JP2001264574A - V grooved substrate for optical fiber - Google Patents
V grooved substrate for optical fiberInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】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
る種々の光集積回路あるいは光素子と光ファイバとを簡
便にしかもコンパクトに接続するための光ファイバ用V
溝基板に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simple and compact optical integrated circuit or various optical devices and optical fibers used in the fields of general optics and micro-optics, and in the fields of optical communication and optical information processing. V for optical fiber to connect
It relates to a groove substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信、光情報処理分野で用いる光導波
路では集積化、微小化、高機能化、低価格化をめざした
検討が、近年盛んになってきている。実際に石英系光導
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。2. Description of the Related Art In the field of optical waveguides used in the fields of optical communication and optical information processing, studies for integration, miniaturization, high functionality, and low cost have been actively conducted in recent years. Actually, silica-based optical waveguide devices have been put to practical use in a part of the optical communication field.
【0003】このような光導波路素子は、光ファイバと
同様に、一般に、光が光導波するコア部と、それを覆う
クラッド部からなっている。[0003] Such an optical waveguide device generally comprises, like an optical fiber, a core portion through which light is optically guided and a clad portion covering the core portion.
【0004】現在までのところ、光導波路素子では、多
くの場合、基板面と平行な同一平面上に光導波路コアが
形成されている。一部では、さらに高密度の光配線を伴
う光導波路素子も提案されている。このような提案の中
には、基板面と平行な異なる平面上に光導波路コアを形
成し、方向性結合器などで、上下の光路を結合させる試
みなどがある。[0004] Until now, in many cases, an optical waveguide element has an optical waveguide core formed on the same plane parallel to the substrate surface. Some have also proposed optical waveguide devices with higher-density optical wiring. Among such proposals, there is an attempt to form an optical waveguide core on a different plane parallel to the substrate surface and to couple the upper and lower optical paths with a directional coupler or the like.
【0005】光導波路素子単独では、光ファイバや他の
光部品と接続できないため、光導波路素子には、通常、
光ファイバが接続部品を介して接続され、その光ファイ
バの先に、光ファイバコネクタが接続されてはじめて、
他の光部品や光ファイバと接続できる。したがって、光
導波路素子と光ファイバの接続は重要である。Since an optical waveguide element alone cannot be connected to an optical fiber or other optical components, an optical waveguide element usually has
Only when the optical fiber is connected via the connecting component and the optical fiber connector is connected to the tip of the optical fiber,
Can be connected to other optical components and optical fibers. Therefore, the connection between the optical waveguide element and the optical fiber is important.
【0006】光は、直進性が強いため、光ファイバとの
接続には、光導波路素子のコアと光ファイバのコアが1
〜数ミクロン程度以内の精度で、位置合わせする必要が
ある。この高精度の位置合わせを可能にしているのが断
面がV字形状のV溝を有するV溝基板の活用である。通
常は、同一平面上に、V溝が形成されており、その溝
に、光ファイバが配置され、高精度の位置合わせが可能
になる。[0006] Since the light has a strong linearity, the core of the optical waveguide element and the core of the optical fiber are connected to the optical fiber by one.
It is necessary to perform alignment with an accuracy of about ~ several microns. The use of a V-groove substrate having a V-groove having a V-shaped cross section enables this highly accurate alignment. Usually, a V-groove is formed on the same plane, and an optical fiber is arranged in the V-groove, thereby enabling high-accuracy alignment.
【0007】しかし、基板の厚さ方向の異なる平面上に
複数個の光導波路コアが配置されている場合、その高さ
ごとに、光ファイバが配置されたV溝基板を作製し、接
続するということが必要だった。However, when a plurality of optical waveguide cores are arranged on different planes in the thickness direction of the substrate, a V-groove substrate on which optical fibers are arranged is prepared for each height and connected. It was necessary.
【0008】図7に示す光導波路型位置検出光センサを
用いて、従来技術の問題点を概説する。図7(a)は光
導波路型位置検出光センサ全体の概観図、(b)は
(a)のA部拡大正面図である。The problems of the prior art will be outlined using the optical waveguide type position detecting optical sensor shown in FIG. FIG. 7A is a schematic view of the entire optical waveguide type position detection optical sensor, and FIG. 7B is an enlarged front view of a portion A in FIG.
【0009】72は光導波路コア、73は光導波路クラ
ッド、71は基板、70は光導波路素子、74は光導波
路コア72と接続された光ファイバ、75は光ファイバ
74の先端に設けられた接続用の光コネクタ、66は光
導波路コア72と光ファイバ74を高精度に位置合わせ
して接続するための光導波路接続部品である。Reference numeral 72 denotes an optical waveguide core, 73 denotes an optical waveguide clad, 71 denotes a substrate, 70 denotes an optical waveguide element, 74 denotes an optical fiber connected to the optical waveguide core 72, and 75 denotes a connection provided at the tip of the optical fiber 74. An optical connector 66 is an optical waveguide connecting part for aligning and connecting the optical waveguide core 72 and the optical fiber 74 with high precision.
【0010】光導波路72は5本あり、これらの光導波
路コア72と光導波路クラッド73で構成される光導波
路が、基板71上に形成されている。光導波路コア72
は、基板71と平行な3つの異なる平面内に、それぞれ
2本、1本、2本配置されている。全体で5本の光導波
路コア72は、図7(b)に示すように、光検出を行う
側で、互いに接近して配置されている。また、それぞれ
の光導波路コア72に入射される光を独立に検出するた
めには、それぞれの光導波路コア72が、5本の異なる
光ファイバ74と接続される必要がある。このため、光
ファイバ74と接続される側では、光導波路コア72
は、光検出側に比較し、互いに離れた適当な間隔で配置
されている。したがって、真中の光導波路コア72以外
の光導波路コア72は、図7(a)に示すように、曲線
部分を有する。There are five optical waveguides 72, and an optical waveguide composed of the optical waveguide core 72 and the optical waveguide clad 73 is formed on a substrate 71. Optical waveguide core 72
Are arranged in two different planes in three different planes parallel to the substrate 71, respectively. As shown in FIG. 7B, a total of five optical waveguide cores 72 are arranged close to each other on the light detection side. Further, in order to independently detect the light incident on each optical waveguide core 72, each optical waveguide core 72 needs to be connected to five different optical fibers 74. Therefore, on the side connected to the optical fiber 74, the optical waveguide core 72
Are arranged at appropriate intervals apart from each other as compared to the light detection side. Therefore, the optical waveguide cores 72 other than the central optical waveguide core 72 have a curved portion as shown in FIG.
