JP2000131527A - フィルタ挿入型光導波路の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路素子上に形成された溝へのフィルタ
挿入作業が容易かつ低コストで行うことができるフィル
タ挿入型光導波路の製造方法及び製造装置を提供する。 【解決手段】 光導波路素子１の上面に対する矩形状の
フィルタ４の一辺の仰角θが０＜θ＜９０°の範囲とな
るように、フィルタ４を光導波路の溝３内に傾斜させた
状態でフィルタエッジ部４ａから挿入するので、フィル
タ４に反りがあってもスムーズに挿入することができ、
フィルタ挿入作業が容易かつ低コストで行うことができ
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、フィルタ挿入型光
導波路の製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信の分野における波長分波器には、
方向性結合器あるいはマッハツェンダＷＤＭが搭載され
た光導波路素子が用いられている。同様に光導波路素子
を利用した波長分波器として、光導波路素子に光学フィ
ルタを挿入したものがある。近年においては後者のタイ
プのものが盛んに研究開発されている。フィルタ挿入型
は、マッハツェンダ型に比べ導波路素子の寸法を小さく
することができ、このため１ウェハ当たりの素子取得数
が増え、より低コストな波長分波器が製造できる。

【０００３】図３は光学フィルタ挿入型光導波路素子の
構造図である。

【０００４】同図に示す光導波路素子には光導波路素子
を横断するように溝が形成されており、その溝に光学フ
ィルタが挿入されている。光学フィルタは、波長１．３
μｍの光と波長１．５５μｍの光（矢印Ｌ１方向）とを
入射すると、波長１．３μｍの光を矢印Ｌ２方向に透過
させ、波長１．５５μｍの光を矢印Ｌ３方向に反射させ
るバンドパスフィルタである。

【０００５】ここで、光学フィルタとして、約１５μｍ
の誘電体多層膜フィルタを用い、フィルタを挿入する溝
幅は２０μｍである。光学フィルタとして、通常５μｍ
程度のポリイミドにＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂ の誘電体を２０
〜４０層重ねたものであり、ポリイミドと誘電体の異種
接合のために全体として１ｍｍ幅で１０μｍ程度の反り
を有する。このような反りのある厚み１５μｍのフィル
タを２０μｍの溝に挿入する方法として、図４に示す特
開平９−１０５８２４号公報に示す実施例のように溝３
の上部３ｂの幅を広げたり、あるいは図５に示すように
予めフィルタ４をブロック５に貼り付け、反りを矯正し
たものを挿入する構造がある。尚、図４は従来のフィル
タ挿入型光導波路の製造方法によって形成された光導波
路の断面図である。図５は他の従来のフィルタ挿入型光
導波路の製造方法によって形成された光導波路の断面図
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルタ挿入型導波路の製造方法、特にフィルタを導波
路上の溝に挿入する方法では、反りを有するフィルタを
挿入しやすくするため、溝上部の溝幅を広げる必要が有
り、具体的には一度切った溝をさらに厚いブレードで２
度切るといった手間暇かかる作業を要した。また、フィ
ルタの反りを矯正するため、フィルタをブロックに貼付
ける方法では材料費もかかり、貼付け工程も増え、コス
トアップにつながっていた。さらに、ブロックとフィル
タとの接着部の信頼性にも問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、光導波路素子上に形成された溝へのフィルタ挿入作
業が容易かつ低コストで行うことができるフィルタ挿入
型光導波路の製造方法及び製造装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のフィルタ挿入型光導波路の製造方法は、光導
波路に溝が形成された光導波路素子の溝内にフィルタを
挿入するフィルタ挿入型光導波路の製造方法において、
光導波路素子保持機構により光導波路素子を保持し、フ
ィルタ把持ハンドによりフィルタを把持し、移動傾斜機
構により光導波路素子の上面に対するフィルタの一辺の
仰角θが０＜θ＜９０°の範囲となるようにフィルタ把
持ハンドを傾斜させると共にフィルタを溝内に挿入した
後、固定するものである。

【０００９】本発明のフィルタ挿入型光導波路の製造方
法は、光導波路に溝が形成された光導波路素子の該溝内
にフィルタを挿入するフィルタ挿入型光導波路の製造方
法において、フィルタ把持ハンドによりフィルタを把持
し、光導波路素子保持傾斜機構により光導波路素子の上
面に対するフィルタの一辺の仰角θが０＜θ＜９０°の
範囲となるように光導波路素子を傾斜させると共に、移
動機構によりフィルタ把持ハンドを移動させてフィルタ
を溝内に挿入した後、固定するものである。

