JP2000321464A

JP2000321464A - 光学装置および光学装置の製造方法

Info

Publication number: JP2000321464A
Application number: JP12684499A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Takasaki; 茂高崎
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＧＨの機能が十分に発揮できる光学装置お
よびＣＧＨの形成領域に接着剤が広がることなく、所望
の接着強度で基板間を接着できる製造方法。【解決手段】複数の光学素子基板を積層して構成され
た積層構造体を具え、上記光学素子基板のうち、少なく
とも１つの光学素子基板の一方の面にＣＧＨが形成され
ている光学装置であって、上記一方の面内の、ＣＧＨが
形成されている領域以外の一部の領域である第１領域１
３（１７）と、上記一方の面の直上に積層される光学素
子基板の、上記一方の面と対向する面内の一部の領域で
ある第２領域１５（１９）とが所定の間隔で以て保持さ
れ、かつ接着剤４４によって固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、互いに異なる波
長の光が重ね合わされた多重光を用いる光多重通信の端
末局に設けられる光学装置とその製造方法に関し、特
に、光学素子として計算機ホログラムが光学素子基板に
形成されている光学装置とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信容量の大きな光通信を実現す
るために、光ファイバを各家庭にまで施設する、ファイ
バー・ツー・ザ・ホーム（Fiber to the Home ）という
計画が進められている。これによれば、例えば１．３μ
ｍおよび１．５５μｍのそれぞれの波長帯域の光からな
る多重光が、光ファイバにより各家庭の通信端末局に伝
送される。

【０００３】この通信端末局には、光学装置が設けられ
ており、この光学装置は、多重光をそれぞれの波長に分
離する波長分波素子と、この分波素子で分離された一方
の波長の光の光路を分割する光カプラとを備えている。
この光カプラによって上記一方の波長の光による双方向
通信が可能となる。

【０００４】しかしながら、この光学装置の波長分波素
子および光カプラは、いわゆる光ファイバ素子から構成
されている。このため、光ファイバ素子の相互の接続に
は手間がかかる。よって、このような光学装置の製造は
容易ではなく、またコンパクト化も図りにくい。

【０００５】従来、容易に製造することができ、かつコ
ンパクト化を図れる光通信端末局用の光学装置として、
文献１（アプライドオプティクス：APPLIED OPTICS,V
ol.37,No.17,10 June 1998,pp.3735-3745 ）に記載され
ている装置がある。この光学装置は、光学素子として光
回折現象を利用した計算機ホログラムを具えている。計
算機ホログラムには、コリメート機能、集光機能、偏向
機能および波長依存性等の機能を持たせることができ
る。また、特に波長依存性を利用すれば、多重光を各々
の波長の光に分割する光路分割作用および波長分離作用
を担わせることができる。

【０００６】上記光学装置は、例えば、図１５に示すよ
うな構造を有している。

【０００７】図１５によれば、光学装置１００はブロッ
ク状の積層構造体であり、第１のガラス基板１０２と第
２のガラス基板１０４と第３のガラス基板１０６とを具
えている。そして、第１のガラス基板１０２の一方の面
１０２ａに、第１の入力端１０８と第１の出力端１１０
とが接続されている。また、第１のガラス基板１０２の
他方の面１０２ｂと第２のガラス基板１０４の一方の面
１０４ａとの間には、第１の計算機ホログラム（Comput
er Generated Hologram 、以下ＣＧＨ素子と称する。）
１１２および第２のＣＧＨ素子１１４が配置されてい
る。また、第２のガラス基板１０４の他方の面１０４ｂ
と第３のガラス基板１０６の一方の面１０６ａとの間に
は、波長選択フィルタ１１６および第３のＣＧＨ素子１
１８が配置されている。さらに、第３のガラス基板１０
６の他方の面１０６ｂには第４のＣＧＨ素子１２０およ
び第５のＣＧＨ素子１２２が配置されている。

【０００８】第１の入力端１０８としての光ファイバに
は、例えば波長１．３μｍの光と波長１．５５μｍの光
とで構成された多重光が入力する。この多重光を構成す
る光はそれぞれが異なる信号として機能する。また、第
１の出力端１１０としての光ファイバには、光学装置１
００内で分離される波長１．５５μｍの光が案内され
る。

【０００９】また、第１のＣＧＨ素子１１２は、コリメ
ート機能を有する素子であり、第１の入力端１０８から
発散球面波光として入力する多重光を平行光束とする役
目を果たす。

【００１０】そして、この平行光束は波長選択フィルタ
１１６に到達する。波長選択フィルタ１１６は誘電体の
多層膜で構成された誘電体フィルタである。波長選択フ
ィルタ１１６に多重光が入射すると、波長１．５５μｍ
の光に対してはこのフィルタ１１６が反射面として作用
する。そして、波長１．３μｍの光に対しては透過面と
なる。これにより、波長選択フィルタ１１６によって、
多重光を分離することができる。

【００１１】波長選択フィルタ１１６によって反射され
た波長１．５５μｍの光は第２のＣＧＨ素子１１４に到
達する。そして、この光は第２のＣＧＨ素子１１４によ
って第１の出力端１１０へ集光される。第１の出力端１
１０から取り出される波長１．５５μｍの光は、例えば
テレビのような一方向通信の端末装置に伝送される。

【００１２】一方、波長選択フィルタ１１６を透過した
波長１．３μｍの光は、光分岐機能を有する第３のＣＧ
Ｈ素子１１８によって、約４０％の光が０次回折光とし
て第４のＣＧＨ素子１２０へ向けて偏向される。また、
波長１．３μｍの光のうち別の約４０％の光は１次回折
光として第５のＣＧＨ素子１２２へ向けて偏向される。

【００１３】第４のＣＧＨ素子１２０に案内された光
は、第４のＣＧＨ素子１２０の集光機能によって、第４
のＣＧＨ素子１２０を経た光の焦点の位置に設けられて
いるフォトディテクタ１２４に集光される。そして、フ
ォトディテクタ１２４には受信回路（図示せず）が接続
されていて、フォトディテクタ１２４に集光された光の
情報が取り出される。

【００１４】一方、送信回路（図示せず）に接続された
半導体レーザダイオード１２６は、送信回路からの情報
を波長１．３μｍの光に変換して、この光を第５のＣＧ
Ｈ素子１２２に向けて出射する。すると、この光は第３
のＣＧＨ素子１１８、波長選択フィルタ１１６および第
１のＣＧＨ素子１１２を経て第１の入力端１０８に案内
される。これにより、上記光学装置１００と多重光の発
信源との間の双方向通信が、第１の入力端１０８を介し
て可能となる。これにより、製造が容易で、コンパクト
化の図れる光学装置が得られる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述した光学装置を製
造するためには、積層される第１、第２および第３のガ
ラス基板（１０２，１０４，１０６）間を相互に固定す
る必要がある。このガラス基板同士を固定するためには
通常エポキシ樹脂等の接着剤が用いられる。このような
接着剤を、単に一方のガラス基板に塗布した後、もう一
方のガラス基板を貼り合わせることによりガラス基板同
士を固定させると、ガラス基板同士を圧着する際に、接
着剤がガラス基板間に広がってしまい、ガラス基板間に
設けられているＣＧＨ素子にまで及ぶおそれがある。Ｃ
ＧＨ素子に接着剤が入り込むと、ＣＧＨ素子の光学特性
が変化して、設計通りの機能を果たせなくなる。よっ
て、製造される光学装置が設計通りの動作を行うことが
できないおそれがある。

【００１６】また、ガラス基板同士を圧着しすぎてガラ
ス基板間の間隔が狭くなると、接着剤の厚さが薄くなる
ため、所望の接着強度を得られなくなるおそれがあっ
た。

【００１７】また、ガラス基板の接着する面同士は、水
平に接着されていないと、光学装置内で伝送される光の
光軸がずれて所望の光通信を行うことができない。

【００１８】このため、複数のガラス基板の積層構造体
を含み、ガラス基板間にＣＧＨ素子が設けられている光
学装置において、ＣＧＨ素子の機能を損なわせることな
くガラス基板同士が水平に接着され、かつより高いＳ／
Ｎ比の光信号を伝送することのできる光学装置の出現が
望まれていた。

【００１９】また、このような光学装置の製造方法にお
いて、ＣＧＨ素子が形成されている領域に接着剤が広が
ることなく、かつ所望の接着強度でガラス基板間を接着
することのできる光学装置の製造方法の出現が望まれて
いた。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の光
学装置によれば、複数の光学素子基板を積層して構成さ
れた積層構造体を具え、上記光学素子基板のうち、少な
くとも１つの光学素子基板の一方の面に計算機ホログラ
ム（以下、ＣＧＨという。）が形成されている光学装置
であって、上記一方の面内の、ＣＧＨ形成領域以外の一
部の第１領域と、上記一方の面の直上に積層される光学
素子基板の、上記一方の面と対向する面内の一部の第２
領域とが、互いに所定の間隔で以て保持され、かつこれ
ら第１および第２領域間が接着剤によって固定されてい
る構造とする。

