JP2000187131A - 光導波路モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバアレイと光導波路デバイスとの調
心時間を短縮する光導波路モジュールの製造方法を提供
すること。 【解決手段】 第一の光ファイバアレイと光導波路デバ
イスとを、光源、前記第一の光ファイバに一端が固定さ
れた光ファイバ、前記光導波路デバイスに形成されてい
る光導波路、コア径が１００なし２００μｍである光フ
ァイバ、光量測定装置をこの順に、光源から出射された
光が光量測定装置に至るように配置して、前記第一の光
ファイバアレイと前記光導波路デバイスとを、前記光量
測定装置で測定される光量が最大となるように調心し、
その後、光ファイバアレイと光導波路デバイスとを一括
接着する光導波路デバイスの製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路デバイス
と二つの光ファイバアレイとを調心した後、接着して光
導波路モジュールを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光導波路デバイスの両端面に光ファイバ
アレイを接着して光導波路モジュールを製造するときに
は、光ファイバアレイに一端が固定される光ファイバの
コアのピッチと光導波路のピッチとを同一にしたうえ
に、光ファイバのコアと光導波路とが同心となるように
両者を調心することが必要となる。例えば、特開平４−
１６１９０７号公報には、以下のようにして光導波路モ
ジュールを製造することが示されている。まず、光導波
路デバイスの一方の端において第一の光ファイバアレイ
と光導波路デバイスとを調心して接着固定する。その
後、光導波路デバイスの他方の端において第二の光ファ
イバアレイと光導波路デバイスとを調心して接着固定す
る。

【０００３】また、特許第２８１４６２０号公報には、
コア径の小さい光ファイバと光導波路デバイスとを調心
して結合するときに、コア径の大きい光ファイバを光量
測定用の光ファイバとして使用することが示されてい
る。この方法について、図３を参照して簡単に説明す
る。コア径の小さい光ファイバ５０の一端を光源５１に
接続し、他端を、光導波路デバイス５２に形成された光
導波路５３が該光ファイバ５０の延長線上にくるように
配置する。光導波路５３の出射端５４にはコア径の大き
い光ファイバ５５の一端（これを入射端とする）を、コ
ア径の小さい光ファイバ５０、光導波路５３、コア径の
大きい光ファイバ５５が一つの線上にあるように近接さ
せる。コア径の大きい光ファイバ５５の他端は光量測定
装置５６に接続されている。光源５１から光を出射する
と、光は、コア径の小さい光ファイバ５０、光導波路５
３、コア径の大きい光ファイバ５５を通って光量測定装
置５６に至る。光量測定装置５６で測定される光量が最
大になるように、コア径の小さい光ファイバ５０と光導
波路５３の相対位置を調整して両者を接着する。次に光
導波路５３の出射端側で別のコア径の小さい光ファイバ
と光導波路とを調心して接着する。

【０００４】前記特許公報には、コア径の小さい光ファ
イバ、コア径の大きい光ファイバとして、それぞれコア
径が１０μｍ、７５μｍであるものが示されている。さ
らに、前記特許掲載公報には、コア径の大きい光ファイ
バとしてマルチモード光ファイバが挙げられている。マ
ルチモード光ファイバのコア径は通常、５０μｍまたは
６２．５μｍである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した技術にも関わ
らず、光導波路モジュールの製造に当たって、光ファイ
バアレイと光導波路デバイスとの調心は時間のかかる工
程であり、さらなる時間短縮が望まれていた。本発明
は、光ファイバアレイと光導波路デバイスとの調心時間
を短縮する光導波路モジュールの製造方法を提供するこ
とを課題とする。

【０００６】前記特許掲載公報に示されたようにコア径
の大きい光ファイバを光量測定用光ファイバとして使用
する場合、光量測定用光ファイバのコア径を従来（７５
μｍ）よりも大きくすれば、光量測定用光ファイバの中
心と光導波路の中心とが多少ずれていても、光導波路か
ら出射された光が光量測定用光ファイバに入射する。つ
まり、光導波路と光量測定用光ファイバとの位置ずれに
対して寛容になり、第一の光ファイバアレイと光導波路
デバイスとの調心（以下、第一調心という）は容易にな
る。しかし、第二の光ファイバアレイと光導波路デバイ
スとの調心（以下、第二調心という）に当たっては、第
一調心時の光量測定用光ファイバの位置から第二の光フ
ァイバアレイの初期位置を決定するので、第一調心時に
光導波路と光量測定用光ファイバとの位置ずれに対して
寛容となることは、第二調心でなすべき調整を困難に
し、第二調心に要する時間が増加することになると考え
られた。また、光量測定用光ファイバのコア径を大きく
すればするほど、不要な迷光も拾うので、第一の光ファ
イバアレイと光導波路デバイスとの相対位置がいずれの
位置であるときに光量が最大となるか判然としなくな
る、すなわち、第一調心に時間を要する、あるいは第一
調心ができないというおそれもあった。特に、光量測定
用光ファイバのコア径を光導波路のピッチより大きくす
ると、迷光を拾い易くなり、前述のおそれが強まると考
えられた。