【００１０】上記構成に加え本発明のフィルタ挿入型光
導波路の製造方法は、フィルタを溝内で仰角θが０°に
なるようにフィルタの一辺を溝の底面に押し付けた後、
固定してもよい。

【００１１】本発明のフィルタ挿入型光導波路の製造装
置は、光導波路に溝が形成され、溝の近傍にマーキング
が形成された光導波路素子を保持する光導波路素子保持
機構と、溝内に挿入固定すべきフィルタを把持するフィ
ルタ把持ハンドと、マーキングの位置を計測することに
より溝の位置を計測する溝位置計測装置と、フィルタ把
持ハンドに把持されたフィルタの位置及び溝内に最初に
挿入されるフィルタエッジ部までの距離を計測するフィ
ルタ位置計測装置と、フィルタがフィルタ把持ハンドに
より溝内に挿入される際、光導波路素子の上面に対する
フィルタの一辺の仰角θが０＜θ＜９０°の範囲となる
ようにフィルタ把持ハンドを傾斜させ、フィルタ位置計
測装置から得られたフィルタエッジ部までの距離の測定
値をもとに溝位置計測装置により検出した溝内に角度θ
でフィルタを挿入するようにフィルタ把持ハンドを移動
傾斜させる移動傾斜機構とを備えたものである。

【００１２】本発明のフィルタ挿入型光導波路の製造装
置は、フィルタを把持するフィルタ把持ハンドと、フィ
ルタを挿入すべく溝が形成され、溝の近傍にマーキング
が形成された光導波路素子を保持し、フィルタがフィル
タ把持ハンドにより溝内に挿入される際、光導波路素子
の上面に対するフィルタの一辺の仰角θが０＜θ＜９０
°の範囲となるように光導波路素子を傾斜させる光導波
路素子保持傾斜機構と、マーキングの位置を計測するこ
とにより溝の位置を計測する溝位置計測装置と、フィル
タ把持ハンドに把持されたフィルタの位置及び溝内に最
初に挿入されるフィルタエッジ部までの距離を計測する
フィルタ位置計測装置と、フィルタ位置計測装置から得
られたフィルタエッジ部までの距離の測定値をもとに溝
位置計測装置により検出した溝内に角度θでフィルタを
挿入するようにフィルタ把持ハンドを移動させる移動機
構とを備えたものである。

【００１３】本発明によれば、フィルタを光導波路の溝
内に傾斜させた状態でフィルタエッジ部から挿入するの
で、フィルタに反りがあってもスムーズに挿入すること
ができ、フィルタ挿入作業が容易かつ低コストで行うこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１５】図１（ａ）〜（ｃ）は本発明のフィルタ挿
入型光導波路の製造方法の一実施の形態を示す断面図で
ある。

【００１６】１はコア２及びクラッドからなる光導波路
を有する光導波路素子である。その光導波路には溝３が
形成されている。光導波路素子１の厚さｈは１ｍｍであ
り、幅ｗは２ｍｍであり、溝３の深さｄは０．５ｍｍで
ある。溝３は、所定の位置に紙面に水平な方向にダイシ
ングで加工されている。溝３内に挿入されるフィルタ４
は、縦１ｍｍ×横１ｍｍの矩形状であり、厚さは１５μ
ｍである。なお、これらの数値については限定されるも
のではない。

【００１７】次に溝へのフィルタの挿入方法の概念につ
いて説明する。なお、フィルタ４、導波路素子１はそれ
ぞれ図には示していないピンセットで把持され、作業者
が顕微鏡を覗きながら作業する場合を想定している。

【００１８】まず、図１（ａ）に示すように予め光導波
路素子１の上面に対するフィルタ４の一辺４ａの仰角θ
が例えば４５°になるようにフィルタ４を傾斜した状態
で把持する。仰角θについては作業者によって異なるが
０＜θ＜９０°の範囲であればよい。その角度θを一定
に保ったまま、溝３内にフィルタ４を挿入する。フィル
タ４のエッジ部４ａが最初に溝３内に挿入される。一旦
フィルタ４が溝３内に挿入されれば、フィルタ４が反っ
ていても簡単に挿入できる。

【００１９】図１（ｂ）に示す状態、すなわち、光の伝
搬するコア２の位置までフィルタ４が達したらフィルタ
４が傾斜したままの状態で接着剤で固定してもよい。ま
た、図１（ｃ）に示すようにフィルタ４を溝３内に挿入
した後、フィルタ４の仰角θを０°になるようにさらに
傾斜させ、溝３の底面３ａにフィルタ４の一辺４ａを押
し付けた後接着剤で固定してもよい。

