JP2000019343A - 光導波路素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバとの光接続の高精度化，容易化、
接続コストの低減化が図れる光導波路素子の提供。 【解決手段】 基板の一表面に光導波路を有し、かつ前
記光導波路の端面には無調芯接続するためのガイドピン
を使用して光ファイバが光学的に接続される光導波路素
子であって、前記基板の一表面には前記ガイドピンを挿
入する溝が前記基板の縁から基板の内方に向かって１乃
至複数本設けられているとともに、前記溝に対面する溝
を有する上蓋が前記基板に接着固定され、前記基板の溝
と前記上蓋の溝とによって前記ガイドピンを挿入するガ
イド孔を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光導波路素子に係わ
り、一般光学や微小光学分野で、また、光通信や光情報
処理の分野で用いられる種々の光集積回路あるいは光素
子の接続、さらには光インタコネクション分野での配線
用のボード上での光素子接続に適用して有効な簡便な技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光情報処理・光通信分野で用いる光導波
路は、集積化，微小化，高機能化，低価格化をめざして
近年検討が盛んになってきている。実際に、光導波路に
石英ガラスを用いた石英系光配線用光導波路素子が光通
信分野の一部では実用化されるに至っている。（文献：
河内正夫，ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ vol.43 No.11 p.101(199
4))。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】安価な材料を用いて、
簡便な作製法が選択できる高分子光導波路の検討も盛ん
である。しかしながら、特に光接続については位置合わ
せ等の難しさもあり、実際に用いるデハイスにするには
高価な装置を用いて光ファイバ，受発光素子との接続を
行う必要があった。

【０００４】本発明はこのような現状に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、高性能で低価格しかも簡便な
光接続を満足する光導波路素子を提供することにある。

【０００５】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【０００７】（１）基板の一表面にコアとクラッドから
なる光導波路を有し、かつ前記光導波路の端面には無調
芯接続するためのガイドピンを使用して光ファイバが光
学的に接続される光導波路素子であって、前記基板の一
表面または前記一表面上に形成された樹脂層表面には前
記ガイドピンを挿入する溝が前記基板の縁側から基板の
内方に向かって１乃至複数本設けられているとともに、
前記溝に対面する溝を有する上蓋が前記基板に接着固定
され、前記基板の溝と前記上蓋の溝とによって前記ガイ
ドピンを挿入するガイド孔を構成している。前記基板に
設けられた溝は前記光導波路の両側に沿って設けられて
いる。前記上蓋の前記基板に対面する接着面には接着材
の余剰分を溜める溝が設けられている。前記基板はシリ
コンからなり、前記基板に設けられた溝はシリコンの異
方性エッチングによって形成された溝である。前記光導
波路のコアおよびクラッドは紫外線硬化エポキシ樹脂ま
たはシリコーン樹脂で構成されている。前記上蓋はガラ
ス，結晶性ガラス，プラスチック，シリコンのうちのい
ずれかで構成されている。

【０００８】（２）前記手段（１）の構成において、前
記樹脂層は紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂からなる樹
脂層であり、この樹脂層に設けられる前記溝は転写法に
よって形成された溝である。

【０００９】（３）前記手段（１）の構成において、前
記光導波路のコアは重水素化または一部重水素化された
ポリメチルメタクリレートもしくはポリメチルメタクリ
レートで構成され、前記クラッドは紫外線硬化性樹脂ま
たはフッ素化重水素化されたポリメタクリレートで構成
されている。

【００１０】前記（１）の手段によれば、光導波路素子
の光導波路の端面に光ファイバを光学的に接続する場
合、光導波路素子の基板および上蓋に設けられた溝によ
って形成されたガイド孔に、光ファイバを無調芯接続す
るためのガイドピンが挿入できることから、（ａ）この
ガイドピンを利用して光ファイバの先端に固定されたコ
ネクタ（ＭＴコネクタ）を接続でき、光ファイバと光導
波路との高精度の光接続が達成できる。

【００１１】（ｂ）光導波路素子のガイド孔にガイドピ
ンを挿入し、かつ光ファイバが接続されたコネクタを前
記ガイドピンを利用して無調芯接続するため光接続作業
が容易になる。

【００１２】（ｃ）光導波路素子は、基板に溝を設ける
とともに、この基板に前記基板に設けた溝に対応するよ
うに形成した溝を有する上蓋を接着材で接着固定して前
記両溝によってガイド孔を構成した構造であることか
ら、部品点数の低減とも相俟って光導波路素子の製造コ
ストの向上が達成できる。