【０００７】前述のことから、第一調心時に使用する光
量測定用光ファイバのコア径を従来の５０ないし７５μ
ｍよりも大きくすることは、かならずしも調心時間の短
縮になるとは限らないと考えられていて、第一調心時
に、よりコア径の大きい光ファイバを光量測定用光ファ
イバとして積極的に使用するという考えはなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の状況
下、第一調心時に使用する光量測定用光ファイバのコア
径をあえて大きくして、第一および第二調心を合わせた
全調心時間の短縮を図ろうとする思想のもとになされた
ものであり、コア径が１００ないし２００μｍである光
ファイバを光量測定用光ファイバとして使用することに
より、第一光ファイバアレイと光導波路デバイスの調心
時間を大幅に短縮し、全調心時間を短縮することを特徴
とする光導波路モジュールの製造方法を提供する。詳細
には、以下の方法を提供する。

【０００９】第一の光ファイバアレイと光導波路デバイ
スとを、前記光導波路デバイスに形成されている光導波
路と、前記光導波路のピッチと同ピッチで前記第一の光
ファイバアレイに一端が固定されている光ファイバのコ
アとが同心となるように調心し、その後、光導波路デバ
イスの反対側で、第二の光ファイバアレイと前記光導波
路デバイスとを調心し、その後、前記第一の光ファイバ
アレイと前記光導波路デバイスおよび前記第二の光ファ
イバアレイと前記光導波路デバイスとを一括接着して光
導波路モジュールを製造する方法であって、前記第一の
光ファイバアレイと前記光導波路デバイスとの調心が、
光源、前記第一の光ファイバアレイに一端が固定された
光ファイバ、前記光導波路、コア径が１００ないし２０
０μｍである光ファイバ、光量測定装置をこの順に、光
源から出射された光が光量測定装置に至るように配置し
て、前記第一の光ファイバアレイと前記光導波路デバイ
スとの相対位置を、前記光量測定装置で測定される光量
が最大となるように合わせることであることを特徴とす
る光導波路デバイスの製造方法。なお、本明細書におい
てピッチとは中心点から中心点までの距離をいう。

【００１０】また、本発明は、前記の方法において、コ
ア径が１００ないし２００μｍである光ファイバと光導
波路デバイスとを、両者の距離が１０００μｍ以下とな
るように配置することを特徴とする光導波路モジュール
の製造方法を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】光ファイバアレイの構造を図４に
例示する。溝３０を有するアレイ基盤３１の上に、光フ
ァイバ３が前記の溝３０に収められ、アレイ基盤３１と
光ファイバ押さえ３２とによって挟まれている。光ファ
イバ３が収められている溝の隙間部分には接着剤が充填
され、アレイ基盤３１と光ファイバ押さえ３２は接着さ
れているので、光ファイバ３はアレイ基盤３１と光ファ
イバ押さえ３２の間で固定されている。

【００１２】光導波路デバイスの構造を図５に例示す
る。導波路基盤３３の上に光を伝える光導波路４が形成
されていて、光導波路４を覆うようにオーバークラッド
３４が形成されている。導波路基盤３３とオーバークラ
ッド３４とは両者が合わさって光ファイバにおけるクラ
ッドに相当する。光が伝わるのは光導波路４であり、光
導波路４は光ファイバにおけるコアに相当する。