【0011】光導波路コア72と光ファイバ74との接
続では、光導波路コア72の中心と光ファイバ74のコ
アの中心が、シングルモード光ファイバでは、1ミクロ
ン以下の精度で、50ミクロンコア径のマルチモード光
導波路でも、5ミクロン以下の高精度で位置合わせする
ことが必要である。したがって、光導波路接続部品66
は、精度良く、光ファイバ74を固定することが必要に
なり、光導波路接続部品66の基板として、通常V溝が
形成された基板を使用する。In the connection between the optical waveguide core 72 and the optical fiber 74, the center of the optical waveguide core 72 and the center of the core of the optical fiber 74 are aligned with a single mode optical fiber with an accuracy of 1 micron or less and a core diameter of 50 microns. Even in a multi-mode optical waveguide, it is necessary to perform alignment with high accuracy of 5 microns or less. Therefore, the optical waveguide connecting component 66
It is necessary to fix the optical fiber 74 with high accuracy, and a substrate on which a V-groove is formed is usually used as the substrate of the optical waveguide connecting component 66.
【0012】図6は、従来の光導波路コアと光ファイバ
とを接続するための、V溝基板を用いた光導波路接続部
品を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional optical waveguide connecting component using a V-groove substrate for connecting an optical waveguide core and an optical fiber.
【0013】62は断面がV字形状のV溝、61はV溝
62が形成されたV溝基板、63はV溝62に配置され
た断面が円形の光ファイバ、67は上蓋、66は光導波
路接続部品である。Reference numeral 62 denotes a V-shaped V-shaped cross section, 61 denotes a V-groove substrate having the V-shaped groove 62 formed thereon, 63 denotes an optical fiber having a circular cross-section disposed in the V-groove 62, 67 denotes an upper cover, and 66 denotes a light guide. Wave path connecting parts.
【0014】すなわち、各V溝62内に光ファイバ63
を配置し、接着剤等を用いて、上蓋67で固定する。こ
の端面を研磨することにより平坦化して、光導波路端面
と接着剤等で接続する。V溝62は、高さ方向の位置精
度を保つため、通常は、一定の深さで形成されている。That is, an optical fiber 63 is provided in each V-groove 62.
And fixed with the upper lid 67 using an adhesive or the like. This end face is flattened by polishing, and connected to the end face of the optical waveguide with an adhesive or the like. The V-groove 62 is usually formed at a constant depth in order to maintain positional accuracy in the height direction.
【0015】したがって、従来、多数本の光ファイバ6
3を接続するとき、V溝基板61面と平行な同一面内
に、任意の位置に多数本のV溝62を形成する場合は、
1個のV溝基板61に複数のV溝62を形成すればよ
い。Therefore, conventionally, a large number of optical fibers 6
When connecting a plurality of V-grooves 62 at an arbitrary position in the same plane parallel to the surface of the V-groove substrate 61,
A plurality of V grooves 62 may be formed in one V groove substrate 61.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図7に示すよ
うに、基板71の厚さ方向の異なる面内に光導波路コア
72が存在する場合は、それぞれ、別々に、図6のV溝
基板61を有する光導波路接続部品66を作製する必要
があった。However, as shown in FIG. 7, when the optical waveguide cores 72 are present in different planes in the thickness direction of the substrate 71, the V-groove substrates shown in FIG. It was necessary to produce an optical waveguide connecting component 66 having 61.
【0017】すなわち、図7の光導波路型位置検出光セ
ンサでは、基板71面と異なる3つの平面内に光導波路
コア72が存在するため、3個の光導波路接続部品66
が必要になる。That is, in the optical waveguide type position detecting optical sensor of FIG. 7, since the optical waveguide core 72 exists in three planes different from the surface of the substrate 71, three optical waveguide connecting parts 66 are provided.
Is required.
【0018】また、光は直進性が強く、光導波路中に曲
率半径の小さい急峻に曲がる光導波路コア72を設ける
と、曲がりによる光の光導波損失が大きくなるため、曲
がりを有する光導波路コア72では、ある程度曲率半径
を大きくする必要がある。したがって、光ファイバ接続
側の光導波路コア72を離して配置すると、光導波路素
子70の幅だけではなく、光導波路素子70の長さも長
くする必要があるため、長くなった分だけ光導波路の光
導波損失も大きくなる。典型的な例では、長さが2cm
程度の光導波路素子70となる。Also, if the optical waveguide core 72 having a small curvature radius is provided in the optical waveguide, the optical waveguide loss of the light due to the bend increases, and thus the optical waveguide core 72 having the bend. Then, it is necessary to increase the radius of curvature to some extent. Therefore, if the optical waveguide core 72 on the optical fiber connection side is disposed apart, not only the width of the optical waveguide element 70 but also the length of the optical waveguide element 70 needs to be increased. Wave loss also increases. A typical example is 2cm long
The optical waveguide element 70 of the order is obtained.
【0019】さらに、上記のように、3個の光導波路接
続部品66が必要になると、部品点数が多くなるばかり
でなく、光導波路コア72に光ファイバ74付きの個々
の光導波路接続部品66を接続するため、異なる光導波
路接続部品66間の光ファイバ74の間隔をある程度広
く取らなければならず、高密度に、実装することが難し
くなる。Further, as described above, when three optical waveguide connecting parts 66 are required, not only the number of parts increases, but also the individual optical waveguide connecting parts 66 with the optical fibers 74 attached to the optical waveguide core 72. In order to make the connection, the distance between the optical fibers 74 between the different optical waveguide connecting parts 66 must be increased to some extent, which makes it difficult to mount the optical fibers at high density.
