JP2002318318A - 光導波路およびその光導波路の作製方法、その光導波路を用いた光モジュール - Google Patents
光導波路およびその光導波路の作製方法、その光導波路を用いた光モジュールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 柔軟性をもつコアおよびクラッド部分とこれ
らを支持する硬質の外枠部分の位置合わせを確実なもの
にする光導波路を提供する。 【解決手段】 コア部１０１およびクラッド部１０２を
柔軟かつ透明な材料で形成し、クラッド部１０２を凹部
１０４，１０５を備えた硬質の材料で形成した外枠部１
０３で支持する。クラッド部１０２および外枠部１０３
とを同一の型で一体的に作製する。コア部１０１および
クラッド部１０２を柔軟かつ透明な材料で形成すること
で、他の光部品と端面同士を傷つくことなく接触するこ
とが可能になる。また、硬質材料で形成する外枠部１０
３の凹部１０４、１０５は、他の光部品との位置合わせ
を容易する。
らを支持する硬質の外枠部分の位置合わせを確実なもの
にする光導波路を提供する。 【解決手段】 コア部１０１およびクラッド部１０２を
柔軟かつ透明な材料で形成し、クラッド部１０２を凹部
１０４，１０５を備えた硬質の材料で形成した外枠部１
０３で支持する。クラッド部１０２および外枠部１０３
とを同一の型で一体的に作製する。コア部１０１および
クラッド部１０２を柔軟かつ透明な材料で形成すること
で、他の光部品と端面同士を傷つくことなく接触するこ
とが可能になる。また、硬質材料で形成する外枠部１０
３の凹部１０４、１０５は、他の光部品との位置合わせ
を容易する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ、
光ファイバ等の光部品を低損失で光結合するために必要
な光導波路および光導波路の作製方法、この光導波路を
用いた光部品とを光接続するための光モジュールに関す
る。
光ファイバ等の光部品を低損失で光結合するために必要
な光導波路および光導波路の作製方法、この光導波路を
用いた光部品とを光接続するための光モジュールに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スポットサイズの等しい半導体レーザや
光ファイバ等の光部品間を低損失で光結合する場合、光
部品から出射される光は一定の広がり角をもっているた
め、光部品間の距離が光軸方向で離れるに従って結合効
率は悪くなる。このため低損失で光結合するには光部品
の端面同士は接触していることが望ましい。しかし光部
品を硬質の材料で形成する場合、接触によって端面を傷
つける恐れがある。
光ファイバ等の光部品間を低損失で光結合する場合、光
部品から出射される光は一定の広がり角をもっているた
め、光部品間の距離が光軸方向で離れるに従って結合効
率は悪くなる。このため低損失で光結合するには光部品
の端面同士は接触していることが望ましい。しかし光部
品を硬質の材料で形成する場合、接触によって端面を傷
つける恐れがある。
【０００３】これを回避する方法として、例えば特許第
3059171号公報がある。ここに記載の内容は、半導体レ
ーザと光導波路を光接続するときに、光導波路をシリコ
ーン樹脂のような柔軟かつ透明な材料で形成すること
で、半導体レーザの端面を傷つけることなく半導体レー
ザと光導波路の端面同士を接触させることを可能とす
る。また、光導波路を基板上に実装することを考慮する
と、光導波路と基板に嵌合用の凹凸部を作製しておけ
ば、凹凸部の嵌合により位置合わせを行った状態で基板
に光導波路の実装を可能とする。
3059171号公報がある。ここに記載の内容は、半導体レ
ーザと光導波路を光接続するときに、光導波路をシリコ
ーン樹脂のような柔軟かつ透明な材料で形成すること
で、半導体レーザの端面を傷つけることなく半導体レー
ザと光導波路の端面同士を接触させることを可能とす
る。また、光導波路を基板上に実装することを考慮する
と、光導波路と基板に嵌合用の凹凸部を作製しておけ
ば、凹凸部の嵌合により位置合わせを行った状態で基板
に光導波路の実装を可能とする。