【００１３】以下、図１を参照して、第一の光ファイバ
アレイと光導波路デバイスとを調心する第一調心につい
て説明する。第一の光ファイバアレイ１ａを第一光ファ
イバアレイ調心ステージ１１ａに置き、両者の相対位置
がずれないように固定する。光導波路デバイス２を光導
波路デバイス調心ステージ１２に置き、両者の相対位置
がずれないように固定する。前記第一の光ファイバアレ
イは、該光ファイバアレイに一端が固定されている光フ
ァイバのコアのピッチが前記光導波路のピッチと同ピッ
チであるものを使用する。第一光ファイバアレイ調心ス
テージ１１ａは図に示すｘ、ｙ、ｚ、ｘ軸の周りの回転
方向θｘ、ｙ軸の周りの回転方向θｙおよびｚ軸周りの
回転方向θｚの６方向に移動可能である。光導波路デバ
イス調心ステージ１２は固定されている。目視により、
光導波路デバイスに形成された各光導波路４が、第一の
光ファイバアレイ１ａに一端が固定されている各光ファ
イバ３ａのコアの延長線上にあるように、第一光ファイ
バアレイ調心ステージ１１ａを移動させ、第一の光ファ
イバアレイ１ａと光導波路デバイス２とを近接させる。

【００１４】第一の光ファイバアレイ１ａに並んで固定
されている複数の光ファイバ３ａのうちいずれか一方の
端縁に位置する光ファイバ３ａ１の入射端（光ファイバ
アレイ側でない端）を光源５に接続する。光量測定用光
ファイバとして光導波路の径または辺よりも大きいコア
径を有する大口径光ファイバ７の一端（これを入射端と
する）を、光ファイバ３ａ１の延長線上にある光導波路
４１の出射端６１に、光ファイバ３ａ１、光導波路４１
および大口径光ファイバ７の入射端が一つの線上にある
と目視により認められるように近接させる。大口径光フ
ァイバ７の他端（出射端）は光量測定装置８に接続す
る。光源５から光を出射すると、光は光ファイバ３ａ１
を伝わり、光導波路４１に入射し、光導波路４１を伝わ
り、光導波路４１の出射端６１から出射され、大口径光
ファイバ７に入射し、大口径光ファイバ７を伝わって光
量測定装置８に至る。第一光ファイバアレイ調心ステー
ジ１１ａを前記の６方向に一方向ずつ順に移動させて光
量測定装置８で測定される光量が最大となる位置に合わ
せる。

【００１５】この後、前記複数の光ファイバ３ａのうち
他端縁に位置する光ファイバ３ａ２の入射端を光源５に
接続し、大口径光ファイバを、光ファイバ３ａ２の延長
線上にある光導波路４２の出射端６２に近接させ、前述
した方法と同様にして、光ファイバ３ａ２、光導波路４
２、大口径光ファイバ７を伝わって光量測定装置８に至
る光の光量が最大となる位置に第一光ファイバステージ
１１ａを合わせ、さらに前記の６方向のいずれにも動か
ないように固定する。第一調心後、大口径光ファイバ７
を撤去して、第二の光ファイバアレイと光導波路デバイ
スとを調心する第二調心を行う。

【００１６】大口径光ファイバには、マルチモード光フ
ァイバ（グレーテッドインデックス（ＧＩ）光ファイバ
およびシングルインデックス（ＳＩ）光ファイバ）、Ｇ
Ｉファイバ付きシングルモード（ＳＭ）光ファイバ、Ｇ
Ｉレンズ付きＳＭ光ファイバが使用可能である。

【００１７】以下、図２を参照して、第二調心について
説明する。第二の光ファイバアレイ１ｂを第二光ファイ
バアレイ調心ステージ１１ｂに置き、両者の相対位置が
ずれないように固定する。このとき、第二の光ファイバ
アレイ１ｂに並んで固定されている光ファイバ３ｂのう
ち両端縁に位置する光ファイバ３ｂ１、３ｂ２が第一調
心時の大口径光ファイバ７の位置に来るように置く。第
一の光ファイバアレイ１ａに一端（出射端）が固定され
ている光ファイバ３ａ１の他端（入射端）を光源５に接
続する。第一の光ファイバアレイ１ａに並んで固定され
ている光ファイバ３ａのうち一方の端に位置する光ファ
イバ３ｂ１の出射端（光ファイバアレイ側でない端）を
光量測定装置８に接続する。光源５から光を出射し、第
二光ファイバアレイ調心ステージ１１ｂを前記の６方向
に一方向ずつ順に移動させ、光ファイバ３ａ１、光導波
路４１、光ファイバ３ｂ１を伝わって光量測定装置８に
至る光の光量が最大となる位置に合わせる。