【００１３】（ｄ）上蓋の接着面には余剰接着材を溜め
る溝が設けられていることから、基板に上蓋を接着材で
接着した際、余剰の接着材は溜め部となる溝内に入り、
この結果、ガイドピンが確実に挿入できるガイド孔の形
成が可能になる。

【００１４】（ｅ）前記（ｂ）および（ｃ）により、光
接続コストの低減が可能になり、光導波路素子を組み込
んだ光デバイス，光モジュール，光システムのコストの
低減も達成できる。

【００１５】（ｆ）光導波路素子としては、上蓋を設け
ない構造のものでも、ガイドピンの挿入により光ファイ
バを接続したコネクタの接続も可能である。

【００１６】前記（２）の手段によれば、前記（１）の
手段と同様に、（ａ）光導波路と光ファイバとの高精度
の光接続化、（ｂ）光接続の容易化、（ｃ）簡素な構造
による光接続コストの低減化が達成できる。

【００１７】前記（３）の手段によれば、前記（１）の
手段と同様に、（ａ）光導波路と光ファイバとの高精度
の光接続化、（ｂ）光接続の容易化、（ｃ）簡素な構造
による光接続コストの低減化が達成できる。

【００１８】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、図面を参照して
本発明の実施の形態（実施形態）および実施例を詳細に
説明する。なお、実施形態および実施例を説明するため
の全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。

【００１９】（実施形態１）図１乃至図７は、本発明の
一実施形態（実施形態１）である光導波路素子に係わる
図である。

【００２０】本実施形態１の光導波路素子１は、図１に
示すように、基板２の一表面（主面）に２本の光導波路
３を有している。２本の光導波路３は屈曲したパターン
からなり、基板２の一端側では相互に離れて位置し、他
端側では近接している。これは、基板２の一端側では２
本の光導波路３はそれぞれ図示しない別々のコネクタを
介して光ファイバに光学的に接続され、他端側（背面
側）では単一のコネクタを介して２本の光導波路３が光
ファイバに接続されるようになる例であるからである。

【００２１】また、これが本発明の特徴の一つである
が、基板２の一端側では各光導波路３の両側にそれぞれ
溝４が設けられているとともに、他端側では２本の光導
波路３の両側に前記と同様の溝４が設けられている。換
言するならば、基板２の一端側では、１本の光導波路３
が単位接続系を構成し、他端側では２本の光導波路３で
単位接続系を構成する。そして、単位接続系の幅（コネ
クタの幅）に応じて一対の溝４の間隔は異なるが、各単
位接続系の両側にそれぞれ溝４が設けられる構成になっ
ている。

【００２２】前記溝４は、光ファイバを光導波路に無調
芯接続するためのガイドピン５を挿入する溝である。ガ
イドピン５はコネクタに設けられたピンであり、本実施
形態１ではコネクタはたとえばＭＴコネクタが使用され
る。

【００２３】光導波路３は、図２に示すような断面構造
になっている。すなわち基板２の主面に形成された下ク
ラッド層（下クラッド）６と、前記下クラッド６上の中
央に設けられたコア層（コア）７と、前記コア７を覆う
ように前記下クラッド６上に形成された上クラッド層
（上クラッド）８とによって形成されている。光導波路
３は、基板の材質等の関係で下クラッドとコアまたはコ
アと上クラッドの構造の場合もあり得る。

【００２４】光導波路素子１は、図１の状態でも提供で
きるが、図４に示す構造でも提供できる。すなわち、図
４の光導波路素子１は、前記基板２の光導波路３の端部
分に上蓋１０が接着固定された構成になっている。上蓋
１０の接着面には前記基板２の溝４に対応する溝１１
（図５参照）が形成されていて、基板２の溝４との間で
前記ガイドピン５を挿入するガイド孔１２を構成してい
る。

【００２５】また、上蓋１０はその接着面に余剰の接着
材を溜める溝１３が設けられている。この溝１３は前記
ガイド孔１２の形成を確実にするために余剰接着材を溜
める空間となる。本実施形態１では、図５の裏返し状態
の斜視図で示すように、上蓋１０の接着面には前記基板
２の溝４に対応する溝１１が平行に設けられているか、
これらの溝１１の間に２本の余剰の接着材を溜める溝１
３が溝１１に平行に２本設けられている。

