和效果。在实例4中，波导覆盖件与光纤配列接头端面相对的截面积为5.0毫米²左右。然而，只要这个截面积大于等于1.0毫米²，就能得到相同的作用和效果。

正如上面详细说明的那样，在本发明所提出的光纤与光波导的耦合结构中，构成光纤配列接头的第一构件是用加工容易的材料，如硅制造的，这种材料不能透过具有能使粘合剂固化的波长的光。然而能在这第一构件上用简单的加工工艺在短时间内以高位置精度加工光纤配列槽。在端面相互相对的部分区域，至少光纤配列接头和波导装置中有一个在其端面附近的一个部分用可以透过具有能使粘合剂固化的波长的光的透光材料制造。因此，夹在端面之间的光致固粘合剂薄膜很容易在透过用透光材料制造的透光部分的光的照射下可靠地在整个宽区域内得到充分固化。

这样，可以按照惯常的短时间加工工艺将多光纤和多光波导精确对准，从而减小了光传输损耗。光纤与光波导的这种对准状态可以长期保持稳定，所以这种光纤和光波导的耦合结构具有很高的对环境的耐受性能。

波导装置的光波导与光纤配列接头的光纤对准后，光纤配列接头的端面用光热致固粘合剂通过聚合反应粘到波导装置的端面上。将光以一定强度对涂有粘合剂的粘合表面的外周部分照射一段预定的时间，使粘合剂光致固化后，再将光波导模件加热到预定温度，保持一段预定的时间，使粘合剂热致固化。最终粘合剂几乎全部得到固化和固定。因此，就能正确地将光波导和光纤安装好，牢固地固定在一起。

此外，当波导装置有一个覆盖在波导基片的形成光波导的表面的8波导覆盖件时，如果用透光材料制造的波导覆盖件预先安装在光纤配列接头与波导装置的部分连接区，其截面积为1毫米²以上，则这个波导覆盖件就固定了粘合区的在光致固化期间未完全固定的部分。结果是，大大抑制了热固化反应期间的损耗起伏。

从对本发明的说明可见，本发明在许多方面都可以加以变化。这些经并不偏离本发明的实质和范围。对于熟悉本技术的人来说显然可以看到所有这些改型都包括在所附权利要求的范围内。

本发明列作参考的基本专利有1993年7月14日提出的日本专利申请No.174，393/1993以及1994年2月2日提出的日本专利申请No.11015/1994。

Claims (19)

1、一种光纤与光波导的耦合结构，其特征是所述耦合结构包括：

一组光纤；

一个光纤配列接头，所述光纤配列接头有一个第一构件和一个第二构件，所述光纤组被所述第一、第二构件夹持在中间，固定在所述光纤配列接头内；

一个波导装置，所述波导装置有一片波导基片和一组在所述波导基片的一个表面上形成的光波导，通过将所述波导装置的一个端面与所述光纤配列接头的一个端面相互紧贴，使所述光波导组各端与所述光纤配列接头各端分别对准；以及

一种粘合剂，所述粘合剂夹在所述两个端面之间，得到固化，其中：

所述粘合剂是一种光致固粘合剂；

所述第一构件是用一种阻止具有能使所述粘合剂固化的波长的光通过的材料制造的；以及

在所述光纤配列接头端面与所述波导装置端面相对的至少部分区域，所述光纤配列接头和所述波导装置至少有一个在所述端面附近是用一种能透过具有能使所述粘合剂固化的波长的光的透光材料制造的。

2、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述透光材料是一种热膨胀系数小于1×10^-5[/K]的材料。

3、一种按权利要求2所提出的耦合结构，其特征是：其中所述透光材料是以SiO₂作为主要成分的玻璃。

4、一种按权利要求3所提出的耦合结构，其特征是：其中所述透光材料是热膨胀系数与硅相差小于±20%的玻璃。

5、一种按权利要求2所提出的耦合结构，其特征是：其中所述透光材料是一种光吸收界限为波长不大于450毫微米的树脂。

6、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述粘合剂是一种除了含有光致固引发剂外还含有热致固引发剂的光热致固粘合剂。

7、一种按权利要求6所提出的耦合结构，其特征是：其中所述粘合剂涂在所述光纤配置接头端面与所述波导装置端面之间，通过光照射光致固化后，再通过加热得到热致固化。

8、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述波导基片有一个隔着所述粘合剂与所述光纤配列接头端面相对的端面，至少所述波导基片的至少在所述端面附近的部分是用能透过具有能使所述粘合剂固化的波长的光的所述透光材料制造的。

9、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述波导装置具有所述波导基片和一个覆盖所述波导基片的一个形成所述光波导组的表面的波导覆盖件。其中所述波导覆盖件有一个隔着所述粘合剂与所述光纤配列接头端面相对的端面，至少所述波导覆盖件的至少在所述端面附近的部分是用能透过具有能使所述粘合剂固化的波长的光的所述透光材料制造的。

10、一种按权利要求9所提出的耦合结构，其特征是：其中所述透光材料构成所述波导覆盖件的与所述光纤配列接头端面相对的部分所述端面，其截面积不小于1.0毫米²。

11、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述第一构件是一片光纤配列基片，在其一个表面上为所述光纤组开有一组配列槽。

12、一种按权利要求11所提出的耦合结构，其特征是：其中所述光纤配列基片是用一种热膨胀系数小于1×10^-5的材料制造的。

13、一种按权利要求12所提出的耦合结构，其特征是：其中所述光纤配列基片是用硅制造的，而配列槽是用机械加工或各向异性蚀刻形成的。

14、一种按权利要求12所提出的耦合结构，其特征是：其中所述光纤配列基片是用陶瓷材料制造的，而配列槽是在对所述陶瓷材料进行烧结期间形成的。

15、一种按权利要求12所提出的耦合结构，其特征是：其中所述光纤配列基片是用一种塑料制造的，而配列槽是在对所述塑料进行模铸期间形成的。

16、一种按权利要求15所提出的耦合结构，其特征是：其中所述塑料是含有一种填充剂的酚醛树脂。

17、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述第二构件是一个与所述光纤配列基片粘合的光纤定位件，用来将所述光纤固定在所述配置槽内，并且所述光纤定位件端面隔着所述粘合剂与所述波导装置端面相对，至少所述光纤定位件的至少在所述端面附近的部分是用能透过具有能使所述粘合剂固化的波长的光的所述透光材料制造的。

18、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述第一、第二构件都是通过对一种塑料进行模铸而整体形成的。

19、一种按权利要求1所提出的耦合结构，其特征是：其中所述波导装置的一个端面对着一个作为光输入部分的第一光纤配列接头的一个端面，而所述波导装置的另一个端面对着一个作为光输出部分的第二光纤配列接头的一个端面。

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