【0020】本発明が解決しようとする第1の課題は、
異なる平面内にある複数の光導波路コアを単一の光導波
路接続部品で接続することにより、接続工程数を低減す
ることである。A first problem to be solved by the present invention is as follows.
An object of the present invention is to reduce the number of connection steps by connecting a plurality of optical waveguide cores in different planes with a single optical waveguide connecting component.
【0021】本発明が解決しようとする第2の課題は、
異なる平面内にある光導波路コアと光導波路接続部品の
光ファイバとを高密度に接続することにより、光導波路
素子を小型化することにある。A second problem to be solved by the present invention is as follows.
An object of the present invention is to reduce the size of an optical waveguide element by connecting an optical waveguide core and an optical fiber of an optical waveguide connecting component in different planes at a high density.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、光ファイバ設置用のV溝を設けた光ファ
イバ用V溝基板において、前記基板の厚さ方向の複数の
異なる高さの位置に、前記V溝を設けたことを特徴とす
る。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to an optical fiber V-groove substrate provided with an optical fiber installation V-groove, wherein a plurality of different heights in a thickness direction of the substrate are provided. The V-groove is provided at the position of the V-shape.
【0023】また、本発明は、光ファイバ設置用のV溝
を設けた光ファイバ用V溝基板において、複数の異なる
深さを有する前記V溝を設けたことを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a plurality of V-grooves having different depths are provided on an optical fiber V-groove substrate provided with V-grooves for installing optical fibers.
【0024】なお、V溝とは、断面形状がV字状の溝の
ことをいう。The V-groove is a groove having a V-shaped cross section.
【0025】上記のような光ファイバ用V溝基板を用い
て光導波路接続部品を構成することにより、単一の光導
波路接続部品で、光導波路素子の異なる平面内にある光
導波路コアと、光導波路接続部品の光ファイバとを高精
度に、しかも、高密度に接続することができる。By forming an optical waveguide connecting component using the above-described optical fiber V-groove substrate, a single optical waveguide connecting component can be used to form an optical waveguide core and an optical waveguide core in different planes of an optical waveguide element. It is possible to connect the optical fiber as a waveguide connecting component with high precision and high density.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、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。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
【0027】実施の形態1 図1(a)は本発明の実施の形態1の光ファイバ用V溝
基板を有する光導波路接続部品の断面図である。Embodiment 1 FIG. 1A is a cross-sectional view of an optical waveguide connecting component having an optical fiber V-groove substrate according to Embodiment 1 of the present invention.
【0028】11、12、13は断面形状がV字状のV
溝、1は段差上にV溝11、12、13が加工されてい
るV溝基板、21、22、23はV溝11、12、13
に配置された断面が円形の光ファイバ、7は光ファイバ
21、22、23を押さえるための段差付きブロックか
らなる上蓋、6は光導波路接続部品である。Reference numerals 11, 12, and 13 denote V-shaped cross sections.
Grooves 1 are V-groove substrates on which V-grooves 11, 12, and 13 are machined on steps, and 21, 22, and 23 are V-grooves 11, 12, and 13.
Is an optical fiber having a circular cross section, 7 is an upper cover made of a stepped block for holding the optical fibers 21, 22, 23, and 6 is an optical waveguide connecting part.
【0029】本実施の形態では、V溝基板1の厚さ方向
の複数の異なる高さの位置(異なる平面内)に、V溝1
1、12、13が設けてある。In this embodiment, the V-groove 1 is located at a plurality of different heights (in different planes) in the thickness direction of the V-groove substrate 1.
1, 12, and 13 are provided.
【0030】図1(b)は図1(a)の光導波路接続部
品6により光ファイバ接続される光導波路の正面図であ
る。FIG. 1B is a front view of an optical waveguide connected to an optical fiber by the optical waveguide connecting part 6 of FIG. 1A.
【0031】31、32、33は光導波路コア、3は光
導波路クラッドである。(なお、図中のa、b、cは後
述の図3(a)に対応する)。Reference numerals 31, 32, and 33 denote optical waveguide cores, and reference numeral 3 denotes an optical waveguide clad. (Note that a, b, and c in the figure correspond to FIG. 3A described later.)
【0032】光導波路コア31、32、33は、基板と
平行な3つの異なる平面内に、図の左側から光導波路が
それぞれ2個、1個、2個と配置されている。それと併
せるように、図1(a)のV溝11、12、13は、V
溝基板1の厚さ方向の3つの異なる高さの位置(異なる
平面内)に、図の左側から、2個、1個、2個とそれぞ
れ配置形成されており、それぞれのV溝11、12、1
3に光ファイバ21、22、23が配置され、それを上
蓋7で接着剤等を用いて固定してある。The optical waveguide cores 31, 32, and 33 have two, one, and two optical waveguides arranged in three different planes parallel to the substrate from the left side of the figure. In conjunction with this, the V-grooves 11, 12, and 13 in FIG.
From the left side of the drawing, two, one, and two are respectively formed at three different height positions (in different planes) in the thickness direction of the groove substrate 1, and the respective V grooves 11 and 12 are formed. , 1
Optical fibers 21, 22, and 23 are arranged in 3, and are fixed with an upper lid 7 using an adhesive or the like.
【0033】このV溝基板1に装着した光ファイバ2
1、22、23のコアセンタは、図1(b)の光導波路
31、32、33のコアセンタと、シングルモード光導
波路の場合は±1μm以内、コア径50μmのマルチモ
ード光導波路の場合は±5μm以内の精度で一致させる
ことが必要である。従来のV溝基板は、基板と平行方向
のみに、高精度な位置精度が必要であったが、図1
(a)に示す本実施の形態では、基板と平行方向ばかり
でなく、垂直方向にも高精度な加工が必要である。The optical fiber 2 mounted on the V-groove substrate 1
The core centers 1, 22, and 23 are the core centers of the optical waveguides 31, 32, and 33 in FIG. 1B, within ± 1 μm for a single mode optical waveguide, and ± 5 μm for a multimode optical waveguide having a core diameter of 50 μm. It is necessary to match within the accuracy. Conventional V-groove substrates require high-precision positional accuracy only in the direction parallel to the substrate.