【００２６】図７は基板２に上蓋１０を接着材１４で接
着した模式的拡大断面図である。同図に示すように、接
着材１４で基板２に上蓋１０を接着した際、前記溝１３
は接着材１４の余剰分を溜める溝となり、基板２の溝４
と上蓋１０の溝１１とによって形成されるガイド孔１２
に接着材１４が入り込まないように作用し、ガイド孔１
２を損傷させなくなる。この結果、このガイド孔１２に
は、ＭＴコネクタのガイドピン５が確実に挿入できるよ
うになる。

【００２７】つぎに、光導波路素子１の製造方法につい
て説明する。図３（ａ）に示すように、基板２を用意し
た後、基板２の主面に溝４を形成する。前記基板２はシ
リコン板，ガラス板，結晶性ガラス板，プラスチック板
等が使用される。

【００２８】本実施形態１では、たとえば、シリコン基
板を用いる。シリコン基板の場合、前記溝４は常用のフ
ォトリソグラフィ技術と異方性エッチングによって形成
される。シリコン基板の主面の結晶面を選択することに
より、図３（ａ）および図１に示すように、逆台形断面
の溝４を作製することができる。この逆台形断面の溝の
頂角は７０度程度である。フォトリソグラフィ技術によ
ることから、溝は任意の場所に正確にかつ再現性よく形
成できる。

【００２９】溝付き基板は他の方法によっても製造する
ことができる。すなわち、Ｖ溝付き基板を製造するに
は、平坦な表面の基板に、平坦な表面に転写したいＶ溝
と同じ形状のＶ字状突起を有する透明な金型を平行に対
向させて、両者の間隙に光硬化性樹脂を満たして金型を
通して光照射して樹脂を硬化させる方法をとることがで
きる。また、樹脂に熱硬化性樹脂を用いる場合には金型
が透明である必要はない（特願平7-130795号公報）。

【００３０】また、他の溝付き基板の製造方法として
は、異方性エッチングして溝を形成した前記シリコン基
板を光硬化性樹脂を用いて２回転写することによっても
溝付き基板を形成することができる。

【００３１】また、他の溝付き基板の製造方法として
は、異方性エッチングしたシリコン基板をマスターとし
てめっきし、金型とし、射出成形によって作製してもよ
い。

【００３２】つぎに、図３（ｂ）に示すように、基板２
の主面に２本の光導波路３を形成する。たとえば、所定
の屈折率の透明な感光性樹脂を塗布した後、所望のパタ
ーンのマスクを通して光照射してパターン潜像を形成
し、未照射部分を溶媒で除去する方法が適用できる（特
願平8-310959号公報）。この方法を用いれば所定の領域
に所定の厚さの樹脂層が形成できるので、Ｖ溝付き基板
上でＶ溝部を避けて他の領域に下部クラッドを形成した
り、さらに形成した下部クラッド上にコアパターンを形
成することができる。

【００３３】光導波路のコアパターンをフォトリソグラ
フィにより形成する際、用いるマスクによりコアパター
ンを所望のパターンとし、基板２の溝４と、形成される
光導波路の水平方向の位置関係を、マスクにより制御す
ることが可能である。

【００３４】つぎに、基板２の溝４に対して上蓋１０の
溝１１を合わせるようにして、接着材１４で上蓋１０を
基板２に接着固定する。これにより、図４に示す光導波
路素子１を製造することができる。

【００３５】図６は上蓋１０付きの光導波路素子１にＭ
Ｔコネクタ２０を接続した状態を示す。ファイバケーブ
ル２１の先端はＭＴコネクタ２０に接続されている。し
たがって、ＭＴコネクタ２０のガイドピン５を光導波路
素子１のガイド孔１２に挿入することによって光ファイ
バは光導波路３に無調芯接続されることになる。

【００３６】本実施形態１によれば以下の効果を奏す
る。 （１）光導波路素子１の光導波路３の端面に光ファイバ
を光学的に接続する場合、光導波路素子１の基板２およ
び上蓋１０に設けられた溝４，１１によって形成された
ガイド孔１２に、光ファイバを無調芯接続するためのガ
イドピン５が挿入できることから、このガイドピン５を
利用して光ファイバの先端に固定されたＭＴコネクタ２
０を接続でき、光ファイバと光導波路との高精度の光接
続が達成できる。

【００３７】（２）光導波路素子１のガイド孔１２にガ
イドピン５を挿入し、かつ光ファイバが接続されたＭＴ
コネクタ２０を前記ガイドピン５を利用して無調芯接続
するため光接続作業が容易になる。