【００２０】図２は本発明のフィルタ挿入型光導波路の
製造装置の一実施の形態を示す概念図である。

【００２１】フィルタ挿入型光導波路の製造装置は、光
導波路素子１を保持する光導波路素子保持ステージ６
と、フィルタ４を把持するフィルタ把持ハンド７と、光
導波路素子１の溝３の位置を示すマーキング１１ａ、１
１ｂの位置を計測する溝位置計測装置８と、フィルタ把
持ハンド７に把持されたフィルタ４の位置を計測するフ
ィルタ位置計測装置９とで構成されている。

【００２２】光導波路素子保持ステージ６は、直交３軸
（ＸＹＺ軸）、回転（傾斜）１軸の微動ステージ（図示
せず）に取り付けられている。フィルタ把持ハンド７
は、直交３軸（ＸＹＺ軸）、回転（傾斜）３軸の微動ス
テージに取り付けられている。

【００２３】溝位置計測装置８は、光学カメラと、マー
キング１１ａ、１１ｂの位置から溝３の位置を求めるた
めの画像処理装置とで構成されている。

【００２４】フィルタ位置計測装置９は、レーザ光源
と、レーザ光受光器と、演算処理装置とで構成され、レ
ーザ光１０をフィルタ４の表面に照射し、フィルタ４の
表面で反射して戻ってくる光を受光して計測装置本体と
フィルタ４との間の距離を計測するようになっている。

【００２５】次に図２に示した製造装置によるフィルタ
の溝への挿入工程について説明する。

【００２６】作業者が光導波路素子１を光導波路素子保
持ステージ６に載せると、光導波路素子１が真空吸着機
構（図示せず）により保持される。溝位置計測装置８に
より、光導波路素子１に形成された溝３の位置を示すマ
ーキング１１ａ、１１ｂを検出する。溝位置計測装置８
で検出されたマーキング１１ａ、１１ｂの位置が、溝位
置計測装置８の所定の位置からずれている場合には、光
導波路素子保持ステージ６を回転或いは平行移動させて
マーキング１１ａ、１１ｂの位置が所定の位置になるよ
うに調整する。

【００２７】次に作業者がフィルタ４をフィルタ把持ハ
ンド７に真空吸着機構により保持させると、フィルタ把
持ハンド７が矢印１２方向へ角度θ＝４５°に傾斜させ
る。但し、前述したように角度θは０＜θ＜９０°の範
囲であればよい。

【００２８】フィルタ把持ハンド７を傾斜させた後、フ
ィルタ位置計測装置９で発生したレーザ光１０をフィル
タ４の表面に照射させ、フィルタ把持ハンド７をＸＹ面
でスキャンさせてフィルタエッジ部４ａを認識させ、そ
の時の距離を求める。

【００２９】以上のようにしてそれぞれの位置を検出し
た後、フィルタ把持ハンド７に取り付けられた直交３軸
ステージを移動させ、フィルタ４を光導波路素子１の溝
３内に挿入する。フィルタ４が光の伝搬するコア２まで
達した後、接着剤で固定する。あるいはフィルタ把持ハ
ンド７に取り付けられている図示しない回転ステージを
傾斜させてフィルタ４を溝３内で角度θが０°になるよ
うにフィルタ４の一辺４ａを溝３の底面３ａに押し付け
た後、固定してもよい。

【００３０】接着剤には、紫外線硬化樹脂あるいは熱硬
化樹脂が用いられる。以上でフィルタ挿入型光導波路が
完成する。

【００３１】以上において、本発明によれば、反りがあ
るフィルタでも容易に溝に挿入することができ、溝にフ
ィルタを挿入するための他の手段、例えば溝上部を広げ
たりするブレードを用いる必要がなくなり、高信頼性、
低コストのフィルタ挿入型光導波路が得られる。

【００３２】尚、本実施の形態では、フィルタを傾斜さ
せた状態で溝内に挿入する場合で説明したが、これに限
定されず、光導波路素子を傾斜させた状態でフィルタを
溝内に挿入してもよい。また、マーキングの数が図２で
は２個であるが限定されるものではない。

【００３３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３４】光導波路素子上に形成された溝へのフィル
タ挿入作業が容易かつ低コストで行うことができるフィ
ルタ挿入型光導波路の製造方法及び製造装置の提供を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明のフィルタ挿入型光導
波路の製造方法の一実施の形態を示す断面図である。