In this embodiment shown in (a), high-precision processing is required not only in a direction parallel to the substrate but also in a direction perpendicular thereto.
【0034】実施の形態2 図2は本発明の実施の形態2の光ファイバ用V溝基板を
有する光導波路接続部品の断面図である。Embodiment 2 FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical waveguide connecting component having a V-groove substrate for an optical fiber according to Embodiment 2 of the present invention.
【0035】41、42、43は深さの異なるV溝、2
は深さの異なるV溝41、42、43が加工されている
V溝基板、21、22、23は光ファイバ、7は光ファ
イバ21、22、23を押さえるための段差付きブロッ
クからなる上蓋、26は光導波路接続部品である。Reference numerals 41, 42 and 43 denote V grooves having different depths,
Is a V-groove substrate on which V-grooves 41, 42, 43 having different depths are processed, 21, 22, 23 are optical fibers, 7 is an upper lid made of a stepped block for holding the optical fibers 21, 22, 23, 26 is an optical waveguide connecting component.
【0036】本実施の形態では、V溝基板2に、複数の
異なる深さを有するV溝41、42、43が設けてあ
る。In this embodiment, the V-groove substrate 2 is provided with a plurality of V-grooves 41, 42 and 43 having different depths.
【0037】すなわち、本実施の形態では、各V溝4
1、42、43間の相対的深さを所望の精度で所望の値
とすることにより、図1(a)の実施の形態1と同様
に、図1(b)に示す光導波路素子の高さの異なる複数
の光導波路コア31、32、33と光ファイバの中心と
を一致させて接続することができる。That is, in this embodiment, each V groove 4
By setting the relative depth between 1, 42, and 43 to a desired value with a desired accuracy, the height of the optical waveguide device shown in FIG. A plurality of optical waveguide cores 31, 32, and 33 having different lengths can be connected to the centers of the optical fibers so as to coincide with each other.
【0038】また、前記実施の形態1、2では、従来の
典型的な光導波路素子長が2cmであったのに対し、
1.5cm程度まで短くすることが充分可能である。光
導波路材料として、PMMA(ポリメチルメタクリレー
ト)を用いた場合、光導波損失は、光の波長1.55μ
mで0.5dB/cmであるため、0.5mm短い光導
波路素子では、損失を0.25dB小さくすることがで
きる。このように、前記実施の形態1、2では、従来素
子に比べ、損失も低減できる効果がある。In the first and second embodiments, the typical length of the conventional optical waveguide element is 2 cm,
It is sufficiently possible to make it as short as about 1.5 cm. When PMMA (polymethyl methacrylate) is used as the optical waveguide material, the optical waveguide loss is 1.55 μm of light wavelength.
Since m is 0.5 dB / cm, the loss can be reduced by 0.25 dB in the optical waveguide element shorter by 0.5 mm. As described above, the first and second embodiments have an effect that the loss can be reduced as compared with the conventional device.
【0039】[0039]
【実施例】実施例1 図3(a)は本発明の実施例1の光ファイバ用V溝基板
の断面図、(b)はV溝部分の拡大図、(c)は上蓋の
断面図である。Embodiment 1 FIG. 3A is a sectional view of a V-groove substrate for an optical fiber according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 3B is an enlarged view of a V-groove portion, and FIG. is there.
【0040】本実施例では、V溝基板1の厚さ方向の複
数の異なる高さの位置(異なる平面内)に、V溝11、
12、13が設けてある。In the present embodiment, the V-grooves 11 and the V-grooves 11 are located at a plurality of different heights (in different planes) in the thickness direction of the V-groove substrate 1.
12 and 13 are provided.
【0041】すなわち、図3(a)に示すように、既存
の光導波路に合わせて光ファイバ用V溝基板1を有する
光導波路接続部品を作製するため、まず、光ファイバ用
V溝基板1となるV溝付きパイレックス(登録商標)ガ
ラス製のガラスブロックを切削加工により作製した。That is, as shown in FIG. 3A, in order to manufacture an optical waveguide connecting component having an optical fiber V-groove substrate 1 in accordance with an existing optical waveguide, first, an optical fiber V-groove substrate 1 A glass block made of Pyrex (registered trademark) glass having a V groove was formed by cutting.
【0042】ここで、a=30μm、b=250μm、
c=750μm、ガラスブロック(光ファイバ用V溝基
板1)の厚さt=1mm、幅w=4mm、長さは3mm
である。Here, a = 30 μm, b = 250 μm,
c = 750 μm, thickness t = 1 mm, width w = 4 mm, length 3 mm of glass block (V-groove substrate 1 for optical fiber)
It is.
【0043】V溝11、12、13の角度x(図3
(b))は、70度である。V溝深さf=603μmに
なるように切削し、実際は、V溝の先が丸くなるので、
深さg=450μmとした。The angle x of the V-grooves 11, 12, 13 (see FIG. 3)
(B)) is 70 degrees. It is cut so that the V-groove depth f becomes 603 μm. Actually, the tip of the V-groove is rounded.
The depth g was set to 450 μm.
【0044】また、図3(c)に示すように、上蓋7と
なるパイレックスガラスブロックを切削により加工し
た。具体的には、h=30μm、i=750μm、厚さ
j=1.5mm、幅k=4mm、長さ3mmとなるよう
に切削加工した。As shown in FIG. 3C, a Pyrex glass block serving as the upper lid 7 was machined by cutting. Specifically, cutting was performed so that h = 30 μm, i = 750 μm, thickness j = 1.5 mm, width k = 4 mm, and length 3 mm.