【００２１】これにより、ＣＧＨ形成領域は、接着剤で
覆われることはないため、ＣＧＨの光学特性が変化する
おそれはなくなる。また、光学素子基板同士の間は、所
定の間隔、ここでは、接着剤の好適な接着強度が得られ
る間隔に保持して固定されているので、従来よりも耐久
性の高い光学装置が得られる。

【００２２】また、好ましくは、光学素子基板のＣＧＨ
が形成されている一方の面内の、ＣＧＨ形成領域以外の
一部の第１領域と、ＣＧＨ形成領域との間に接着剤溜め
用溝が設けられていて、上記第１領域および接着剤溜め
用溝と、上記一方の面と対向する面内の一部の第２領域
とが接着剤によって固定されているのがよい。

【００２３】これにより、接着剤はＣＧＨが形成されて
いる光学素子基板の面内の第１領域および接着剤溜め用
溝に広がっており、接着剤溜め用溝からＣＧＨの方へ広
がるおそれはないため、ＣＧＨの機能を損なわせる心配
はなくなる。

【００２４】また、ＣＧＨが形成されている一方の面の
第１領域と、上記第２領域との間に所定の高さを有する
スペーサが設けられているのがよい。

【００２５】スペーサの高さは、光学素子基板間の間隔
に相当する。よって、接着剤の好ましい接着強度が得ら
れる程度の高さを有していることが望ましい。また、光
学素子基板間に塗布される接着剤がＣＧＨの形成領域に
広がらない程度の高さとする。よって、この光学装置に
おいては、光学素子基板間を固定する接着剤がＣＧＨの
機能を妨げるおそれはない。また、光学素子基板間は、
好ましい接着強度で固定されるので、より耐久性の高い
光学装置となる。

【００２６】また、スペーサは、大きさが一定である複
数の球状粒子で構成されているのがよい。これにより、
固定された光学素子基板同士の対向する面では、接着剤
で固定するための基板間隔が、面内のどの位置でも同じ
間隔となり、基板同士を水平に積層することができる。
よって、光学装置内で伝送される光の光軸がずれるおそ
れはなくなる。

【００２７】また、接着剤は、光学装置で使用する波長
の光を吸収する物質を含有しているのが好ましい。

【００２８】これにより、ノイズ信号の原因となる迷光
が光学装置内で発生しても、光学素子基板間を固定して
いる接着剤の部分で、この迷光を吸収することができ
る。よって、この光学装置から取り出される信号のＳ／
Ｎ比をより高くすることができる。

【００２９】また、この発明の光学装置は、多重光を受
ける第１の入力端と、この入力端に受けた多重光から分
離される第１の波長成分の光を出力する第１の出力端
と、多重光から分離される第２の波長成分の光に関し、
第１の入力端へ向けての双方向通信を可能とする第２の
一対の入力端および出力端とを具え、第１の入力端から
の多重光を平行光束に変換する第１のＣＧＨと、第１の
ＣＧＨを経た多重光を、この多重光を構成する各々の波
長に応じて偏向させる波長選択フィルタと、この波長選
択フィルタにより分離された第１の波長成分の光を第１
の出力端に向ける第２のＣＧＨと、波長選択フィルタに
より分離され第２の波長成分を分岐させる第３のＣＧＨ
と、この第３のＣＧＨにより分岐された一方の分岐路を
経る第２の波長成分の光を第２の出力端に向ける第４の
ＣＧＨと、第２の入力端からの第２の波長成分の光を他
方の分岐路、第３のＣＧＨおよび第１のＣＧＨを経て第
１の入力端へ向けるべく、第３のＣＧＨへ向けて案内す
る第５のＣＧＨとを含んでいる。

【００３０】よって、この光学装置を用いて、多重光の
発信源と光学装置との間の双方向通信が可能となる。

【００３１】また、光学装置として、好ましくは、光学
素子基板として第１基板、第２基板および第３基板を具
え、第１の入力端および第１の出力端は、第１基板の一
方の面に設けられ、第１および第２のＣＧＨは、第１基
板の他方の面と接続する第２基板の一方の面に並列的に
配列され、波長選択フィルタは、第２基板の他方の面に
設けられ、第３のＣＧＨは、第３基板の第２基板と接合
する一方の面に設けられ、第４および第５のＣＧＨは第
３基板の他方の面に並列的に配列され、第２の出力端は
第４のＣＧＨを経た光の集光する焦点位置に設けられ、
第２の入力端は、第２の入力端からの光が第５のＣＧＨ
に到達可能な位置に設けられているのがよい。

【００３２】また、このような光学装置の製造方法にお
いて、好ましくは、光学素子基板のＣＧＨが形成されて
いる一方の面内の、第１領域に接着剤を塗布する工程
と、上記一方の面の直上に積層する光学素子基板の一方
の面と対向する面と、上記一方の面との間隔を、接着剤
の接着強度を維持し、かつ接着剤がＣＧＨ形成領域に広
がらないような間隔に保持して、一方の面とこの面と対
向する面とを固定する工程とを含むのがよい。

【００３３】これにより、ＣＧＨが形成された光学素子
基板上に他の光学素子基板を積層し、この光学素子基板
同士を固定する際に、基板間に塗布した接着剤がこの基
板間に広がってＣＧＨの形成領域にまで及ぶのを防ぐこ
とができる。また、光学基板同士を、接着剤の接着強度
が好適な強度となる間隔に保持して固定するので、光学
素子の耐久性を向上させることができる。

【００３４】また、この光学装置の製造方法において、
好ましくは、接着剤を塗布する前に、光学素子基板のＣ
ＧＨが形成されている面（一方の面）内の第１領域と、
ＣＧＨ形成領域との間に、接着剤溜め用溝を設ける工程
を含んでいるのがよい。

【００３５】これにより、ＣＧＨが形成されている光学
素子基板の上記一方の面の直上に他の光学素子基板を積
層して固定するときに、上記第１領域に接着剤を塗布し
た後、この一方の面に積層する光学素子基板の面を近づ
けた結果、これら基板間の接着剤が広がったとしても、
接着剤を塗布した第１領域とＣＧＨ形成領域との間に
は、接着剤溜め用溝が設けられている。このため、広が
った接着剤は、接着剤溜め用溝に溜められるので、ＣＧ
Ｈにまで及ぶおそれはない。また、接着剤溜め用溝の底
部と積層する光学素子基板との間の間隔が、接着剤の好
適な接着強度が得られる間隔であれば良いので、光学素
子基板間の間隔をより狭くすることができる。よって、
光学素子基板同士の位置合わせの精度をより向上させる
ことができる。

【００３６】なお、接着剤溜め用溝は、エッチングもし
くはダイシングによって形成するのがよい。エッチング
によって溝を形成する場合には、ＣＧＨの形成と同時に
行うことができる。

【００３７】また、光学素子基板同士を固定する接着剤
は、所定の大きさを有するスペーサ粒子を複数含んでい
るのがよい。

【００３８】スペーサ粒子は、光学素子基板間の間隔を
所定の間隔に保持するためのスペーサとして機能する粒
子とする。よって、スペーサ粒子の所定の大きさは、接
着剤の接着強度が好適な強度となるような基板間の間隔
でしかも接着剤が広がってもＣＧＨの形成領域にまで及
ぶことのない基板間の間隔に相当する大きさであるのが
好ましい。また、このスペーサ粒子は、光学素子基板に
挟まれた状態で変形もしくは破損することのない、ある
程度の硬度を有する粒子である必要がある。スペーサ粒
子として、例えば球状の粒子を用いればよい。また、ス
ペーサ粒子を構成する材料としては、例えば、ガラス、
アルミナ、ジルコニア、プラスチック等の接着剤として
使用する溶液に対して不溶でかつ剛性の材料を用いるの
がよい。

【００３９】また、好ましくは、接着剤には光学装置で
使用される波長の光を吸収する材料が含まれているのが
よい。

【００４０】これにより、光学装置の使用時に生じる不
必要な迷光を接着剤の部分で吸収することができる。こ
れにより、光学装置から取り出す信号中にノイズ信号が
発生するのを抑制することができる。よって、光学装置
から出力される光信号のＳ／Ｎ比を向上させることがで
きる。

【００４１】また、光学素子基板として第１基板と、一
方の面に第１および第２のＣＧＨが形成され、かつ他方
の面に波長フィルタが設けられた第２基板と、一方の面
に第３のＣＧＨが形成され、かつ他方の面に第４および
第５のＣＧＨが形成された第３基板とを具える光学装置
を製造するに当たり、第２基板の一方の面内の、第１お
よび第２のＣＧＨが形成されている領域以外の一部の領
域（第２基板の第１領域）に接着剤を塗布する工程と、
第１基板と第２基板とを位置合わせしながら、第１基板
を、接着剤が塗布された第２基板の一方の面側に、この
一方の面と、この面と対向する第１基板の面との間隔を
接着剤の接着強度を維持しかつ接着剤が第１および第２
のＣＧＨが形成されている領域に広がらないような間隔
にして保持する工程と、第２基板の一方の面と第１基板
との間の接着剤を硬化させることにより、第１基板と第
２基板とを固定する工程と、第３基板の一方の面内の第
３のＣＧＨが形成されている領域以外の一部の領域（第
３基板の第１領域）に接着剤を塗布する工程と、第１お
よび第２基板を、第３基板と位置合わせしながら、接着
剤が塗布された第３基板の一方の面側に、この一方の面
と、この面と対向する第２基板の他方の面との間隔を接
着剤の接着強度を維持しかつ接着剤が第３のＣＧＨが形
成されている領域に広がらないような間隔に保持する工
程と、第３基板の一方の面と第２基板の他方の面との間
の接着剤を硬化させることにより、第１および第２基板
と第３基板とを固定する工程とを含んでいるのが好適で
ある。