【００３８】（３）光導波路素子１は、基板２に溝４を
設けるとともに、この基板２に前記基板２に設けた溝４
に対応するように形成した溝１１を有する上蓋１０を接
着材１４で接着固定して前記両溝４，１１によってガイ
ド孔１２を構成した構造であることから、部品点数の低
減とも相俟って光導波路素子１の製造コストの向上が達
成できる。

【００３９】（４）上蓋１０の接着面には余剰接着材を
溜める溝１３が設けられていることから、基板２に上蓋
１０を接着材１４で接着した際、余剰の接着材は溜め部
となる溝１３内に入り、この結果、ガイドピン５が確実
に挿入できるガイド孔１２の形成が可能になる。

【００４０】（５）前記（２）および（３）により、光
接続コストの低減が可能になり、光導波路素子１を組み
込んだ光デバイス，光モジュール，光システムのコスト
の低減も達成できる。

【００４１】（６）光導波路素子１としては、上蓋１０
を設けない構造のものでも、ガイドピン５の挿入により
光ファイバを接続したコネクタの接続も可能である。

【００４２】なお、本実施形態１において、基板２の一
表面に樹脂層を設け、この樹脂層に溝４を設けてもよ
い。前記樹脂層は紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂から
なる樹脂層であり、この樹脂層に設けられる前記溝４は
転写法によって形成された溝である。この構造の溝４も
正確かつ確実にガイドピン５を案内できる。また、この
溝４も上蓋１０の溝１１とによって正確なガイド孔１２
を形成でき確実にガイドピン５を案内することができ
る。これにより、前記実施形態１と同様に、光導波路と
光ファイバとの高精度の光接続化、光接続の容易化、簡
素な構造による光接続コストの低減化が達成できる。

【００４３】なお、本実施形態１において、前記光導波
路のコアは重水素化または一部重水素化されたポリメチ
ルメタクリレートもしくはポリメチルメタクリレートで
構成し、前記クラッドは紫外線硬化性樹脂またはフッ素
化重水素化されたポリメタクリレートで構成しても、前
記実施形態１と同様に、光導波路と光ファイバとの高精
度の光接続化、光接続の容易化、簡素な構造による光接
続コストの低減化が達成できる。

【００４４】つぎに、本発明を具体的な実施例を用いて
より詳細に説明する。 （実施例１）図８乃至図１０は本発明の実施例１である
光導波路素子に係わる図である。本実施例１では１×８
分岐用光導波路を有する光導波路素子に本発明を適用し
た例について説明する。

【００４５】本実施例１の光導波路素子１は、図８に示
すように、基板２の主面に設けた光導波路３によって１
×８分岐用光導波路３ａを構成し、この１×８分岐用光
導波路３ａの両端側にはそれぞれ上蓋１０を固定し、基
板２と上蓋１０によってＭＴコネクタのガイドピンを挿
入するガイド孔１２を構成した構造になっている。

【００４６】本実施例１の光導波路素子１の製造におい
ては、図９に示すように、前述のように光硬化性樹脂を
用いる転写法によってＭＴコネクタのガイドピンを搭載
（案内）する溝４を、基板２の両端側にそれぞれ２本づ
つ設ける。この構造では基板２の上に光硬化性樹脂層３
０が形成され、この光硬化性樹脂層３０の部分に溝４が
形成された構造になっている。

【００４７】つぎに、図１０に示すように、基板２の主
面に１×８分岐用光導波路３ａをコア，クラッドには光
硬化性樹脂（光硬化性エポキシ樹脂）を用いてマスク露
光法によって作製する。この際のコア径は４０μｍ×４
０μｍで、コアとクラッドの比屈折差は１．２％とし
た。この場合、ＭＴコネクタのガイドピンを搭載する溝
４上に堆積したエポキシ樹脂については、光硬化性エポ
キシ樹脂の露光の際に未照射となるようにマスクパター
ンを工夫した。

【００４８】つぎに、ＭＴコネクタに対応する部品、す
なわちＭＴ対応コネクタを構成する上蓋１０を、前記実
施形態１と同様に基板２上に位置決めして接着固定し、
ＭＴコネクタのガイドピンを挿入するガイド孔１２を形
成し、図８に示すような光導波路素子１を製造する。