【0045】これらの各部品を組み立てて光導波路接続
部品を作製するには、まず、V溝付きガラスブロックか
らなるV溝基板1に、図1(a)に示すように、外径2
50μmの1本のシングルモード光ファイバ22と4本
のマルチモード光ファイバ21、23をV溝11、1
2、13に配置し、紫外線硬化樹脂を数滴垂らし、次
に、上蓋7でその上を押さえ、紫外線を照射して前記紫
外線硬化樹脂を硬化し、光ファイバ21、22、23を
固定した。はみ出した前記紫外線硬化樹脂部分等を取り
除くため、端面を研磨した。To assemble these components to produce an optical waveguide connecting component, first, as shown in FIG. 1A, an outer diameter 2 is formed on a V-groove substrate 1 made of a V-grooved glass block.
A single 50 μm single-mode optical fiber 22 and four multi-mode optical fibers 21 and 23 are
2 and 13, a few drops of the ultraviolet curable resin were dropped, and then the upper part was pressed down with the upper lid 7, and the ultraviolet curable resin was cured by irradiating ultraviolet rays to fix the optical fibers 21, 22 and 23. The end face was polished in order to remove the protruding ultraviolet curable resin portion and the like.
【0046】図4(a)は、図3に示した本実施例の光
ファイバ用V溝基板1と接続する光導波路素子の正面図
である。FIG. 4A is a front view of an optical waveguide device connected to the optical fiber V-groove substrate 1 of the present embodiment shown in FIG.
【0047】(a)において、51は基板、52、54
は光導波路コア、53は光導波路クラッド、44は光導
波路、45は上蓋、46は光導波路素子である。In (a), 51 is a substrate, 52, 54
Is an optical waveguide core, 53 is an optical waveguide clad, 44 is an optical waveguide, 45 is an upper lid, and 46 is an optical waveguide element.
【0048】厚さ1mmのシリコン基板51上に、光導
波路44が形成されて光導波路素子46が構成されてい
る。ポリマ光導波路は、1mm厚のシリコン基板51上
に光導波路コア52、54がPMMA(ポリメチルメタ
クリレート)、光導波路クラッド53が紫外線硬化型エ
ポキシ樹脂で作製されている。また、真中のシングルモ
ード光導波路コア52の寸法は、6μm×6μm、周辺
のマルチモード光導波路コア54の寸法は、30μm×
30μmであり、全長は1.5cmである。An optical waveguide 44 is formed on a silicon substrate 51 having a thickness of 1 mm to constitute an optical waveguide element 46. In the polymer optical waveguide, the optical waveguide cores 52 and 54 are made of PMMA (polymethyl methacrylate) and the optical waveguide clad 53 is made of an ultraviolet curing epoxy resin on a silicon substrate 51 having a thickness of 1 mm. The size of the center single-mode optical waveguide core 52 is 6 μm × 6 μm, and the size of the surrounding multi-mode optical waveguide core 54 is 30 μm ×
30 μm, and the total length is 1.5 cm.
【0049】また、シングルモード光導波路コア52の
中心とマルチモード光導波路コア54の中心は、高さ方
向に、それぞれ30μm離れている。この光導波路44
を接着剤を用いて、パイレックスガラスブロックからな
る上蓋45で上面を固定し、端面を研磨した。The center of the single-mode optical waveguide core 52 and the center of the multi-mode optical waveguide core 54 are each separated by 30 μm in the height direction. This optical waveguide 44
Using an adhesive, the upper surface was fixed with an upper lid 45 made of Pyrex glass block, and the end surface was polished.
【0050】この上蓋45で上面が固定されたポリマ光
導波路44の端面と、本実施例による図3の光ファイバ
用V溝基板1の端面を紫外線硬化型接着剤で接続固定し
た。The end face of the polymer optical waveguide 44, the upper face of which is fixed by the upper lid 45, and the end face of the optical fiber V-groove substrate 1 of FIG. 3 according to the present embodiment were connected and fixed with an ultraviolet curing adhesive.
【0051】図4(b)は、本実施例の光ファイバ用V
溝基板を有する光導波路接続部品と光導波路とを接着固
定した様子を示す側面図である。FIG. 4B shows the optical fiber V of this embodiment.
It is a side view which shows the mode that the optical waveguide connection component which has a grooved substrate and the optical waveguide were bonded and fixed.
【0052】47は本実施例による光ファイバ用V溝基
板を用いた光導波路接続部品、48は光ファイバ、49
は光ファイバ48の先端に設けた接続用の光コネクタで
ある。Reference numeral 47 denotes an optical waveguide connecting component using the V-groove substrate for an optical fiber according to the present embodiment; 48, an optical fiber;
Is an optical connector for connection provided at the tip of the optical fiber 48.
【0053】光ファイバ48は全部で5本ある。内訳
は、シングルモード光ファイバが1本、マルチモード光
ファイバが4本である。There are a total of five optical fibers 48. The breakdown is one single mode optical fiber and four multimode optical fibers.
【0054】さらに、光導波路接続部品47と反対側の
光ファイバ48の先に光コネクタ49を接続した。Further, an optical connector 49 was connected to the tip of the optical fiber 48 opposite to the optical waveguide connecting component 47.
【0055】図4(a)のそれぞれの光導波路コア5
2、54と本実施例の光ファイバ用V溝基板を用いた光
導波路接続部品47の接続損失を評価するため、光コネ
クタ49側から波長1.55μmのレーザ光を入射し、
光導波路側端面でフォトダイオードを用い、出力光を測
定した。Each optical waveguide core 5 shown in FIG.
In order to evaluate the connection loss of the optical waveguide connecting component 47 using the V-groove substrate for optical fibers 2 and 54 and the optical fiber of this embodiment, a laser beam having a wavelength of 1.55 μm is incident from the optical connector 49 side.
Output light was measured using a photodiode at the end face on the optical waveguide side.
【0056】図5は、このときの測定系を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a measuring system at this time.