【００４２】これにより、第１基板と第２基板とを接着
剤によって固定しても、第２基板の一方の面内の第１お
よび第２のＣＧＨ形成領域に接着剤が及ぶおそれはな
い。また、第２基板と第３基板とを接着剤によって固定
しても、第３基板の一方の面内の第３のＣＧＨ形成領域
に接着剤は広がらない。よって、光学装置内でこれら第
１、第２および第３のＣＧＨは、それらの機能を十分に
発揮させることができる。

【００４３】また、基板に接着剤を塗布する工程の前
に、第２基板の第１領域と第１および第２のＣＧＨ形成
領域との間、および、第３基板の第１領域と第３のＣＧ
Ｈ形成領域との間に、それぞれ接着剤溜め用溝を設けて
おくのがよい。

【００４４】これにより、基板同士を接着剤によって固
定するときに、接合させる基板の面同士を近接させるこ
とにより、基板間にある接着剤が広がるが、接着剤は、
接着剤を塗布した位置とＣＧＨ形成領域との間に設けら
れた接着剤溜め用溝まで広がってこの溝に溜まるため
に、ＣＧＨ形成領域にまで及ぶおそれはない。このた
め、ＣＧＨの機能を十分に発揮できる光学装置を製造す
ることができる。

【００４５】また、接着剤は所定の大きさのスペーサ粒
子を複数含んでいるのがよい。

【００４６】スペーサ粒子の大きさ（幅）は、接合させ
る基板同士の間隔に相当する。このため、接着剤の好ま
しい接着強度が得られるような基板間の間隔で、かつＣ
ＧＨ形成領域にまで接着剤が広がらないような間隔を、
スペーサ粒子の大きさとするのがよい。そして、スペー
サ粒子は複数含まれており、これらは同じ大きさのもの
とする。よって、接合する基板面に対して水平にもう一
方の基板を固定することができる。したがって、基板間
で光軸がずれるおそれはなく、光学特性の安定した光学
装置が得られる。

【００４７】また、好ましくは接着剤が、光学装置で使
用される波長の光を吸収する材料を含んでいるのがよ
い。

【００４８】これにより、光学装置内で発生する迷光を
接着剤の部分で吸収させることができる。よって、迷光
に起因するノイズを低減することができる。したがって
Ｓ／Ｎ比の高い光信号が得られる。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態につき説明する。なお、各図は発明を理解でき
る程度に各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を概
略的に示してあるに過ぎず、したがってこの発明を図示
例に限定するものではない。また、図において、図を分
かり易くするために断面を示すハッチング（斜線）は一
部分を除き省略してある。

【００５０】図１は、この発明の光学装置の構造を概略
的に示す断面構成図である。

【００５１】この発明の光学装置は、複数の光学素子基
板を積層して構成された積層構造体を具え、積層された
光学素子基板のうち、少なくとも１つの光学素子基板の
一方の面にＣＧＨが形成されている。

【００５２】図１によれば、光学装置１０は、ブロック
状の積層構造体を有していて、第１基板１２と第２基板
１４と第３基板１６とを具えている。そして、第１基板
１２の一方の面１２ａの側に、第１の入力端１８および
第１の出力端２０がそれぞれ結合している。第１の入力
端１８および第１の出力端２０は、それぞれ光ファイバ
で構成されていて、これらの光ファイバはファイバアレ
イ２２で以て固定されている。この構成例では、それぞ
れの光ファイバ１８および２０は、光の導波方向がこの
面１２ａに垂直となるように、設けられている。また、
第１基板１２の他方の面１２ｂと接合している第２基板
１４の一方の面１４ａに、第１および第２のＣＧＨ２
４，２６が形成されている。また、第２基板１４の他方
の面１４ｂには波長選択フィルタ２８が設けられてお
り、さらにこの第２基板１４の他方の面１４ｂと接合し
ている第３基板１６の一方の面１６ａには第３のＣＧＨ
３０が形成されている。また、第３基板１６の他方の面
１６ｂは、第２の入力端３２および第２の出力端３４と
なっており、この第２の出力端３４に第４のＣＧＨ３６
が形成され、第２の入力端３２に第５のＣＧＨ３８が形
成されている。また、第４のＣＧＨ３６を経た光の焦点
の位置にはフォトディテクタ４０が設けられている。そ
して、第５のＣＧＨ３８を経た光の焦点位置、すなわ
ち、第３基板１６の他方の面１６ｂ側から光を入射させ
ることができるような位置に、半導体レーザダイオード
４２が設けられている。

【００５３】第２および第３基板１４および１６に形成
されている第１〜第５のＣＧＨ（２４，２６，３０，３
６，３８）は、それぞれ、目的とする機能の実現に必要
な光路差関数を設計して、基板に対してフォトリソグラ
フィおよびエッチング処理を行って基板に作り込むこと
ができる。

【００５４】また、ＣＧＨが形成されている基板の面内
の、ＣＧＨ形成領域以外の一部の領域である第１領域
と、この面の直上に積層される光学素子基板の、上記面
と対向する面内の一部の領域である第２領域とが、互い
に所定の間隔で保持され、かつ接着剤によって固定され
ている。

【００５５】この実施の形態では、第１基板１２と第２
基板１４との間、および第２基板１４と第３基板１６と
の間の、それぞれの第１領域１３（１７）および第２領
域１５（１９）間に設けられた接着剤４４によって固定
されている。そして、基板間の距離Ｔ₁ ，Ｔ₂ は所定の
距離に保たれている。このため、基板のＣＧＨ形成領域
は接着剤４４で覆われるおそれはなく、ＣＧＨの光学特
性を変化させるおそれはない。

【００５６】上述した光学装置１０の動作は、従来とほ
ぼ同様である。

【００５７】第１の入力端１８に波長１．３μｍおよび
波長１．５５μｍの光で構成された多重光を入力させ
る。この多重光は、発散球面波光として第１のＣＧＨ２
４に到達する。第１のＣＧＨ２４は、この発散球面波光
を平行光束とするコリメート機能と、平行光束を波長選
択フィルタ２８に向ける偏向機能とを有する。波長選択
フィルタ２８は、誘電体の多層膜からなる誘電体フィル
タで、この実施の形態では、波長１．５５μｍの光を反
射し、かつ波長１．３μｍの光を透過させる機能を有す
る。このため、波長選択フィルタ２８に到達した多重光
のうち、波長１．５５μｍの光は反射されて第２のＣＧ
Ｈ２６に到達する。第２のＣＧＨ２６は集光機能を具え
ている。このため、第２のＣＧＨ２６に到達した波長
１．５５μｍの光は第１の出力端２０に集光されて、取
り出される。一方、波長選択フィルタ２８を透過した波
長１．３μｍの光は、光分岐機能を有する第３のＣＧＨ
３０に到達して、ほぼ４０％の光が０次回折光として第
４のＣＧＨ３６に到達するように偏向される。また、波
長１．３μｍの光の別の４０％の光は１次回折光として
第５のＣＧＨ３８に到達するように偏向される。第４の
ＣＧＨ３６に到達した光は第４のＣＧＨ３６の集光機能
によって、フォトディテクタ４０に集光されたのち、フ
ォトディテクタ４０からこの光の情報が取り出される。
また、半導体レーザダイオード４２からは波長１．３μ
ｍの光が第５のＣＧＨ３８に向かって出射される。そし
て、この光は、第５のＣＧＨ３８の偏向機能によって第
３のＣＧＨ３０に向けられて、この後、波長選択フィル
タ２８および第１のＣＧＨ２４を経て第１の入力端１８
に案内される。

【００５８】これにより、多重光の発信源（図示せ
ず。）と光学装置１０との間の双方向通信を、第１の入
力端１８を介して行うことができる。

【００５９】なお、基板同士を固定する接着剤４４とし
ては、紫外線硬化型接着剤や熱硬化型接着剤、自然硬化
型接着剤、可視光硬化型接着剤等を用いることができ
る。

【００６０】また、第１、第２および第３基板（１２，
１４，１６）は、光学装置１０で使用される光、例えば
通信信号や映像信号に用いられる波長の光を透過する材
料で構成されていれば良い。このため、ガラス基板やプ
ラスチック基板を用いることができる。