【０００４】この場合、光導波路全体が柔軟性をもつと
凹凸部が歪むため、位置合わせに時間を要するばかりか
位置合わせ精度が低下し、実装時の取り扱いが難しくな
る問題があった。
凹凸部が歪むため、位置合わせに時間を要するばかりか
位置合わせ精度が低下し、実装時の取り扱いが難しくな
る問題があった。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】上記した従来の技術で
は、柔軟性をもつコアおよびクラッド部分の確実な位置
合わせが困難なことから、他の光部品への効率的な光の
伝播が実現することができなかった。
は、柔軟性をもつコアおよびクラッド部分の確実な位置
合わせが困難なことから、他の光部品への効率的な光の
伝播が実現することができなかった。
【０００６】この発明の第１の目的は、柔軟性をもつコ
アおよびクラッド部分とこれらを支持する硬質の外枠部
分の位置合わせを確実なものにする光導波路およびその
作製方法を提供することにある。
アおよびクラッド部分とこれらを支持する硬質の外枠部
分の位置合わせを確実なものにする光導波路およびその
作製方法を提供することにある。
【０００７】この発明の第２の目的は、柔軟性をもつコ
アおよびクラッド部分とこれらを支持する硬質の外枠部
分の位置合わせを確実なものにする光導波路と半導体レ
ーザ等の光部品とを組み合わせた光モジュールを提供す
ることにある。
アおよびクラッド部分とこれらを支持する硬質の外枠部
分の位置合わせを確実なものにする光導波路と半導体レ
ーザ等の光部品とを組み合わせた光モジュールを提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明では、柔軟かつ透明の材料から成るコ
ア部およびクラッド部と、硬質の材料から成り嵌合用の
凹凸部をもつ外枠部から構成する光導波路を作製する際
に型成形を用い、成形用の型は光導波路のクラッド部の
逆型と外枠部の逆型とを含む一体状の型とする。またク
ラッド部の逆型部分にはコア部に相当する凸部を設けて
おく。この型に、まずクラッド用の材料を流し込み硬化
させ、その後に外枠用の材料を流し込み硬化させる。型
からクラッドおよび外枠部を外した後、クラッド部に作
製された凹部にコア用の材料を充填し光導波路を完成す
る。
ために、この発明では、柔軟かつ透明の材料から成るコ
ア部およびクラッド部と、硬質の材料から成り嵌合用の
凹凸部をもつ外枠部から構成する光導波路を作製する際
に型成形を用い、成形用の型は光導波路のクラッド部の
逆型と外枠部の逆型とを含む一体状の型とする。またク
ラッド部の逆型部分にはコア部に相当する凸部を設けて
おく。この型に、まずクラッド用の材料を流し込み硬化
させ、その後に外枠用の材料を流し込み硬化させる。型
からクラッドおよび外枠部を外した後、クラッド部に作
製された凹部にコア用の材料を充填し光導波路を完成す
る。
【０００９】外枠部に設けた嵌合用の凹凸部とコア部と
の位置関係は一体状の型を用いて作製しているため一定
である。このため外枠部に設けた凹凸部を用いて光導波
路と他の光部品とを嵌合により実装した際、位置ずれの
発生がなく、低損失で光結合を行うことが可能となる。
の位置関係は一体状の型を用いて作製しているため一定
である。このため外枠部に設けた凹凸部を用いて光導波
路と他の光部品とを嵌合により実装した際、位置ずれの
発生がなく、低損失で光結合を行うことが可能となる。
【００１０】また、コア部およびクラッド部を柔軟かつ
透明な材料で形成することで、他の光部品と端面同士を
傷つくことなく接触することが可能になるとともに、嵌
合用の凹凸部をもつ外枠部を硬質の材料で形成すること
で、嵌合を用いて他の光部品との位置合わせが可能とな
る。
透明な材料で形成することで、他の光部品と端面同士を
傷つくことなく接触することが可能になるとともに、嵌
合用の凹凸部をもつ外枠部を硬質の材料で形成すること
で、嵌合を用いて他の光部品との位置合わせが可能とな
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】図１は、この発明の光導波路の一実施の形