【0057】54は波長1.55μmの半導体レーザ、
55は半導体レーザ54からの出力を取り出すための光
ファイバ、56は光ファイバ55の端面に設けた光コネ
クタ、47は本実施例の光ファイバ用V溝基板を用いた
光導波路接続部品、48は光導波路接続部品47の光フ
ァイバ、49は光ファイバ48の光コネクタ、46は光
導波路素子、57は光出力を検出するフォトダイオード
である。Reference numeral 54 denotes a semiconductor laser having a wavelength of 1.55 μm,
55 is an optical fiber for extracting the output from the semiconductor laser 54, 56 is an optical connector provided on the end face of the optical fiber 55, 47 is an optical waveguide connecting component using the optical fiber V-groove substrate of this embodiment, 48 is An optical fiber of the optical waveguide connecting component 47, an optical connector 49 of the optical fiber 48, an optical waveguide element 46, and a photodiode 57 for detecting an optical output.
【0058】フォトダイオード57による測定は、最
初、光コネクタ56のところでフォトダイオード57を
用いて光出力を検出し、次に、図5に示すように、光コ
ネクタ56と光コネクタ49とを接続して、フォトダイ
オード57で光出力を検出し、その差を光損失とした。In the measurement by the photodiode 57, first, an optical output is detected by using the photodiode 57 at the optical connector 56, and then the optical connector 56 and the optical connector 49 are connected as shown in FIG. Then, the light output was detected by the photodiode 57 and the difference was defined as the light loss.
【0059】測定した損失結果は、シングルモード光導
波路コア52(図4(a))では、2.0dB、マルチ
モード光導波路コア54では、それぞれ、1.0dB、
0.9dB、1.1dB、1.0dBであった。PMM
A光導波路の損失は、波長1.55μmで0.5dB/
cmであるため、光導波路長1.5cmでは、光導波路
自体で0.75dBの損失がある。また、シングルモー
ド光ファイバ22(図1(a)参照)としては、モード
フィールド径9.5μmの光ファイバを使用したため、
6μm角のシングルモード光導波路コア52に光が入射
する場合、1dB程度の結合損失が生じる。シングルモ
ード光導波路コア52の損失がマルチモード光導波路コ
ア54より約1dB程度大きいのは、この理由によると
考えられる。The measured loss results are 2.0 dB for the single mode optical waveguide core 52 (FIG. 4A) and 1.0 dB for the multimode optical waveguide core 54, respectively.
The values were 0.9 dB, 1.1 dB, and 1.0 dB. PMM
The loss of the A optical waveguide is 0.5 dB / at a wavelength of 1.55 μm.
cm, when the optical waveguide length is 1.5 cm, the optical waveguide itself has a loss of 0.75 dB. Also, since an optical fiber having a mode field diameter of 9.5 μm was used as the single mode optical fiber 22 (see FIG. 1A),
When light enters the 6 μm square single mode optical waveguide core 52, a coupling loss of about 1 dB occurs. It is considered that the loss of the single mode optical waveguide core 52 is larger than that of the multimode optical waveguide core 54 by about 1 dB.
【0060】これらの点を考慮すると、異なる平面内に
ある5本の光導波路コア52、54との接続による過剰
損失は、0.2〜0.3dB程度となり、低損失な接続
ができたことが明らかとなった。In consideration of these points, the excess loss due to the connection with the five optical waveguide cores 52 and 54 in different planes is about 0.2 to 0.3 dB, and a low-loss connection has been achieved. Became clear.
【0061】実施例2 本実施例では、V溝基板2に、複数の異なる深さを有す
るV溝41、42、43が設けてある。Embodiment 2 In this embodiment, the V-groove substrate 2 is provided with a plurality of V-grooves 41, 42 and 43 having different depths.
【0062】すなわち、既存の光導波路に合わせて図2
の光ファイバ用V溝基板2を用いた光導波路接続部品2
6を作製するため、光ファイバ用V溝基板2となるV溝
付きパイレックスガラス製のガラスブロックを切削加工
により作製した。That is, in accordance with the existing optical waveguide, FIG.
Waveguide connecting component 2 using optical fiber V-groove substrate 2
In order to produce No. 6, a glass block made of Pyrex glass with a V-groove serving as the optical fiber V-groove substrate 2 was prepared by cutting.
【0063】V溝41、42、43の角度xは、70度
である。V溝41の深さは603μm、溝42の深さは
573μm、溝43の深さは543μmになるように切
削し、実際は、V溝の先が丸くなるので(図3(b)参
照)、実際の深さはそれぞれ450μm、420μm、
390μmとなった。ガラスブロック(光ファイバ用V
溝基板2)の厚さは1mm、幅は4mm、長さは3mm
である。The angle x of the V-grooves 41, 42, 43 is 70 degrees. The V-groove 41 is cut so as to have a depth of 603 μm, the groove 42 has a depth of 573 μm, and the groove 43 has a depth of 543 μm. Actually, the tip of the V-groove is rounded (see FIG. 3B). The actual depths are 450 μm, 420 μm, respectively.
It was 390 μm. Glass block (V for optical fiber
The thickness of the groove substrate 2) is 1 mm, the width is 4 mm, and the length is 3 mm
It is.
【0064】次に、上蓋7となるパイレックスガラスブ
ロックを切削により加工した。上蓋7は、図3(c)と
同様の寸法である。具体的には、図3(c)に示すよう
に、h=30μm、i=750μm、厚さj=1.5m
m、幅k=4mm、長さ=3mmとなるように切削加工
した。Next, the Pyrex glass block serving as the upper lid 7 was machined by cutting. The upper lid 7 has the same dimensions as those in FIG. Specifically, as shown in FIG. 3C, h = 30 μm, i = 750 μm, and thickness j = 1.5 m
Cutting was performed so that m, width k = 4 mm, and length = 3 mm.
【0065】以下、前記実施例1と同様の工程により作
製した。Thereafter, the device was manufactured by the same steps as in the first embodiment.