【００６１】

【実施例】以下、この発明の光学装置のいくつかの実施
例についてそれぞれ説明する。しかしながら、以下の説
明中で挙げる使用材料およびその量、構成成分の大き
さ、基板間隔、粒径などの数値的条件はこれら発明の範
囲内の一例にすぎないことを理解されたい。

【００６２】＜第１の実施例＞図１〜図５を参照して、
第１の実施例の光学装置につき、説明する。図１は、光
学装置の概略的な構成図であり、断面の切り口で示して
ある。図２は、ファイバアレイの上から見た平面図であ
る。図３は、第１基板の上から見た平面図である。図４
は、第２基板の平面図であり、図４（Ａ）は一方の面の
側から見た平面図である。図４（Ｂ）は他方の面の側か
ら見た平面図である。また、図５（Ａ）は第３基板の一
方の面の側から見た平面図であり、図５（Ｂ）は第３基
板の他方の面側から見た平面図である。

【００６３】第１実施例の光学装置は、３つの光学素子
基板を積層して構成された積層構造体で、上記の実施の
形態中で説明した図１で示される装置と同様の構造を有
している。

【００６４】まず、ファイバアレイ２２は、光ファイバ
からなる第１の入力端１８および第１の出力端２０とを
具えている。ファイバアレイ２２の中心付近に、第１の
入力端１８および第１の出力端２０が、中心距離Ｌを以
て配置されている（図２）。この例では、中心距離Ｌを
２５０μｍとする。

【００６５】第１基板１２は、この例では、５ｍｍ四方
で厚さが０．７５ｍｍのガラス基板である（図３）。

【００６６】第２基板１４は、一方の面１４ａの中心付
近に、直径２５０μｍの円状の第１のＣＧＨ２４と、第
２のＣＧＨ２６とが形成されている（図４（Ａ））。そ
して、第１および第２のＣＧＨ２４，２６を囲むよう
に、複数のアライメントマーク５０が形成されている。
ここでは、第１および第２のＣＧＨ２４，２６を囲む１
ｍｍ×１ｍｍの正方形（図中、点線で示す。）の３つの
頂点部分に、十字状のアライメントマーク５０が形成さ
れている。このアライメントマーク５０は、１００μｍ
×１００μｍの大きさの正方形内に収まるような大きさ
および形状とする。また、第２基板１４の他方の面１４
ｂの略中央には、大きさが７００μｍ×７００μｍの正
方形状の波長選択フィルタ２８が設けられている。この
波長選択フィルタ２８は、誘電体の多層膜で構成されて
いて、波長１．５５μｍの光を反射し、かつ波長１．３
μｍの光を透過させる。そして、この他方の面１４ｂに
も、波長選択フィルタ２８を囲む１ｍｍ×１ｍｍの正方
形（図中、点線で示す。）の３つの頂点部分に、それぞ
れアライメントマーク５２が形成されている。このアラ
イメントマーク５２は、第２基板１４の一方の面１４ａ
に形成されている十字状のマーク５０と重なることによ
り、正方形が形成されるような、４つの四角形で構成さ
れたマーク５２とする（図４（Ｂ））。また、第２基板
１４は５ｍｍ四方の大きさで厚さは２ｍｍのガラス基板
とする。

【００６７】また、第３基板１６は、一方の面１６ａの
中心付近に、大きさ７００μｍ×７００μｍの正方形状
の第３のＣＧＨ３０が形成されている。第３のＣＧＨ３
０は、上記波長選択フィルタ２８と同一の大きさとする
（図５（Ａ））。第３のＣＧＨ３０は波長１．３μｍの
光を分岐する機能を有している。そして、この第３のＣ
ＧＨ３０を囲む１ｍｍ×１ｍｍの正方形（図中、点線で
示す。）の３つの頂点部分に、十字状のアライメントマ
ーク５４が形成されている。この形成位置は、第２基板
１４の一方の面１４ａに形成されたアライメントマーク
５０と同様である。また、第３基板１６の他方の面１６
ｂの中心付近に、直径２５０μｍの円状の第４のＣＧＨ
３６と第５のＣＧＨ３８とが形成されている。そして、
第４および第５のＣＧＨ３６，３８を囲む１ｍｍ×１ｍ
ｍの正方形（図中、点線で示す。）の３つの頂点部分
に、それぞれ、第２基板１４の他方の面１４ｂに設けら
れていると同様のアライメントマーク５６が設けられて
いる。１つのアライメントマーク５６は４つの四角形で
構成されている（図５（Ｂ））。第３基板１６は、５ｍ
ｍ四方の大きさで厚さは４ｍｍのガラス基板とする。

【００６８】また、第４のＣＧＨ３６を経た光の焦点位
置に、フォトディテクタ４０が設けられている。また、
第３基板１６の他方の面１６ｂ側から、第５のＣＧＨ３
８に光を入射させることができるような位置に半導体レ
ーザダイオード４２が設けられている（図１参照。）。

【００６９】次に、この光学装置の製造方法につき、図
６〜図１０を用いて説明する。

【００７０】図６はこの光学装置の製造に用いる実装装
置の構成を示している。図７（Ａ）〜図９（Ｃ）は、光
学装置の製造工程図であり、光学装置となる構成成分の
断面の切り口で示してある。図１０は、製造工程中の光
学素子基板の平面図である。

【００７１】まず、第２基板１４の一方の面１４ａ内
の、第１および第２のＣＧＨ２４，２６が形成されてい
る領域以外の一部の領域に接着剤を塗布する。

【００７２】この例では、図６で示される実装装置６０
のステージ６２上に搭載した第２基板１４の一方の面１
４ａに、紫外線硬化型接着剤をディスペンサ６４で塗布
する（図７（Ａ））。紫外線硬化型樹脂として、例え
ば、オプトダインＵＶ３１００（商品名：ダイキン工業
社製）を用いる。このとき、図１０（Ａ）で示すよう
に、第１および第２のＣＧＨ２４，２６形成領域以外の
領域の、アライメントマーク５０の外側を囲むように、
一定間隔を開けながら複数位置４４ｐに接着剤４４ｘを
塗布する。ここでは、１ｍｍ間隔で１５箇所に、一回の
塗布量を１×１０^-5ｍｌにして塗布する（図７
（Ａ））。

【００７３】次に、第１基板１２と第２基板１４とを位
置合わせしながら、第１基板１２を、接着剤４４ｘが塗
布された第２基板１４の一方の面１４ａ側に、この一方
の面１４ａと、この面１４ａと対向する第１基板１２の
面１２ｂとの間隔を、接着剤４４ｘの接着強度を維持し
かつ接着剤が第１および第２のＣＧＨ２４，２６が形成
されている領域に広がらないような間隔Ｔ₁ にして保持
する（図７（Ｂ））。

【００７４】この例では、ピックアップ６６に吸着した
第１基板１２を、第２基板１４の一方の面１４ａの上側
から近づけていく。このとき、第１のカメラ６８で、第
１基板１２の外形と第２基板１４の外形をモニターしな
がら、ステージ６２のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸を調製する
ことによって位置合わせを行い、第１および第２基板１
２，１４の外形を一致させる（図６および図７
（Ｂ））。また、第２のカメラ７０で、第１基板１２と
第２基板１４との間隔をモニターしながら、この間隔が
１０μｍになるまで第１基板１２を第２基板１４に近づ
ける。これにより、第２基板１４に塗布された接着剤
は、第１基板の他方の面に付着して広がる。各箇所に塗
布された接着剤４４ｘはそれぞれ１ｍｍ² の面積の広さ
に広がる（図１０（Ｂ））。接着剤４４ｘの塗布位置、
塗布量および広がる面積は、予め実験等により調べてあ
る。このため、第１および第２のＣＧＨ２４，２６の形
成領域にまで接着剤４４ｘが広がるおそれはない。ま
た、第１基板１２と第２基板１４との間隔Ｔ₁ を１０μ
ｍとしてあるため、接着剤の接着強度も好適となる。

【００７５】次に、第２基板１４の一方の面１４ａと第
１基板１２との間の接着剤４４ｘを硬化させることによ
り、第１基板１２と第２基板１４とを固定する。

【００７６】この例では、紫外線照射機７２を用いて、
接着剤４４ｘの塗布領域に紫外線を照射することによっ
て、接着剤４４ｘ（４４）を硬化させる。これにより、
第１基板１２と第２基板１４とは貼り合わされ、固定さ
れる（図７（Ｃ））。

【００７７】次に、第３基板１６の一方の面１６ａ内の
第３のＣＧＨ３０が形成されている領域以外の領域に接
着剤４４ｙを塗布する。

【００７８】この例では、ステージ６２上に第３基板１
６を載せ、一方の面１６ａに紫外線硬化型接着剤４４ｙ
をディスペンサ６４を用いて塗布する。この接着剤４４
ｙの塗布位置、塗布間隔および塗布量は第２の基板１４
への接着剤４４ｘの塗布と同様とする。よって、第３の
ＣＧＨ３０の周囲であってアライメントマーク５４の周
囲に、１ｍｍ間隔で１５箇所に、１×１０^-5ｍｌの接着
剤４４ｙを塗布する（図８（Ａ））。