【００４９】本実施例１の光導波路素子１における分岐
光導波路の挿入損失を、８芯のＭＴコネクタ付きマルチ
モード光ファイバを接続して波長０．８５μｍ光源を用
いて測定したところ、挿入損失１０．ｄＢ、損失のばら
つきは０．５ｄＢ以内であり、アクティブアライメント
と同程度の特性を得ることができた。

【００５０】（実施例２）図１１乃至図１３は本発明の
実施例２である光導波路素子に係わる図である。本実施
例２では方向性結合器を有する光導波路素子に本発明を
適用した例について説明する。

【００５１】本実施例２の光導波路素子１は、図１１に
示すように、基板２の主面に設けた光導波路３（シング
ルモード光導波路）によって方向性結合器３ｂを構成
し、この方向性結合器３ｂの両端側にはそれぞれ上蓋１
０を固定し、基板２と上蓋１０によってＭＴコネクタの
ガイドピンを挿入するガイド孔１２を構成した構造にな
っている。

【００５２】本実施例２の光導波路素子１の製造におい
ては、図１２に示すように、フォトリソグラフィとエッ
チングによって基板２の両端側にそれぞれ一対の溝４を
形成したシリコン基板からなる基板２を用意する。

【００５３】つぎに、コア，クラッドにシリコーン樹脂
を用いた方向性結合器３ｂによる２×２スプリッタ３５
を作製する。この際のコア径は８μｍ×８μｍで、コア
とクラッドの比屈折差は０．３％とした。光導波路３
は、下クラッド６，コア７，上クラッド８とからなって
いる。この場合、ＭＴコネクタのガイドピンを搭載する
溝４はいずれも露光後、剥離可能なレジストであらかじ
め任意の場所を穴埋めして平坦化し、光導波路作製後、
レジストのみ剥離した。

【００５４】つぎに、ＭＴコネクタに対応する部品、す
なわちＭＴ対応コネクタを構成する上蓋１０を、前記実
施例１と同様に基板２上に位置決めして接着固定し、Ｍ
Ｔコネクタのガイドピンを挿入するガイド孔１２を形成
し、図１３および図１１に示すような光導波路素子１を
製造する。

【００５５】本実施例２の光導波路素子１における光導
波路の挿入損失を、２芯のＭＴコネクタ付きマルチモー
ド光ファイバを接続して波長１．３μｍ光源を用いて測
定したところ、分岐比１：１で過剰損失０．５ｄＢであ
り、アクティブアライメントと同程度の特性を得ること
ができた。

【００５６】（実施例３）図１４乃至図１６は本発明の
実施例３である光導波路素子に係わる図である。本実施
例３では半導体レーザアレイを有する光導波路素子に本
発明を適用した例について説明する。

【００５７】本実施例３の光導波路素子１は、図１４お
よび図１６に示すように、基板２の主面側に半導体レー
ザを配置し、この半導体レーザから出射されるレーザ光
を光導波路で案内する構成になっている。

【００５８】本実施例３の光導波路素子１の製造におい
ては、図１５（図１６参照）に示すように、半導体レー
ザ５０が搭載された基板２上にまず光硬化性樹脂を用
い、かつ転写法によってＭＴコネクタのガイドピンを搭
載する２本の溝４と、半導体レーザ５０のレーザ光出射
面側に溝を形成する。レーザ光出射面側の溝は出射面側
を空間としておき、その後の光導波路の作成においてア
レイ構造の半導体レーザ５０の各光導波路（共振器：共
振器間隔２５０μｍ）と、作成する光導波路とを一致さ
せるためである。

【００５９】つぎに、コア，クラッドにシリコーン樹脂
を用いて半導体レーザ５０の発光面（出射面）の光軸と
光導波路３のコア７の中心が合うように４芯の直線光導
波路５２（光導波路間隔２５０μｍ）を作製する。この
際のコア径は８μｍ×８μｍで、コアとクラッドの比屈
折差は０．３％とした。この場合、ＭＴコネクタのガイ
ドピンを搭載する溝４、半導体レーザ５０アレイ部の溝
はいずれも剥離可能なレジストであらかじめ穴埋めして
平坦化し、光導波路作製後、レジストのみ剥離した。

【００６０】つぎに、ＭＴコネクタに対応する部品、す
なわちＭＴ対応コネクタを構成する上蓋１０を、前記各
実施例と同様に基板２上に位置決めして接着固定し、Ｍ
Ｔコネクタのガイドピンを挿入するガイド孔１２を形成
し、図１４に示すような発光モジュール用の光導波路素
子１を製造する。なお、半導体レーザの電極の引出し構
造等は省略してある。