【００１８】この後、光源を光ファイバ３ａ２の入射端
に、光量測定装置８を光ファイバ３ｂ２の出射端に、そ
れぞれ接続して、前述した方法として同様にして、光フ
ァイバ３ａ２、光導波路４２、光ファイバ３ｂ２を伝わ
って光量測定装置８に至る光の光量が最大となる位置に
第二光ファイバステージ１１ｂを合わせ、さらに前記の
６方向のいずれにも動かないように固定する。前述した
第二調心が終了したのち、第一の光ファイバアレイ１ａ
と光導波路デバイス２および第二の光ファイバアレイ１
ｂと光導波路デバイス２とを接着し、光導波路モジュー
ルを得る。接着に当たっては、第二調心終了後に、第一
の光ファイバアレイ１ａと光導波路デバイス２の間およ
び第二の光ファイバアレイ１ｂと光導波路デバイス２の
間に接着剤を塗布し、その状態で光ファイバ３ａ１、光
導波路４１、光ファイバ３ｂ１を伝わる光または光ファ
イバ３ａ２、光導波路４２、光ファイバ３ｂ２を伝わる
光の光量が最大になるように、第一の光ファイバアレイ
１ａと光導波路デバイス２および第二の光ファイバアレ
イ１ｂと光導波路デバイス２との相対位置を調整した
後、前記接着剤を硬化させて、第一の光ファイバアレイ
１ａと光導波路デバイス２および第二の光ファイバアレ
イ１ｂと光導波路デバイス２とを一括接着することが好
ましい。接着剤には紫外線硬化型接着剤が使用できる。

【００１９】

【実施例】目視にて光ファイバのコアの延長線上に光導
波路が来るように配置した場合、外形公差およびコア位
置から生じるズレが１５０μｍ以上となる光ファイバア
レイと光導波路デバイスとを本発明の方法で調心して接
着し、光導波路モジュールを製造した。光ファイバには
コアの径が８μｍであるものを、光ファイバアレイには
光ファイバのコアのピッチ（光ファイバアレイの溝のピ
ッチと等しい）が２５０μｍまたは１２７μｍのもの２
種類を使用した。光導波路デバイスには、光導波路の辺
（高さまたは幅）が８μｍであり、光導波路のピッチが
２５０μｍまたは１２７μｍであるもの２種類を使用し
た。光ファイバアレイの溝のピッチは、光導波路のピッ
チと一致させた。すなわち、両者とも２５０μｍとする
か、または１２７μｍとした。第一調心時に光量測定用
光ファイバとして使用する大口径光ファイバには表１に
示す種々のコア径のマルチモードファイバ（ＧＩファイ
バおよびＳＩファイバ）を用意し、５人の作業者につい
て、第一調心および第二調心に要する時間を調べた。光
ファイバアレイ調心ステージ１１はｘ、ｙ、ｚ、ｘ軸の
周りの回転方向θｘ、ｙ軸の周りの回転方向θｙおよび
ｚ軸周りの回転方向θｚの６方向に移動可能なものを使
用した。５人の平均調心時間を表１に示す。大口径光フ
ァイバとしてコア径が６００μｍのものを使用したとき
は、光量測定装置で測定される光量が少なく、第一の光
ファイバアレイがいずれの位置にあるときに光量が最大
となるか判然とせず、第一調心を行うことができず、第
二調心の段階に進むことができなかった。

【００２０】

【表１】

【００２１】１００μｍおよび２００μｍのコア径を有
する大口径光ファイバを使用したときに、第一調心時間
を短縮することができた。大口径光ファイバのコア径が
大きくなるにつれ、第二調心の時間が長くなったが、１
００μｍおよび２００μｍのコア径を有する大口径光フ
ァイバを使用したときは、それ以上に第一調心時間を短
縮することができたので、第一調心と第二調心を合わせ
た全調心時間を短縮することができた。

【００２２】また、第一調心時に、光導波路デバイスの
端面と大口径光ファイバの端面との距離と調心時間に関
して調べたところ、前記距離を１０００μｍ以下とする
ことで、上記のように調心時間の短縮が可能であること
が分かった。