【００７９】次に、第１および第２基板１２，１４から
なる構造体を、第３基板１６と位置合わせしながら、接
着剤４４ｙが塗布された第３基板１６の一方の面１６ａ
側に、この一方の面１６ａとこの面１６ａと対向する第
２基板１４の他方の面１４ｂとの間隔Ｔ₂ を接着剤４４
ｙの接着強度を維持しかつ接着剤４４ｙが第３のＣＧＨ
３０が形成されている領域に広がらないような間隔Ｔ₂
にして保持する（図８（Ｂ））。

【００８０】この例では、第１および第２基板１２，１
４からなる構造体を、ピックアップ６６によって吸着し
て、第３基板１６の一方の面１６ａの上側から第２基板
１４の他方の面１４ｂを近づける。このとき、第１のカ
メラ６８で第２基板１４の他方の面１４ｂのアライメン
トマーク５２および第３基板１６の一方の面１６ａのア
ライメントマーク５４をモニターしながら、ステージ６
２のＸ軸、Ｙ軸およびθ軸を調製して、第２基板１４の
他方の面１４ｂのアライメントマーク５２と第３基板１
６の一方の面１６ａのアライメントマーク５４とを位置
合わせする。また、第２のカメラ７０で第２基板１４と
第３基板１６との間隔Ｔ₂ をモニターしながら、この間
隔Ｔ₂ が１０μｍとなるように第２基板１４を近づけ
る。これにより、第３基板１６の一方の面１６ａに塗布
された接着剤４４ｙは第２基板１４の他方の面１４ｂに
付着して広がる。この場合も、塗布した位置から１ｍｍ
² の面積にわたって接着剤４４ｙは広がるが、第３のＣ
ＧＨ３０の形成領域にまで広がるおそれはない（図６お
よび図８（Ｂ））。

【００８１】次に、第３基板１６の一方の面１６ａと第
２基板１４の他方の面１４ｂとの間の接着剤４４ｙを硬
化させることにより、第１および第２基板１２，１４
と、第３基板１６とを固定する。

【００８２】ここでは、紫外線照射機７２を用いて、第
２基板１４と第３基板１６との間の接着剤４４ｙに対し
て紫外線を照射する。これにより、接着剤４４ｙ（４
４）が硬化して、第１および第２基板１２，１４と第３
基板１６とが固定される。なお、第２基板１４と第３基
板１６との間隔Ｔ₂ は１０μｍにして固定するので、好
ましい接着強度で固定することができる（図８
（Ｃ））。

【００８３】次に、この例では、第１、第２および第３
基板１２，１４，１６からなる構造体にファイバアレイ
２２を固定する。

【００８４】まず、ステージ６２上にファイバアレイ２
２を載せる。そして、ファイバアレイ２２の第１の入力
端１８を波長１．５５μｍの光を出射する光源７４に接
続する。また、第１の出力端２０を光パワーメータ７６
に接続する。

【００８５】その後、ピックアップ６６に上記構造体を
吸着させて、これをファイバアレイ２２の接続面２２ａ
に近づける。第２のカメラ７０で第１基板１２とファイ
バアレイ２２との間隔Ｔ₃ をモニタしながら、この間隔
Ｔ₃ が１０μｍになるまで近づける。ここで、光源７４
を動作させて、波長１．５５μｍの光を第１の入力端１
８から出射する。出射された光は、第１基板１２を透過
して、第２基板１４の一方の面１４ａに形成されている
第１のＣＧＨ２４でコリメートされて平行光となる。次
に、この平行光は波長選択フィルタ２８に入射するが、
波長選択フィルタ２８では波長１．５５μｍの光は反射
される。よって、反射された光は第２のＣＧＨ２６に入
射して、第２のＣＧＨ２６の集光機能によって集光され
た後、第１の出力端２０に入射する。この後、光パワー
メータ７６に導かれて光電力を測定される。この光電力
の数値が最大になるように、すなわち、第１の出力端２
０への入射光の入射効率が最大になるように、光軸を調
節する。この光軸の調節は、ステージ６２のＸ軸、Ｙ軸
およびθ軸を調整することにより行われる（図６および
図９（Ａ））。

【００８６】光軸の調整後、波長１．３μｍの光および
波長１．５５μｍの光に対して透明で、かつ第１の入力
端１８および第１の出力端２０の屈折率、ならびに第１
基板１２の屈折率に近い屈折率を有し、粘度の比較的低
い接着剤８０ｘを、ディスペンサ６４を用いて第１基板
１２とファイバアレイ２２との間の１０μｍの隙間から
塗布する。このような接着剤として、例えば、オプトダ
インＵＶ１１００（商品名：ダイキン工業社製）を用い
る。塗布された接着剤８０ｘは毛管現象によって第１基
板１２とファイバアレイ２２との間に広がる。これによ
り、第１基板１２の一方の面１２ａとファイバアレイ２
２の接続面２２ａは接着剤８０ｘにより覆われるが、こ
れらの面１２ａ，２２ａにはＣＧＨが形成されていない
ために、光学特性が損なわれるおそれはない（図９
（Ｂ））。

【００８７】その後、紫外線照射機７２を用いて、塗布
した接着剤８０ｘに紫外線を照射することによって接着
剤８０ｘ（８０）が硬化して、第１、第２および第３基
板１２，１４，１６で構成された構造体とファイバアレ
イ２２とを固定することができる（図９（Ｃ））。

【００８８】また、第３基板１６の他方の面１６ｂは第
２の入力端３２および第２の出力端３４となっている。
この第２の入力端３２の部分には第５のＣＧＨ３８が設
けられていて、第２の出力端３４の部分には第４のＣＧ
Ｈ３６が設けられている。そして、第２の入力端３２か
ら少し離間した位置に半導体レーザダイオード４２が設
けられている。第２の入力端３２と半導体レーザダイオ
ード４２との間の距離は、半導体レーザダイオード４２
から出射する光が効率よく第２の入力端３２に入射でき
るような距離とする。また、第２の出力端３４から所定
距離離間した位置にはフォトディテクタ４０が設けられ
ている。第２の出力端３４からフォトディテクタ４０ま
での距離は、第４のＣＧＨ３６を経た光が第４のＣＧＨ
３６の集光機能によって集光される焦点距離とする。こ
の焦点の位置にフォトディテクタ４０が設けられてい
る。よって、第２の出力端３４から出力される光信号
を、効率よくフォトディテクタ４０で検出することがで
きる（図１参照。）。

【００８９】これにより、図１で示される光学装置１０
が得られる。

【００９０】この結果、基板同士を積層する工程におい
て、接着剤がＣＧＨ形成領域にまで広がるのを防ぐこと
ができる。このため、光学特性が損なわれる心配はな
い。また、基板同士は、接着剤の接着強度が好適となる
厚さに相当する間隔で固定されているため、積層された
構造体の強度は十分に高くなる。よって、光学装置自体
の耐久性の向上が図れる。そして、光学装置の歩留りの
向上も図れる。なお、この光学装置１０の動作は、既に
実施の形態で説明した通りである。

【００９１】＜第２の実施例＞第２の実施例として、図
１１を参照して、第１の実施例の光学装置と同様な光学
装置で、光学素子基板間を工程するための接着剤を塗布
する工程の前に、基板の接着剤が塗布される側の面に接
着剤溜め用溝を設けておき、このような接着剤溜め用溝
が設けられた光学装置の例につき説明する。

【００９２】以下、第１の実施例と相違する点につき説
明し、第１の実施例と同様の点についてはその詳細な説
明を省略する。

【００９３】第２の実施例の全体的な構成は、図１に示
した光学装置と同様である。この実施例の光学装置にお
いては、第２基板の一方の面および第３基板の一方の面
に接着剤溜め用溝が設けられている。図１１（Ａ）は、
第２基板の一方の面を上から見た平面図である。そし
て、図１１（Ｂ）は、第１基板と第２基板とを接着剤で
固定した状態を示す、概略的な断面図である。

【００９４】図１１（Ａ）によれば、第２基板１４の一
方の面１４ａの、第１および第２のＣＧＨ２４，２６が
形成されている領域と、接着剤４４ｘを塗布する位置４
４ｐとの間に接着剤溜め用溝８２が設けられている。こ
の溝８２は、第１および第２のＣＧＨ２４，２６形成領
域を囲むように、アライメントマーク５０の外側に形成
されており、幅０．５ｍｍで深さが２μｍの溝８２であ
る。

【００９５】この溝８２は、第２基板１４に第１および
第２のＣＧＨ２４，２６を形成するエッチング工程にお
いて、ＣＧＨの形成と同時に形成することができる。ま
たは、接着剤溜め用溝を形成するために新たにエッチン
グ工程を加えてもよいし、ダイシングによって溝を形成
してもよい。