【００６１】本実施例３の光導波路素子１における光導
波路の挿入損失を、４芯のＭＴコネクタ付きマルチモー
ド光ファイバを接続して光出力を測定したところ、光導
波路部分とレーザダイオードの結合損失８ｄＢ、発光出
力１ｍＷを得た。

【００６２】（実施例４）図１７乃至図１９は本発明の
実施例４である光導波路素子に係わる図である。本実施
例４では面発光半導体レーザを有する光導波路素子に本
発明を適用した例について説明する。

【００６３】本実施例４の光導波路素子１は、図１７乃
至図１９に示すように、基板２の主面側に面発光半導体
レーザを配置し、この面発光半導体レーザから出射され
るレーザ光を光導波路で案内する構成になっている。

【００６４】本実施例４の光導波路素子１の製造におい
ては、図１８（図１９参照）に示すように、面発光半導
体レーザ６０が搭載された基板２にまず光硬化性樹脂を
用いて転写することによってＭＴコネクタのガイドピン
を搭載する溝４が２つついて面発光半導体レーザアレイ
付き基板２（アレイ間隔２５０μｍ）を用意した。

【００６５】つぎに、コア，クラッドに光硬化性エポキ
シ樹脂を用いて面発光半導体レーザ６０の発光面の光軸
と光導波路３が直交（垂直）する位置関係になるように
４芯の直線光導波路６２（光導波路間隔２５０μｍ）を
作製する。この際のコア径は４０μｍ×４０μｍで、コ
アとクラッドの比屈折差は１．２％とした。

【００６６】つぎに、光導波路３に４５度ミラー６３を
作製し、面発光半導体レーザ６０からの光がミラーによ
り光導波路のコア７に結合できる形とした。

【００６７】つぎに、ＭＴコネクタに対応する部品、す
なわちＭＴ対応コネクタを構成する上蓋１０を、前記各
実施例と同様に基板２上に位置決めして接着固定し、Ｍ
Ｔコネクタのガイドピンを挿入するガイド孔１２を形成
し、図１７に示すような発光モジュール用の光導波路素
子１を製造する。なお、面発光半導体レーザの電極の引
出し構造等は省略してある。

【００６８】本実施例４の光導波路素子１における光導
波路の挿入損失を、４芯のＭＴコネクタ付きマルチモー
ド光ファイバを接続して光出力を測定したところ、光導
波路部分と面発光半導体レーザ６０との結合損失１ｄ
Ｂ、発光強度１ｍＷを得た。

【００６９】（実施例５）図２０乃至図２２は本発明の
実施例５である光導波路素子に係わる図である。本実施
例５ではクロスコネクト用交差光導波路を有する光導波
路素子に本発明を適用した例について説明する。

【００７０】本実施例５の光導波路素子１は、図２０に
示すように、基板２の主面側にクロスコネクト用交差光
導波路７２を配置し、このクロスコネクト用交差光導波
路７２の両端側に上蓋１０を接着固定し、基板２と上蓋
１０によってＭＴコネクタのガイドピンを挿入するガイ
ド孔１２を構成した構造になっている。

【００７１】本実施例５の光導波路素子１の製造におい
ては、図２２（図２０参照）に示すように、光硬化性樹
脂（光硬化性樹脂層３０）を用いて転写することによっ
てＭＴコネクタのガイドピンを搭載する溝４が８本つい
た基板２を用意した。

【００７２】つぎに、コア，クラッドに光硬化性エポキ
シ樹脂を用いてクロスコネクト用交差光導波路７２（光
導波路間隔２５０μｍ）を作製した。この際のコア径は
４０μｍ×４０μｍで、コアとクラッドの比屈折差は
１．２％とした。

【００７３】つぎに、ＭＴコネクタに対応する部品、す
なわちＭＴ対応コネクタを構成する上蓋１０を、前記各
実施例と同様に基板２上に位置決めして接着固定し、Ｍ
Ｔコネクタのガイドピンを挿入するガイド孔１２を形成
し、図２０に示すようなクロスコネクト用交差光導波路
７２を有する光導波路素子１を製造する。

【００７４】本実施例５の光導波路素子１における光導
波路の挿入損失を、２芯のＭＴコネクタ付きマルチモー
ド光ファイバを接続して光出力を測定したところ、損失
１ｄＢ、クロストーク４０ｄＢを得た。