【0066】すなわち、まず、V溝付きガラスブロック
からなる光ファイバ用V溝基板2のV溝41、42、4
3に、外径250μmの1本のシングルモード光ファイ
バ22と4本のマルチモード光ファイバ21、23をそ
れぞれ配置し、紫外線硬化樹脂を数滴垂らし、次に、上
蓋7でその上を押さえ、紫外線を照射し、前記紫外線硬
化樹脂を硬化し、光ファイバ21、22、23を固定し
た。はみ出した前記紫外線硬化樹脂部分等を取り除くた
め、端面を研磨した。That is, first, the V-grooves 41, 42, 4 of the optical fiber V-groove substrate 2 composed of a V-grooved glass block.
3, one single-mode optical fiber 22 having an outer diameter of 250 μm and four multi-mode optical fibers 21 and 23 are respectively arranged, a few drops of an ultraviolet curable resin are dripped, and then the upper lid 7 presses the upper part thereof. Ultraviolet rays were applied to cure the ultraviolet curing resin, and the optical fibers 21, 22, and 23 were fixed. The end face was polished in order to remove the protruding ultraviolet curable resin portion and the like.
【0067】本実施例の光ファイバ用V溝基板2を、図
4(a)に示した光導波路素子46と同じものと接続す
る。具体的には、厚さ1mmのシリコン基板51上に、
光導波路44が形成されて光導波路素子46が構成され
る。ポリマ光導波路は、1mm厚のシリコン基板51上
に光導波路コア52、54がPMMA(ポリメチルメタ
クリレート)、光導波路クラッド53が紫外線硬化型エ
ポキシ樹脂で作製されている。また、真中のシングルモ
ード光導波路コア52の寸法は、6μm×6μm、周辺
のマルチモード光導波路コア54の寸法は、30μm×
30μmであり、全長は、1.5cmである。The optical fiber V-groove substrate 2 of this embodiment is connected to the same one as the optical waveguide element 46 shown in FIG. Specifically, on a silicon substrate 51 having a thickness of 1 mm,
The optical waveguide 44 is formed to form an optical waveguide element 46. In the polymer optical waveguide, the optical waveguide cores 52 and 54 are made of PMMA (polymethyl methacrylate) and the optical waveguide clad 53 is made of an ultraviolet curing epoxy resin on a silicon substrate 51 having a thickness of 1 mm. The size of the center single-mode optical waveguide core 52 is 6 μm × 6 μm, and the size of the surrounding multi-mode optical waveguide core 54 is 30 μm ×
30 μm, and the total length is 1.5 cm.
【0068】また、シングルモード光導波路コア52の
中心とマルチモード光導波路コア54の中心は、高さ方
向に、30μm離れている。この光導波路44を接着剤
を用いて、パイレックスガラスブロックからなる上蓋4
5で上面を固定し、端面を研磨した。The center of the single-mode optical waveguide core 52 and the center of the multi-mode optical waveguide core 54 are separated by 30 μm in the height direction. The optical waveguide 44 is attached to the upper cover 4 made of a Pyrex glass block by using an adhesive.
5, the upper surface was fixed, and the end surface was polished.
【0069】この上蓋45で上面が固定されたポリマ光
導波路44の端面と、本実施例による図2の光ファイバ
用V溝基板2の端面を紫外線硬化型接着剤で接続固定し
た。The end face of the polymer optical waveguide 44, the upper face of which is fixed by the upper lid 45, and the end face of the optical fiber V-groove substrate 2 of FIG. 2 according to the present embodiment were connected and fixed with an ultraviolet curing adhesive.
【0070】次に、図4(b)に示すように、光導波路
接続部品47と反対側の光ファイバ48の先に光コネク
タ49を接続した。Next, as shown in FIG. 4B, an optical connector 49 was connected to the end of an optical fiber 48 opposite to the optical waveguide connecting component 47.
【0071】それぞれの光導波路コア52、54(図4
(a))と本実施例の光ファイバ用V溝基板2を用いた
光導波路接続部品47の接続損失を評価するため、光コ
ネクタ49側から波長1.55μmのレーザ光を入射
し、前記実施例1と同様に、図5に示したように、光導
波路側端面でフォトダイオード57を用い、出力光を測
定した。The respective optical waveguide cores 52 and 54 (FIG. 4)
(A)) In order to evaluate the connection loss of the optical waveguide connecting component 47 using the optical fiber V-groove substrate 2 of the present embodiment, a laser beam having a wavelength of 1.55 μm was incident from the optical connector 49 side. As in Example 1, as shown in FIG. 5, output light was measured using the photodiode 57 at the end face on the optical waveguide side.
【0072】測定した損失結果は、シングルモード光導
波路コア52では、1.9dB、マルチモード光導波路
コア54では、それぞれ、1.1dB、0.9dB、
1.0dB、0.9dBであった。PMMA光導波路の
損失は、波長1.55μmで0.5dB/cmであるた
め、光導波路長1.5cmでは、光導波路自体で0.7
5dBの損失がある。また、シングルモード光ファイバ
は、モードフィールド径9.5μmの光ファイバを使用
したため、6μm角のシングルモード光導波路コア52
に光が入射する場合、1dB程度の結合損失が生じる。
シングルモード光導波路コア52の損失がマルチモード
光導波路コア54より約1dB程度大きいのは、この理
由によると考えられる。The measured loss results are 1.9 dB for the single mode optical waveguide core 52 and 1.1 dB and 0.9 dB for the multimode optical waveguide core 54, respectively.
They were 1.0 dB and 0.9 dB. Since the loss of the PMMA optical waveguide is 0.5 dB / cm at a wavelength of 1.55 μm, when the optical waveguide length is 1.5 cm, the loss of the optical waveguide itself is 0.7 dB.
There is a 5 dB loss. In addition, since the single mode optical fiber used was an optical fiber having a mode field diameter of 9.5 μm, the single mode optical waveguide core 52 of 6 μm square was used.
When light is incident on the device, a coupling loss of about 1 dB occurs.