【００９６】接着剤溜め用溝８２が形成された第２基板
１４と、第１基板１２とを固定する工程は、第１の実施
例と同様に、ステージ６２上に載せた第２基板１４の一
方の面１４ａに紫外線硬化型接着剤４４ｘをディスペン
サ６４を用いて塗布する（図６参照）。このとき、第２
基板１４の一方の面１４ａの溝８２の外側に、１ｍｍ間
隔で１５箇所に接着剤４４ｘを塗布する。また、各箇所
４４ｐへの塗布量は、１×１０^-5ｍｌとする。次に、ピ
ックアップ６６によって吸着された第１基板１２を、第
２基板１４の一方の面１４ａの上側から近づける。この
とき、第１基板１２の接合面１２ｂと第２基板１４の一
方の面１４ａとの間隔が１０μｍになるまで第１基板１
２を近づける。これにより、接着剤４４ｘは、第１基板
１２の接合面１２ｂに付着して広がる。接着剤４４ｘを
塗布した各箇所４４ｐにおいて接着剤４４ｘが広がる面
積は１ｍｍ² 程度である。これにより、接着剤４４ｘは
溝８２の中にも広がるが、第１および第２のＣＧＨ２
４，２６が形成されている領域にまで広がるおそれはな
い（図１１（Ａ）および図１１（Ｂ））。

【００９７】この後、接着剤４４ｘを塗布した部分に紫
外線を照射して、接着剤４４ｘ（４４）を硬化させるこ
とによって、第１基板１２と第２基板１４とを接合して
固定する。

【００９８】また、同様に、第３基板１６の一方の面１
６ａにも、上述したと同様の接着剤溜め用溝を設ける。
そして、第１基板１２と第２基板１４との接合工程と同
様にして、第１および第２基板１２，１４からなる構造
体と第３基板１６との接合および固定を行う。

【００９９】他の工程は第１の実施例で説明した工程と
同様にして行う。これにより、第２の実施例の光学装置
が得られる。

【０１００】この結果、基板同士の接合を行う工程中
に、接着剤が接合する基板面を広がってもＣＧＨ形成領
域にまで広がるおそれを回避できる。よって、光学特性
の好適な光学装置が得られる。また、光学装置の歩留り
も向上する。

【０１０１】＜第３の実施例＞第３の実施例として、図
１２を参照して、第１の実施例の光学装置と同様の構成
の光学装置で、光学素子基板の接着剤が塗布される側の
面に接着剤溜め用溝を予め設けておく例につき説明す
る。

【０１０２】以下、第１および第２の実施例と相違する
点について説明し、同様の点についてはその詳細な説明
を省略する。

【０１０３】第３の実施例の光学装置の全体的な構成
は、図１の光学装置と同様である。第３の実施例では、
第２基板１４の一方の面１４ａおよび第３基板１６の一
方の面１６ａに、それぞれ、接着剤溜め用溝が２重に設
けられている。図１２（Ａ）は、第２基板の一方の面を
上から見た平面図である。そして、図１２（Ｂ）は、第
１基板と第２基板とを接着剤で固定した状態を示す、概
略的な断面図である。

【０１０４】図１２（Ａ）によれば、第２基板１４の一
方の面１４ａの、第１および第２のＣＧＨ２４，２６形
成領域の外側に、アライメントマーク５０を囲むように
２重に接着剤溜め用溝８４，８６が設けられている。こ
こで、アライメントマーク５０に近い内側の溝を、接着
剤溜め用第１溝８４とし、外側の溝を接着剤溜め用第２
溝８６とする。第１溝８４は、幅が０．５ｍｍで深さが
２μｍの溝である。第２溝８６は、幅が０．８ｍｍで深
さが２μｍの溝である。

【０１０５】これらの溝８４，８６は、第２基板１４に
第１および第２ＣＧＨ２４，２６を形成するエッチング
工程で、このＣＧＨの形成と同時に形成することができ
る。または、接着剤溜め用溝を形成するために新たにエ
ッチング工程を加えてもよいし、ダイシングによって溝
を形成してもよい。

【０１０６】接着剤溜め用溝８４，８６が形成された第
２基板１４と、第１基板１２とを接合および固定する工
程は、第１の実施例と同様に、ステージ６２上に載せた
第２基板１４の一方の面１４ａに、紫外線硬化型接着剤
４４ｘをディスペンサ６４を用いて塗布する。このと
き、第２溝８６の底部に、１ｍｍ間隔で１５箇所に接着
剤４４ｘを塗布する。各箇所４４ｐへの塗布量は、それ
ぞれ１×１０^-5ｍｌとする。次に、ピックアップ６６に
よって吸着された第１基板１２を、第２基板１４の一方
の面１４ａの上側から近づける。このとき、第１基板１
２の接合面１２ｂと第２基板１４の一方の面１４ａとの
間隔が８μｍになるまで第１基板１２を近づける。これ
により、接着剤４４ｘは第１基板１２の接合面１２ｂに
付着して第２の溝８６内とその周辺にも広がる。接着剤
４４ｘは１箇所あたり１×１０^-5ｍｌの塗布量で塗布さ
れていて、しかも隣り合う塗布箇所４４ｐの間隔は１ｍ
ｍあるため、接着剤４４ｘは第１の溝８４にまで広がっ
ても、第１および第２のＣＧＨ２４，２６が形成されて
いる領域にまで広がるおそれはない。

【０１０７】この後、接着剤４４ｘを塗布した部分に紫
外線を照射して、接着剤４４ｘ（４４）を硬化させるこ
とによって、第１基板１２と第２基板１４とを接合して
固定する。

【０１０８】また、同様に、第３基板１６の一方の面１
６ａにも、第２基板１４と同様の接着剤溜め用溝を２重
に設ける。そして、第１基板１２と第２基板１４との接
合工程と同様にして、第１および第２基板１２，１４か
らなる構造体と第３基板１６との接合および固定を行
う。

【０１０９】なお、光学装置を製造する他の工程は、第
１の実施例で説明した工程と同様にして行う。これによ
り、第３の実施例の光学装置が得られる。

【０１１０】この結果、基板同士の接合を行う工程中
に、接着剤が接合する基板面を広がってもＣＧＨ形成領
域にまで広がるおそれを回避できる。よって、光学特性
の好適な光学装置が得られる。また、光学装置の歩留り
の向上も図れる。さらに、この実施例では、基板同士を
より接近させて固定することも可能となる。これによ
り、基板同士の位置合わせ精度を向上させることができ
る。この実施例では、基板同士を１μｍの間隔にまで接
近させることができる。この場合、溝８４，８６の底部
とこの上に積層する基板の面との間隔は３μｍ程度にな
るために、接着剤の接着強度が低くなる心配はない。よ
って、基板同士の間隔が接近したとしても、基板同士は
好適な強度で固定されるため、光学装置の耐久性を保持
することができる。

【０１１１】＜第４の実施例＞第４の実施例として、図
１３を参照して、図１と同様の構成を有する光学装置で
あって、基板間にスペーサが設けられている例につき説
明する。

【０１１２】以下、第１〜第３の実施例と相違する点に
ついて説明し、同様の点についてはその詳細な説明を省
略する。

【０１１３】第４の実施例の全体的な構成は、図１の光
学装置と同様である。第４の実施例では、第１基板１２
と第２基板１４との間の、接着剤４４で固定されている
部分に、スペーサ４５が設けられている。また、第２基
板１４と第３基板１６との間の接着剤４４による固定部
分にもスペーサが設けられている（図示せず。）。図１
３は、第１基板１２と第２基板１４とを接着剤で固定し
た状態を示す、概略的な断面図である。

【０１１４】この例では、第１の実施例で使用した接着
剤４４ｘ中に、スペーサ粒子４５として、例えば直径１
０μｍの真球ガラスを、全体の２５重量％の割合で混合
させている。これを第４の実施例の接着剤４４ｚとして
用いる。

【０１１５】第１基板１２と第２基板１４との接合およ
び固定の工程は、第１の実施例と同様に、ステージ６２
上に載せた第２基板１４の一方の面１４ａに、上記接着
剤４４ｚをディスペンサ６４を用いて塗布する。接着剤
４４ｚの塗布箇所および塗布量は第１の実施例と同様と
する。次に、ピックアップ６６によって吸着された第１
基板１２を、第２基板１４の一方の面１４ａの上側から
近づける。これにより、第１基板１２の接合面１２ｂと
第２基板１４の一方の面１４ａとの間隔が１０μｍ程度
になると、接着剤４４ｚは第１基板１２の接合面１２ｂ
に付着して周辺に広がる。また、接着剤４４ｚ中のスペ
ーサ粒子４５は１０μｍの直径を有しているため、第１
基板１２の接合面１２ｂおよび第２基板１４の一方の面
１４ａの両方に接してスペーサ４５として機能する。よ
って、基板間隔の調整精度を厳密にしなくても、第１基
板１２と第２基板１４との間は１０μｍの間隔で保持す
ることができる。このため、接着剤４４ｚは第１および
第２のＣＧＨ２４，２６が形成されている領域にまで広
がるおそれはない。

【０１１６】この後、接着剤４４ｚを塗布した部分に紫
外線を照射して、接着剤４４ｚ（４４）を硬化させるこ
とによって、第１基板１２と第２基板１４とを接合して
固定する。