態について説明するための斜視図である。図１におい
て、１０１は光の進行方向をテーパ状に形成したコア
部、１０２はコア部１０１の側面と下面に対向配置した
クラッド部、１０３はクラッド部１０２を支持する外枠
部を示し、この外枠部１０３にはその上面に位置決め用
の凹部１０４、１０５を形成する。
態について説明するための斜視図である。図１におい
て、１０１は光の進行方向をテーパ状に形成したコア
部、１０２はコア部１０１の側面と下面に対向配置した
クラッド部、１０３はクラッド部１０２を支持する外枠
部を示し、この外枠部１０３にはその上面に位置決め用
の凹部１０４、１０５を形成する。
【００１３】ここで、コア部１０１とクラッド部１０２
は柔軟かつ透明な材料で形成することで、図示しない半
導体レーザ、光ファイバなどの光部品と図１に示す光導
波路と光結合するとき、光部品と光導波路の端面同士が
接触しても光部品の端面を傷つける恐れがない。また、
接触することで低損失の光結合を実現することができ
る。一方、外枠部１０３は硬質の材料で形成することで
凹部１０４、１０５は歪むことはない。この凹部１０
４、１０５を用いた嵌合により他の光部品との位置合わ
せを行うことで、高精度かつ簡易に実装することが可能
となる。
は柔軟かつ透明な材料で形成することで、図示しない半
導体レーザ、光ファイバなどの光部品と図１に示す光導
波路と光結合するとき、光部品と光導波路の端面同士が
接触しても光部品の端面を傷つける恐れがない。また、
接触することで低損失の光結合を実現することができ
る。一方、外枠部１０３は硬質の材料で形成することで
凹部１０４、１０５は歪むことはない。この凹部１０
４、１０５を用いた嵌合により他の光部品との位置合わ
せを行うことで、高精度かつ簡易に実装することが可能
となる。
【００１４】次に、図２および図３を用いて図１の光導
波路の作製方法について説明する。図２において、２０
１〜２０５は成形用の型を示す。型２０１はクラッド部
１０２と外枠部１０３の形状に従い、それぞれの逆型に
なるように形成する。すなわち、基台２０１ａの中央部
に凹部２０１ｂを形成し、その底部に幅がテーパ状に形
成された凸部２０１ｃを形成する。凹部２０１ｂの両側
には凸部２０１ｄ，２０１ｅをそれぞれ形成する。型２
０２〜２０５は、型２０１の側面と結合して囲むととも
に、成形のための材料を流し込むための囲み部２０１ｆ
を得るための枠である。
波路の作製方法について説明する。図２において、２０
１〜２０５は成形用の型を示す。型２０１はクラッド部
１０２と外枠部１０３の形状に従い、それぞれの逆型に
なるように形成する。すなわち、基台２０１ａの中央部
に凹部２０１ｂを形成し、その底部に幅がテーパ状に形
成された凸部２０１ｃを形成する。凹部２０１ｂの両側
には凸部２０１ｄ，２０１ｅをそれぞれ形成する。型２
０２〜２０５は、型２０１の側面と結合して囲むととも
に、成形のための材料を流し込むための囲み部２０１ｆ
を得るための枠である。
【００１５】図２のＡ方向での断面を示す図３（ａ）〜
（ｅ）を用い光導波路の作製手順について説明する。
（ｅ）を用い光導波路の作製手順について説明する。
【００１６】図３において、まず（ａ）型を用意する。
（ｂ）において型にクラッド材を流し込み硬化させクラ
ッド部１０２を作製する。クラッド材としては硬化後
に、柔軟性と光透過性を有する例えばシリコーン樹脂を
用いる。クラッド材の滴下量は、型２０１の凸部２０１
ｃ以上の厚みをもち、かつ凹部２０１ｂを溢れない程度
の量を滴下すれば良く、高精度な滴下量の制御は必要な
い。硬化方法はクラッド材が熱硬化タイプの場合には加
熱を行い、紫外線硬化タイプの場合には紫外線を照射し
硬化を行えば良い。
（ｂ）において型にクラッド材を流し込み硬化させクラ
ッド部１０２を作製する。クラッド材としては硬化後
に、柔軟性と光透過性を有する例えばシリコーン樹脂を
用いる。クラッド材の滴下量は、型２０１の凸部２０１
ｃ以上の厚みをもち、かつ凹部２０１ｂを溢れない程度
の量を滴下すれば良く、高精度な滴下量の制御は必要な
い。硬化方法はクラッド材が熱硬化タイプの場合には加
熱を行い、紫外線硬化タイプの場合には紫外線を照射し