It is considered that the loss of the single mode optical waveguide core 52 is larger than that of the multimode optical waveguide core 54 by about 1 dB.
【0073】これらの点を考慮すると、異なる平面内に
ある5本の光導波路コア52、54との接続による過剰
損失は、0.2〜0.3dB程度となり、低損失な接続
がてきたことが明らかとなった。Considering these points, the excess loss due to the connection with the five optical waveguide cores 52 and 54 in different planes is about 0.2 to 0.3 dB, and a low-loss connection has been achieved. Became clear.
【0074】以上本発明を実施の形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は前記実施の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において種々変
更可能であることは勿論である。Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. It is.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異なる平面内にある光導波路コアと、光ファイバとを、
単一の部品で一度に、簡易に、コンパクトに、高密度
に、しかも低損失に接続することができる。したがっ
て、接続工程数を低減でき、素子を小型化できる。As described above, according to the present invention,
An optical waveguide core and an optical fiber in different planes,
Simple, compact, high-density and low-loss connections can be made at once with a single component. Therefore, the number of connection steps can be reduced, and the element can be downsized.
【図1】(a)は本発明の実施の形態1の光ファイバ用
V溝基板を有する光導波路接続部品の断面図、(b)は
(a)の光導波路接続部品により光ファイバ接続される
光導波路の断面図である。1A is a cross-sectional view of an optical waveguide connecting component having an optical fiber V-groove substrate according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an optical fiber connected by the optical waveguide connecting component of FIG. It is sectional drawing of an optical waveguide.
【図2】本発明の実施の形態2の光ファイバ用V溝基板
を有する光導波路接続部品の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical waveguide connecting component having an optical fiber V-groove substrate according to a second embodiment of the present invention.
【図3】(a)は本発明の実施例1の光ファイバ用V溝
基板の断面図、(b)はV溝部分の拡大図、(c)は上
蓋の断面図である。3A is a cross-sectional view of a V-groove substrate for an optical fiber according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3B is an enlarged view of a V-groove portion, and FIG. 3C is a cross-sectional view of an upper lid.
【図4】(a)は本発明の実施例1、2の光ファイバ用
V溝基板と接続する光導波路の正面図である。FIG. 4A is a front view of an optical waveguide connected to the optical fiber V-groove substrate according to the first and second embodiments of the present invention.
【図5】本発明の実施例1、2の測定系を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a measurement system of Examples 1 and 2 of the present invention.
【図6】従来の光導波路と光ファイバを接続するため
の、V溝基板を用いた接続部品の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional connection component using a V-groove substrate for connecting an optical waveguide and an optical fiber.
【図7】(a)は光導波路型位置検出光センサ全体の概
観図、(b)は(a)のA部拡大正面図である。7A is a schematic view of the entire optical waveguide type position detecting optical sensor, and FIG. 7B is an enlarged front view of a portion A in FIG.
1…V溝基板、6…光導波路接続部品、7…上蓋、1
1、12、13…V溝、21、22、23…光ファイ
バ、31、32、33…光導波路コア、3…光導波路ク
ラッド、2…V溝基板、26…光導波路接続部品、4
1、42、43…V溝、40…基板、44…光導波路、
51、53…光導波路コア、52…光導波路クラッド、
45…上蓋、46…光導波路素子、47…光導波路接続
部品、48…光ファイバ、49…光コネクタ、54…半
導体レーザ、55…光ファイバ、56…光コネクタ、5
7…フォトダイオード、61…V溝基板、62…V溝、
63…光ファイバ、66…光導波路接続部品、67…上
蓋、70…光導波路素子、71…基板、72…光導波路
コア、73…光導波路クラッド、74…光ファイバ、7
5…光コネクタ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... V-groove board, 6 ... Optical waveguide connection part, 7 ... Top lid, 1
1, 12, 13: V-groove, 21, 22, 23: optical fiber, 31, 32, 33: optical waveguide core, 3: optical waveguide clad, 2: V-groove substrate, 26: optical waveguide connecting part, 4,
1, 42, 43 ... V groove, 40 ... substrate, 44 ... optical waveguide,
51, 53: optical waveguide core, 52: optical waveguide clad,
45 top cover, 46 optical waveguide element, 47 optical waveguide connecting part, 48 optical fiber, 49 optical connector, 54 semiconductor laser, 55 optical fiber, 56 optical connector, 5
7 ... photodiode, 61 ... V-groove substrate, 62 ... V-groove,
Reference numeral 63 denotes an optical fiber, 66 denotes an optical waveguide connecting part, 67 denotes an upper lid, 70 denotes an optical waveguide element, 71 denotes a substrate, 72 denotes an optical waveguide core, 73 denotes an optical waveguide clad, and 74 denotes an optical fiber.
5. Optical connector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都丸 暁 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 加藤 雄二郎 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 丸野 透 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H037 AA01 BA02 BA11 BA24 DA04 DA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Tomaru 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yujiro Kato 2-chome, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toru Maruno 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-Term within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 2H037 AA01 BA02 BA11 BA24 DA04 DA12
Claims (2)
バ用V溝基板において、前記基板の厚さ方向の複数の異
なる高さの位置に、前記V溝を設けたことを特徴とする
光ファイバ用V溝基板。1. An optical fiber V-groove substrate provided with optical fiber installation V-grooves, wherein the V-grooves are provided at a plurality of different heights in the thickness direction of the substrate. V-groove substrate for optical fiber.
バ用V溝基板において、複数の異なる深さを有する前記
V溝を設けたことを特徴とする光ファイバ用V溝基板。2. An optical fiber V-groove substrate having an optical fiber installation V-groove provided with a plurality of V-grooves having different depths.
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---|---|---|---|---|
JP2018004704A (en) * | 2016-06-27 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | Waveguide chip for multi-chip connection |
JP2018048940A (en) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | 住友電気工業株式会社 | Optical fiber measurement device, measurement auxiliary device, and optical fiber measurement method |
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2000
- 2000-03-16 JP JP2000073404A patent/JP2001264574A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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