【０１１７】また、第１基板１２および第２基板１４か
らなる構造体と、第３基板１６との接合工程にも、上述
したスペーサ粒子４５が混合された接着剤４４ｚを用い
る。

【０１１８】なお、これ以外の光学装置の製造工程は、
第１の実施例で説明した工程と同様にして行う。これに
より、第４の実施例の光学装置が得られる。

【０１１９】この結果、基板同士の接合を行う工程中
に、接着剤が接合する基板面で広がってもＣＧＨ形成領
域にまで広がるおそれを回避できる。よって、光学特性
の好適な光学装置が得られる。また、光学装置の歩留り
の向上も図れる。また、接着剤４４ｚ中に含まれるスペ
ーサ粒子４５の直径によって、基板同士を一定の間隔に
保持することができるので、好適な接着強度で基板同士
を固定することができる。また、接着剤中に複数含まれ
るスペーサ粒子４５の形状および大きさは一定であるた
め、基板面のどの位置においても接合する基板面との間
隔を一定にすることができる。よって、光軸のずれが生
じるおそれがなく、設計通りの光学特性が得られる。

【０１２０】また、この例では球状のスペーサ粒子４５
を用いたが、これに限るものではなく、例えば円柱状の
スペーサを用いてもよい。また、この例は、スペーサ粒
子の材料としてガラスを用いたが、これに限らず、アル
ミナ、ジルコニア、プラスチック等、接着剤に用いられ
る溶液に対して不溶でかつ剛性を有する材料であればよ
い。

【０１２１】＜第５の実施例＞第５の実施例として、図
１４を参照して、第１の実施例の光学装置と同様の構成
の光学装置で、基板同士を固定する接着剤が、光学装置
で使用される波長の光を吸収する材料を含んでいる例に
つき説明する。

【０１２２】以下、第１〜第４の実施例と相違する点に
ついて説明し、同様の点についてはその詳細な説明を省
略する。

【０１２３】第５の実施例の光学装置の全体的な構成
は、図１で示した光学装置と同様である。図１４は第１
基板と第２基板とを第５の実施例の接着剤を用いて固定
した状態を示す、概略的な断面図である。

【０１２４】この例では、光学装置で使用される波長
１．３μｍの光および波長１．５５μｍの光を吸収する
接着剤９０を用いる。ここでは、黒色の熱硬化型接着剤
である、エポテック３２０（商品名：エポキシテクノロ
ジー社製）を用いる。

【０１２５】第１基板１２と第２基板１４との接合工程
において、エポテック３２０（９０）を用いること以外
は、第１の実施例と同様にする。また、エポテック３２
０（９０）の塗布位置および塗布量も、第１の実施例で
用いた接着剤４４ｘの塗布位置および塗布量と同様とす
る。

【０１２６】第２基板１４の一方の面１４ａに、エポテ
ック３２０（９０）を塗布した後、第１基板１２を第２
基板１４の一方の面１４ａの上側から近づけ、基板間隔
を１０μｍにして接合する。この後、加熱処理を行っ
て、エポテック３２０（９０）を硬化させることによっ
て、第１基板１２と第２基板１４とを固定する（図１
４）。

【０１２７】また、第１基板１２と第２基板１４からな
る構造体と、第３基板１６とを接合する工程でも、上記
エポテック３２０（９０）を接着剤として用いる。

【０１２８】この後の、光学装置の製造工程は、第１の
実施例と同様にして行うが、ファイバアレイ２２と第
１、第２および第３基板１２，１４，１６の積層構造体
とを接合するときには、エポテック３２０（９０）では
なく、第１の実施例で使用した接着剤４４ｘを用いる。
これはファイバアレイ２２から第１基板１２へ、第１の
入力端１８からの光を透過させなければならないからで
ある。これにより、第５の実施例の光学装置が得られ
る。

【０１２９】この結果、第１の実施例で得られる効果と
同様の効果が得られる。また、この例では、波長１．３
μｍの光および波長１．５５μｍの光を吸収するような
接着剤９０を用いているため、光学装置内で発生する迷
光を、基板同士を接着している接着剤９０の部分で吸収
することができる。このような迷光は、例えば第１の入
力端１８から入射光や半導体レーザダイオード４２から
の入射光が、ＣＧＨに入射したときに発生する不必要な
高次回折光や、ＣＧＨではない領域に入射した光や、Ｃ
ＧＨ以外の領域で反射した光等である。このような迷光
は、第１の出力端２０やフォトディテクタ４０に入射す
ると、ノイズ信号として検出されてしまう。よって、こ
の接着剤９０が塗布されている部分で迷光が吸収されれ
ば、ノイズ信号の発生を防ぐことができる。したがっ
て、得られる光信号のＳ／Ｎ比を高くすることができ
る。

【０１３０】また、このような接着剤９０としては、第
５の実施例の光学装置で用いられている波長の光を吸収
できる材料であればよいため、黒色の接着剤に限られる
ものではない。例えば透明や緑色の材料であってもよ
い。

【０１３１】また、このような接着剤９０を用いて製造
される光学装置においては、第２の実施例や第３の実施
例で説明したような、第２基板の一方の面および第３基
板の一方の面に接着剤溜め用溝が形成されているような
光学装置にも適用可能である。また、第４の実施例で説
明したように、基板間にスペーサが設けられていてもよ
い。

【０１３２】また、上述した第１〜第５の実施例では、
第１の入力端１８および第１の出力端２０が予め固定さ
れているファイバアレイを用いているが、第１の入力端
となる光ファイバと、第１の出力端となる光ファイバと
を、個別に第１基板１２の一方の面１２ａに接続させて
もよい。

【０１３３】また、上述した実施例では、基板同士の位
置合わせに用いるアライメントマークをエッチングによ
り形成しているが、これに限られるものではない。例え
ば、クロム等の金属を蒸着した後、この金属を所望のマ
ーク形状にパターニングしてエッチングして形成しても
よい。

【０１３４】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の光学装置によれば、複数の光学素子基板を積層し
て構成された積層構造体を具え、上記光学素子基板のう
ち、少なくとも１つの光学素子基板の一方の面に計算機
ホログラムが形成されている光学装置であって、上記一
方の面内の、ＣＧＨが形成されている領域以外の一部の
領域である第１領域と、上記一方の面の直上に積層され
る光学素子基板の、上記一方の面と対向する面内の一部
の領域である第２領域とが、所定の間隔で以て保持さ
れ、かつ接着剤によって固定されている。これにより、
ＣＧＨ形成領域は、接着剤で覆われることはないため、
ＣＧＨの光学特性が変化するおそれはなくなる。また、
光学素子基板同士の間は、所定の間隔、ここでは、接着
剤の好適な接着強度が得られる間隔に保持して固定され
ているので、従来よりも耐久性の高い光学装置が得られ
る。

【０１３５】また、このような光学装置の製造方法にお
いて、好ましくは、光学素子基板のＣＧＨが形成されて
いる一方の面内の第１領域に接着剤を塗布する工程と、
上記一方の面の直上に積層する光学素子基板の一方の面
と対向する面と、上記一方の面との間隔を、接着剤の接
着強度を維持し、かつ接着剤がＣＧＨ形成領域に広がら
ないような間隔に保持して、一方の面とこの面と対向す
る面とを固定する工程とを含むのがよい。

【０１３６】これにより、ＣＧＨが形成された光学素子
基板上に他の光学素子基板を積層し、この光学素子基板
同士を固定する際に、基板間に塗布した接着剤がこの基
板間に広がってＣＧＨの形成領域にまで及ぶのを防ぐこ
とができる。また、光学基板同士を、接着剤の接着強度
が好適な強度となる間隔に保持して固定するので、光学
素子の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光学装置の概略的な構成図であり、
断面の切り口で示してある。

【図２】第１の実施例の説明に供する、ファイバアレイ
の平面図である。

【図３】第１の実施例の説明に供する、第１基板の一方
の面の平面図である。

【図４】（Ａ）は、第１の実施例の説明に供する、第２
基板の一方の面の平面図であり、（Ｂ）は、第２基板の
他方の面の平面図である。

【図５】（Ａ）は、第１の実施例の説明に供する、第３
基板の一方の面の平面図であり、（Ｂ）は、第３基板の
他方の面の平面図である。

【図６】この発明の光学装置の製造に用いる、実装装置
の概略的な構成図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施例の光学装置の
製造工程図であり、製造中の装置の断面の切り口で示し
てある。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施例の光学装置
の、図７に続く製造工程図である。

【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施例の光学装置
の、図８に続く製造工程図である。

【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、第１の実施例の説明
に供する、光学装置の製造工程中の第２基板の平面図で
ある。