【００７５】（実施例６）図２３乃至図２５は本発明の
実施例６である光導波路素子に係わる図である。本実施
例６では波長フィルター付合分波器用光導波路を有する
光導波路素子に本発明を適用した例について説明する。

【００７６】本実施例６の光導波路素子１は、図２３に
示すように、基板２の主面側に波長フィルター付合分波
器用光導波路を配置した構造となるとともに、この波長
フィルター付合分波器用光導波路の両端側に上蓋１０を
接着固定し、基板２と上蓋１０の溝４，１１によってガ
イド孔１２を構成した構造になっている。

【００７７】本実施例６の光導波路素子１の製造におい
ては、図２５に示すように、光硬化性樹脂（光硬化性樹
脂層３０）を用いて転写することによってＭＴコネクタ
のガイドピンを搭載する溝４が両端にそれぞれ２本、合
計４本ついた基板２を用意した。

【００７８】つぎに、コア，クラッドにシリコーン樹脂
を用いて波長フィルター付合分波器用光導波路８２を作
製する。この際のコア径は８μｍ×８μｍで、コアとク
ラッドの比屈折差は０．３％とした。

【００７９】つぎに、合分波用波長フィルター８３
（１．３μｍと１．５５μｍを分波するこめのフィルタ
ーで分離角度１０度で、厚さ１０μｍで幅３ｍｍ高さ１
ｍｍ）をフィルター挿入溝８４に挿入し接着材８５で固
定する。

【００８０】つぎに、ＭＴコネクタに対応する部品、す
なわちＭＴ対応コネクタを構成する上蓋１０を、前記各
実施例と同様に基板２上に位置決めして接着固定し、Ｍ
Ｔコネクタのガイドピンを挿入するガイド孔１２を形成
し、図２３および図２５に示すような合分波用のの光導
波路素子１を製造する。

【００８１】本実施例６の光導波路素子１における光導
波路の挿入損失を、２芯のＭＴコネクタ付きマルチモー
ド光ファイバを接続して挿入損失を測定したところ、波
長１．５５μｍで損失１ｄＢ、波長１．３μｍで損失
０．５ｄＢ、波長間のクロストーク４０ｄＢを得た。

【００８２】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない、たとえ
ば、前記実施形態および実施例では、光導波路材料とし
てＵＶ硬化性エポキシ樹脂やシリコーン樹脂の例を示し
たが、熱硬化性のものの使用も可能であり、前記同様の
効果を得ることができる。また、この他の光導波路材料
として、ポリイミド樹脂、カーボネート樹脂等を用いる
ことが可能なのことはいうまでもない。

【００８３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 （１）本発明による光配線用光導波路素子は高品質で自
由な光配線、光機能の付与が可能でまた簡易な取り扱い
が可能である。したがって、本発明は、一般光学や微小
光学分野で、また、光通信や光情報処理の分野で用いら
れる種々の光導波路、光集積回路または光配線板等に適
用できる。 （２）前記（１）により、光導波路と光ファイバとの高
精度の光接続化が達成できる。 （３）前記（１）により、光接続の容易化が図れる。 （４）前記（１）により、簡素な構造による光接続コス
トの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態（実施形態１）である光導
波路素子の模式的斜視図である。