【図２】本発明のフィルタ挿入型光導波路の製造装置の
一実施の形態を示す概念図である。

【図３】光学フィルタ挿入型光導波路素子の構造図であ
る。

【図４】従来のフィルタ挿入型光導波路の製造方法によ
って形成された光導波路の断面図である。

【図５】他の従来のフィルタ挿入型光導波路の製造方法
によって形成された光導波路の断面図である

【符号の説明】

１ 光導波路素子 ２ コア ３ 溝 ４ フィルタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光導波路に溝が形成された光導波路素子
   の該溝内にフィルタを挿入するフィルタ挿入型光導波路
   の製造方法において、光導波路素子保持機構により上記
   光導波路素子を保持し、フィルタ把持ハンドによりフィ
   ルタを把持し、移動傾斜機構により上記光導波路素子の
   上面に対する上記フィルタの一辺の仰角θが０＜θ＜９
   ０°の範囲となるように上記フィルタ把持ハンドを傾斜
   させると共に上記フィルタを上記溝内に挿入した後、固
   定することを特徴とするフィルタ挿入型光導波路の製造
   方法。
2. 【請求項２】 光導波路に溝が形成された光導波路素子
   の該溝内にフィルタを挿入するフィルタ挿入型光導波路
   の製造方法において、フィルタ把持ハンドによりフィル
   タを把持し、光導波路素子保持傾斜機構により上記光導
   波路素子の上面に対する上記フィルタの一辺の仰角θが
   ０＜θ＜９０°の範囲となるように上記光導波路素子を
   傾斜させると共に、移動機構により上記フィルタ把持ハ
   ンドを移動させて上記フィルタを上記溝内に挿入した
   後、固定することを特徴とするフィルタ挿入型光導波路
   の製造方法。
3. 【請求項３】 上記フィルタを上記溝内で上記仰角θが
   ０°になるように上記フィルタの一辺を上記溝の底面に
   押し付けた後、固定する請求項１または２に記載のフィ
   ルタ挿入型光導波路の製造方法。
4. 【請求項４】 光導波路に溝が形成され、該溝の近傍に
   マーキングが形成された光導波路素子を保持する光導波
   路素子保持機構と、上記溝内に挿入固定すべきフィルタ
   を把持するフィルタ把持ハンドと、上記マーキングの位
   置を計測することにより上記溝の位置を計測する溝位置
   計測装置と、上記フィルタ把持ハンドに把持されたフィ
   ルタの位置及び上記溝内に最初に挿入されるフィルタエ
   ッジ部までの距離を計測するフィルタ位置計測装置と、
   上記フィルタが上記フィルタ把持ハンドにより上記溝内
   に挿入される際、上記光導波路素子の上面に対する上記
   フィルタの一辺の仰角θが０＜θ＜９０°の範囲となる
   ように上記フィルタ把持ハンドを傾斜させ、上記フィル
   タ位置計測装置から得られたフィルタエッジ部までの距
   離の測定値をもとに上記溝位置計測装置により検出した
   溝内に上記角度θで上記フィルタを挿入するように上記
   フィルタ把持ハンドを移動傾斜させる移動傾斜機構とを
   備えたことを特徴とするフィルタ挿入型光導波路の製造
   装置。
5. 【請求項５】 フィルタを把持するフィルタ把持ハンド
   と、該フィルタを挿入すべく溝が形成され、該溝の近傍
   にマーキングが形成された光導波路素子を保持し、上記
   フィルタが上記フィルタ把持ハンドにより上記溝内に挿
   入される際、上記光導波路素子の上面に対する上記フィ
   ルタの一辺の仰角θが０＜θ＜９０°の範囲となるよう
   に上記光導波路素子を傾斜させる光導波路素子保持傾斜
   機構と、上記マーキングの位置を計測することにより上
   記溝の位置を計測する溝位置計測装置と、上記フィルタ
   把持ハンドに把持されたフィルタの位置及び上記溝内に
   最初に挿入されるフィルタエッジ部までの距離を計測す
   るフィルタ位置計測装置と、上記フィルタ位置計測装置
   から得られたフィルタエッジ部までの距離の測定値をも
   とに上記溝位置計測装置により検出した溝内に上記角度
   θで上記フィルタを挿入するように上記フィルタ把持ハ
   ンドを移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする
   フィルタ挿入型光導波路の製造装置。