【００２３】比較例 ｘ、ｙ、ｚおよびｚ軸周りの回転方向θｚの４方向に移
動可能である（調心の自由度が４である）光ファイバア
レイ調心ステージを使用し、光量測定用光ファイバとし
てコア径が６２．５μｍののマルチモード光ファイバを
使用して、光ファイバアレイと光導波路デバイスとを調
心するのに要する時間を、実施例と同じ５人の作業者に
ついて調べた。第一調心および第二調心に要する全調心
時間は５１０秒であった。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、第一調心時に光量測定用光フ
ァイバとしてコア径が１００ないし２００μｍの大口径
光ファイバを使用することによって、第二調心に要する
時間の増加分以上に第一調心に要する時間を短縮し、全
調心時間を短縮することを可能とする。大口径光ファイ
バのコア径が光導波路のピッチよりも大きくても、上記
の範囲内であれば、全調心時間を短縮することを可能と
する。また、本発明は、第一調心時にコア径が１００な
いし２００μｍの大口径光ファイバを使用し、光導波路
デバイスと大口径光ファイバとの距離を１０００μｍ以
下とすることで全調心時間を短縮することを可能とす
る。これらにより、光導波路モジュールの生産性が上昇
し、製造単価を下げることができる。

【００２５】さらに、光量測定用光ファイバとして従来
のものを使用し、かつ光ファイバアレイ調心ステージの
自由度を４（ｘ、ｙ、ｚおよびθｚの４方向）として光
ファイバアレイと光導波路デバイスとを調心する場合に
比して、大口径光ファイバのコア径を上記の範囲とす
る、すなわち従来のもの（５０ないし７５μｍ）よりも
大きくして、かつ光ファイバアレイ調心ステージの自由
度を６（ｘ、ｙ、ｚ、θｘ、θｙおよびθｚの６方向）
に増やした場合は、調心時間がむしろ短縮される。第一
調心時に大口径光ファイバを光導波路デバイスから１０
００μｍまで離すことにより、調心時間を短縮しつつ光
ファイバアレイ調心ステージの自由度を増やすことがで
きる。また、光ファイバアレイ調心ステージの自由度を
増やすことによって、光ファイバアレイおよび光導波路
デバイスの寸法公差を従来よりも甘くできる。したがっ
て光ファイバアレイおよび光導波路デバイスの製造単価
も下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一調心の一態様を示す図面である。

【図２】本発明の第二調心の一態様を示す図面である。

【図３】従来の光量測定用ファイバを使用した光ファイ
バと光導波路との調心の態様を示す図面である。

【図４】光ファイバアレイの構造を示す図面である。

【図５】光導波路デバイスの構造を示す図面である。

【符号の説明】

１：光ファイバアレイ １ａ：第一の光ファイバアレイ １ｂ：第二の光ファイバアレイ ２、５２：光導波路デバイス ３、３ａ、３ａ１、３ａ２、３ｂ、３ｂ１、３ｂ２：光
ファイバ ４、４１、４２、５３：光導波路 ５、５１：光源 ６１、６２、５４：光導波路の出射端 ７：大口径光ファイバ ８、５６：光量測定装置 １１ａ：第一光ファイバアレイ調心ステージ １１ｂ：第二光ファイバアレイ調心ステージ １２：光導波路デバイス調心ステージ ３０：溝 ３１：アレイ基盤 ３２：光ファイバ押さえ ３３：導波路基盤 ３４：オーバークラッド ５０：コア径の小さい光ファイバ ５５：コア径の大きい光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 智財 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA24 DA12 DA17 DA18

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の光ファイバアレイと光導波路デバ
   イスとを、前記光導波路デバイスに形成されている光導
   波路と、前記光導波路のピッチと同ピッチで前記第一の
   光ファイバアレイに一端が固定されている光ファイバの
   コアとが同心となるように調心し、その後、光導波路デ
   バイスの反対側で、第二の光ファイバアレイと前記光導
   波路デバイスとを調心し、その後、前記第一の光ファイ
   バアレイと前記光導波路デバイスおよび前記第二の光フ
   ァイバアレイと前記光導波路デバイスとを一括接着して
   光導波路モジュールを製造する方法であって、前記第一
   の光ファイバアレイと前記光導波路デバイスとの調心
   が、光源、前記第一の光ファイバアレイに一端が固定さ
   れた光ファイバ、前記光導波路、コア径が１００ないし
   ２００μｍである光ファイバ、光量測定装置をこの順
   に、光源から出射された光が光量測定装置に至るように
   配置して、前記第一の光ファイバアレイと前記光導波路
   デバイスとの相対位置を、前記光量測定装置で測定され
   る光量が最大となるように合わせることであることを特
   徴とする光導波路デバイスの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、コア径
   が１００ないし２００μｍである光ファイバと光導波路
   デバイスとを、両者の距離が１０００μｍ以下となるよ
   うに配置することを特徴とする光導波路モジュールの製
   造方法。