【図２】本実施形態１の光導波路素子の一部を示す光導
波路部分の拡大断面図である。

【図３】本実施形態１の光導波路素子の製造において溝
を形成した基板を示す斜視図である。

【図４】本実施形態１の光導波路素子に上蓋を固定した
斜視図である。

【図５】前記上蓋の裏返し状態の斜視図である。

【図６】本実施形態１の光導波路素子にＭＴコネクタを
介して光ファイバを接続した状態を示す斜視図である。

【図７】本実施形態１の光導波路素子の一部の拡大断面
図である。

【図８】本発明の実施例１である光導波路素子の模式的
斜視図である。

【図９】本実施例１の光導波路素子の製造において溝を
形成した基板を示す斜視図である。

【図１０】本実施例１の光導波路素子の製造において１
×８分岐用光導波路を形成した基板を示す斜視図であ
る。

【図１１】本発明の実施例２である光導波路素子の模式
的斜視図である。

【図１２】本実施例２の光導波路素子の製造における基
板の模式的平面図である。

【図１３】本実施例２の光導波路素子の模式的断面図で
ある。

【図１４】本発明の実施例３である光導波路素子の模式
的斜視図である。

【図１５】本実施例３の光導波路素子の製造においてガ
イドピン挿入用溝とレーザアレイ用溝を形成した基板の
模式的平面図である。

【図１６】本実施例３の光導波路素子の模式的断面図で
ある。

【図１７】本発明の実施例４である光導波路素子の模式
的斜視図である。

【図１８】本実施例４の光導波路素子の模式的平面図で
ある。

【図１９】本実施例４の光導波路素子の模式的断面図で
ある。

【図２０】本発明の実施例５である光導波路素子の模式
的斜視図である。

【図２１】本実施例５の光導波路素子の模式的平面図で
ある。

【図２２】本実施例５の光導波路素子の模式的断面図で
ある。

【図２３】本発明の実施例６である光導波路素子の模式
的斜視図である。

【図２４】本実施例６の光導波路素子の模式的平面図で
ある。

【図２５】本実施例６の光導波路素子の模式的断面図で
ある。

【符号の説明】

１…光導波路素子、２…基板、３…光導波路、４…溝、
５…ガイドピン、６…下クラッド層（下クラッド）、７
…コア層（コア）、８…上クラッド層（上クラッド）、
１０…上蓋、１１…溝、１２…ガイド孔、１３…溝、１
４…接着材、２０…ＭＴコネクタ、２１…ファイバケー
ブル、３０…光硬化性樹脂層、３５…２×２スプリッ
タ、５０…半導体レーザ、５２…直線光導波路、６０…
面発光半導体レーザ、６２…直線光導波路、６３…４５
度ミラー、７２…クロスコネクト用交差光導波路、８２
…波長フィルター付合分波器用光導波路、８３…合分波
用波長フィルター、８４…フィルター挿入溝、８５…接
着材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 三郎 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 圓佛 晃次 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 BA22 DA06 DA12

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の一表面にコアとクラッドからなる
   光導波路を有し、かつ前記光導波路の端面には無調芯接
   続するためのガイドピンを使用して光ファイバが光学的
   に接続される光導波路素子であって、前記基板の一表面
   または前記一表面上に形成された樹脂層表面には前記ガ
   イドピンを挿入する溝が前記基板の縁側から基板の内方
   に向かって１乃至複数本設けられていることを特徴とす
   る光導波路素子。
2. 【請求項２】 基板の一表面にコアとクラッドからなる
   光導波路を有し、かつ前記光導波路の端面には無調芯接
   続するためのガイドピンを使用して光ファイバが光学的
   に接続される光導波路素子であって、前記基板の一表面
   または前記一表面上に形成された樹脂層表面には前記ガ
   イドピンを挿入する溝が前記基板の縁側から基板の内方
   に向かって１乃至複数本設けられているとともに、前記
   溝に対面する溝を有する上蓋が前記基板に接着固定さ
   れ、前記基板の溝と前記上蓋の溝とによって前記ガイド
   ピンを挿入するガイド孔を構成していることを特徴とす
   る光導波路素子。
3. 【請求項３】 前記上蓋の前記基板に対面する接着面に
   は接着材の余剰分を溜める溝が設けられていることを特
   徴とする請求項２に記載の光導波路素子。
4. 【請求項４】 前記基板に設けられた溝は前記光導波路
   の両側に沿って設けられていることを特徴とする請求項
   １乃至請求項３のいずれか１項に記載の光導波路素子。
5. 【請求項５】 前記基板はシリコンからなり、前記基板
   に設けられた溝はシリコンの異方性エッチングによって
   形成された溝であることを特徴とする請求項１乃至請求
   項４のいずれか１項に記載の光導波路素子。
6. 【請求項６】 前記樹脂層は紫外線硬化樹脂または熱硬
   化樹脂からなる樹脂層であり、この樹脂層に設けられる
   前記溝は転写法によって形成された溝であることを特徴
   とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光
   導波路素子。
7. 【請求項７】 前記光導波路のコアは重水素化または一
   部重水素化されたポリメチルメタクリレートもしくはポ
   リメチルメタクリレートで構成され、前記クラッドは紫
   外線硬化性樹脂またはフッ素化重水素化されたポリメタ
   クリレートで構成されていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項６のいずれか１項に記載の光導波路素子。
8. 【請求項８】 前記光導波路のコアおよびクラッドは紫
   外線硬化エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂で構成され
   ていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれ
   か１項に記載の光導波路素子。
9. 【請求項９】 前記上蓋はガラス，結晶性ガラス，プラ
   スチック，シリコンのうちのいずれかで構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項
   に記載の光導波路素子。