【図１１】（Ａ）は、第２の実施例の説明に供する、第
２基板の概略的な平面図であり、（Ｂ）は、第１基板お
よび第２基板からなる積層体の概略的な断面図である。

【図１２】（Ａ）は、第３の実施例の説明に供する、第
２基板の概略的な平面図であり、（Ｂ）は、第１基板お
よび第２基板からなる積層体の概略的な断面図である。

【図１３】第４の実施例の説明に供する、第１基板およ
び第２基板からなる積層体の概略的な断面図である。

【図１４】第５の実施例の説明に供する、第１基板およ
び第２基板からなる積層体の概略的な断面図である。

【図１５】従来の光学装置の構成を示す概略的な断面図
である。

【符号の説明】

１０：光学装置１２：第１基板１２ａ：一方の面１２ｂ：他方の面（接合面）１３：（第２基板の）第１領域１５：（第１基板の）第２領域１７：（第３基板の）第１領域１９：（第２基板の）第２領域１４：第２基板１４ａ，１６ａ：一方の面１４ｂ，１６ｂ：他方の面１６：第３基板１８：第１の入力端２０：第１の出力端２２：ファイバアレイ２２ａ：接合面２４：第１のＣＧＨ２６：第２のＣＧＨ２８：波長選択フィルタ３０：第３のＣＧＨ３２：第２の入力端３４：第２の出力端３６：第４のＣＧＨ３８：第５のＣＧＨ４０：フォトディテクタ４２：半導体レーザダイオード４４，８０：（硬化した）接着剤４４ｘ，４４ｙ，４４ｚ，８０ｘ：（硬化する前の）接
着剤４４ｐ：接着剤を塗布する位置（塗布箇所）４５：スペーサ（スペーサ粒子）５０，５２，５４，５６：アライメントマーク６０：実装装置６２：ステージ６４：ディスペンサ６６：ピックアップ６８：第１のカメラ７０：第２のカメラ７２：紫外線照射機７４：光源７６：光パワーメータ８２：接着剤溜め用溝８４：接着剤溜め用第１溝（第１溝）８６：接着剤溜め用第２溝（第２溝）９０：接着剤（エポテック３２０）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光学素子基板を積層して構成され
た積層構造体を具え、前記光学素子基板のうち、少なく
とも１つの光学素子基板の一方の面に計算機ホログラム
が形成されている光学装置において、前記一方の面内の、前記計算機ホログラムが形成されて
いる領域以外の一部の領域である第１領域と、前記一方の面の直上に積層される光学素子基板の、前記
一方の面と対向する面内の一部の領域である第２領域と
が、所定の間隔で以て保持され、かつ接着剤によって固
定されていることを特徴とする光学装置。
【請求項２】請求項１に記載の光学装置において、前記第１領域と、前記計算機ホログラムが形成されてい
る領域との間に接着剤溜め用溝が設けられていて、前記第１領域および前記接着剤溜め用溝と、前記第２領域とが、前記接着剤によって固定されている
ことを特徴とする光学装置。
【請求項３】請求項１に記載の光学装置において、前記第１領域と、前記第２領域との間に所定の高さを有
するスペーサが設けられていることを特徴とする光学装
置。
【請求項４】請求項３に記載の光学装置において、前記スペーサが複数の球状粒子で構成されていて、該球状粒子の大きさが一定であることを特徴とする光学
装置。
【請求項５】請求項１に記載の光学装置において、前記接着剤は、前記光学装置で使用する波長の光を吸収
する物質を含有していることを特徴とする光学装置。
【請求項６】請求項１に記載の光学装置において、多重光を受ける第１の入力端と、該入力端に受けた多重
光から分離される第１の波長成分の光を出力する第１の
出力端と、前記多重光から分離される第２の波長成分の
光に関し、前記第１の入力端へ向けての双方向通信を可
能とする第２の一対の入力端および出力端とを具える光
学装置であって、前記第１の入力端からの多重光を平行光束に変換する第
１の計算機ホログラムと、該第１の計算機ホログラムを
経た多重光を、当該多重光を構成する各々の波長に応じ
て偏向させる波長選択フィルタと、該波長選択フィルタ
により分離された前記第１の波長成分の光を前記第１の
出力端に向ける第２の計算機ホログラムと、前記波長選
択フィルタにより分離され前記第２の波長成分を分岐さ
せる第３の計算機ホログラムと、該第３の計算機ホログ
ラムにより分岐された一方の分岐路を経る第２の波長成
分の光を前記第２の出力端へ向ける第４の計算機ホログ
ラムと、前記第２の入力端からの前記第２の波長成分の
光を他方の分岐路、前記第３の計算機ホログラムおよび
第１の計算機ホログラムを経て前記第１の入力端へ向け
るべく、前記第３の計算機ホログラムへ向けて案内する
第５の計算機ホログラムとを含んでいることを特徴とす
る光学装置。
【請求項７】請求項６に記載の光学装置において、前記光学素子基板として第１基板、第２基板および第３
基板を具え、前記第１の入力端および第１の出力端は、前記第１基板
の一方の面側に設けられ、前記第１および第２の計算機ホログラムは、前記第１基
板の他方の面と接合する前記第２基板の一方の面に並列
的に配列され、前記波長選択フィルタは、前記第２基板の他方の面に設
けられ、前記第３の計算機ホログラムは、前記第３基板の前記第
２基板と接合する一方の面に設けられ、前記第４および第５の計算機ホログラムは前記第３基板
の他方の面に並列的に配列され、前記第２の出力端は、前記第４の計算機ホログラムを経
た光の集光する焦点位置に設けられ、前記第２の入力端は、該第２の入力端からの光が前記第
５の計算機ホログラムに到達可能な位置に設けられてい
ることを特徴とする光学装置。
【請求項８】複数の光学素子基板の積層構造体を具
え、前記光学素子基板のうち、少なくとも１つの光学素
子基板の一方の面に計算機ホログラムが形成されている
光学装置の製造方法において、前記一方の面内の、前記計算機ホログラムが形成されて
いる領域以外の一部の領域である第１領域に接着剤を塗
布する工程と、前記一方の面の直上に積層する光学素子基板の前記一方
の面と対向する面と、前記一方の面との間隔を、前記接
着剤の接着強度を維持し、かつ該接着剤が前記計算機ホ
ログラム素子が形成されている領域に広がらないような
間隔に保持して、前記一方の面と当該一方の面と対向す
る面とを固定する工程とを含むことを特徴とする光学装
置の製造方法。
【請求項９】請求項８に記載の光学装置の製造方法に
おいて、前記接着剤を塗布する工程の前に、前記第１領域と、前記計算機ホログラムが形成されてい
る領域との間に接着剤溜め用溝を設ける工程を含むこと
を特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１０】請求項８に記載の光学装置の製造方法
において、前記接着剤は、所定の大きさを有するスペーサ粒子を複
数含んでいることを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１１】請求項８に記載の光学装置の製造方法
において、前記接着剤は、前記光学装置で使用される波長の光を吸
収する材料を含んでいることを特徴とする光学装置の製
造方法。
【請求項１２】光学素子基板として第１基板と、一方
の面に第１および第２の計算機ホログラムが形成され、
かつ他方の面に波長フィルタが設けられた第２基板と、
一方の面に第３の計算機ホログラムが形成され、かつ他
方の面に第４および第５の計算機ホログラムが形成され
た第３基板とを具える光学装置を製造するに当たり、前記第２基板の一方の面内の、前記第１および第２の計
算機ホログラムが形成されている領域以外の一部の領域
に接着剤を塗布する工程と、前記第１基板を前記第２基板と位置合わせしながら、前
記第１基板を、該接着剤が塗布された前記第２基板の一
方の面側に、該一方の面と、当該面と対向する第１基板
の面との間隔を前記接着剤の接着強度を維持しかつ該接
着剤が前記第１および第２の計算機ホログラムが形成さ
れている領域に広がらないような間隔にして保持する工
程と、前記第２基板の一方の面と前記第１基板の面との間の接
着剤を硬化させることにより、前記第１基板と前記第２
基板とを固定する工程と、前記第３基板の一方の面内の第３の計算機ホログラムが
形成されている領域以外の一部の領域に接着剤を塗布す
る工程と、前記第１および第２基板を前記第３基板と位置合わせし
ながら、前記第１および第２基板を、接着剤が塗布され
た前記第３基板の一方の面側に、該一方の面と、当該面
と対向する前記第２基板の他方の面との間隔を前記接着
剤の接着強度を維持しかつ該接着剤が前記第３の計算機
ホログラムが形成されている領域に広がらないような間
隔に保持する工程と、前記第３基板の一方の面と前記第２基板の他方の面との
間の接着剤を硬化させることにより、第１および第２基
板と第３基板とを固定する工程とを含むことを特徴とす
る光学装置の製造方法。
【請求項１３】請求項１２に記載の光学装置の製造方
法において、前記接着剤を塗布する工程の前に、前記第２基板の一方の面内の前記一部の領域と、前記第
１および第２の計算機ホログラムが形成されている領域
との間、および、前記第３基板の一方の面内の前記一部
の領域と、前記第３の計算機ホログラムが形成されてい
る領域との間に、それぞれ接着剤溜め用溝を設ける工程
を含むことを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１４】請求項１２に記載の光学装置の製造方
法において、前記接着剤は、所定の大きさのスペーサ粒子を複数含ん
でいることを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１５】請求項１２に記載の光学装置の製造方
法において、前記接着剤は、前記光学装置で使用される波長の光を吸
収する材料を含んでいることを特徴とする光学装置の製
造方法。