硬化を行えば良い。
【００１７】次に、（ｃ）において硬化されたクラッド
部１０２の上から外枠材を流し込み硬化し外枠部１０３
を形成する。外枠部１０３の材料としては、硬化後に硬
質性を有するものであれば良く光透過性は必要ない。例
えば、プラスチックや金属材料がある。外枠材の滴下量
は、外枠部１０３全体が一定の厚み以上をもてば良く、
高精度な滴下量の制御は必要ない。
部１０２の上から外枠材を流し込み硬化し外枠部１０３
を形成する。外枠部１０３の材料としては、硬化後に硬
質性を有するものであれば良く光透過性は必要ない。例
えば、プラスチックや金属材料がある。外枠材の滴下量
は、外枠部１０３全体が一定の厚み以上をもてば良く、
高精度な滴下量の制御は必要ない。
【００１８】（ｄ）においてクラッド部１０２と外枠部
１０３を型から外した後、（ｅ）クラッド部１０２に形
成された凹部３０１にコア材を充填、硬化してコア部１
０１を形成し、光導波路を完成する。
１０３を型から外した後、（ｅ）クラッド部１０２に形
成された凹部３０１にコア材を充填、硬化してコア部１
０１を形成し、光導波路を完成する。
【００１９】コア材には硬化後、柔軟性をもち、かつ光
透過性をもつ材料を選択すれば良い。例えばシリコーン
樹脂がある。また光導波路として機能するためにコア材
の屈折率はクラッド材の屈折率よりも高くする必要があ
る。コア材の充填方法は、滴下量を高精度に制御できる
のであれば滴下で行っても良いし、クラッド部１０２上
に蓋をして毛細管現象を利用して充填しても良い。
透過性をもつ材料を選択すれば良い。例えばシリコーン
樹脂がある。また光導波路として機能するためにコア材
の屈折率はクラッド材の屈折率よりも高くする必要があ
る。コア材の充填方法は、滴下量を高精度に制御できる
のであれば滴下で行っても良いし、クラッド部１０２上
に蓋をして毛細管現象を利用して充填しても良い。
【００２０】以上述べたように、一つの型で光導波路の
クラッド部と外枠部が形成されるので、型さえ高精度に
作製すれば、コア部と外枠部に設けた嵌合用の凹部が位
置ずれを起こすことはなく、凹凸部の嵌合を用いて他の
光部品間と実装することで、低損失で光結合を行うこと
が可能となる。
クラッド部と外枠部が形成されるので、型さえ高精度に
作製すれば、コア部と外枠部に設けた嵌合用の凹部が位
置ずれを起こすことはなく、凹凸部の嵌合を用いて他の
光部品間と実装することで、低損失で光結合を行うこと
が可能となる。
【００２１】また、図２において型２０１は１つから構
成されているが、型２０１の作製が困難な場合には複数
のブロックの組み合わせにより型２０１を構成しても良
い。型２０１の作製が可能でも型２０１からクラッド部
１０２および外枠部１０３を外すのが困難な場合には、
複数のブロックの組み合わせにより型２０１を構成して
も良い。ただし、ブロックを組み合わせる際に位置ずれ
が生じる恐れがあるので、１つの型から構成するのが望
ましい。
成されているが、型２０１の作製が困難な場合には複数
のブロックの組み合わせにより型２０１を構成しても良
い。型２０１の作製が可能でも型２０１からクラッド部
１０２および外枠部１０３を外すのが困難な場合には、
複数のブロックの組み合わせにより型２０１を構成して
も良い。ただし、ブロックを組み合わせる際に位置ずれ
が生じる恐れがあるので、１つの型から構成するのが望
ましい。
【００２２】また、図３（ｄ）において型から外す際、
クラッド部１０２と外枠部１０３が剥がれてしまう場合
には、図４のように予めクラッド部１０２と外枠部１０
３間を固定する止め具４０１，４０２を埋め込んで作製
する。これにより光導波路を型から外す際、クラッド部
１０２と外枠部１０３が剥がれるのを防止することがで
きる。なお、止め具４０１，４０２は光の伝播に影響を
与えないようにコア部１０１から一定以上離れた位置に
配置する。
クラッド部１０２と外枠部１０３が剥がれてしまう場合
には、図４のように予めクラッド部１０２と外枠部１０
３間を固定する止め具４０１，４０２を埋め込んで作製
する。これにより光導波路を型から外す際、クラッド部
１０２と外枠部１０３が剥がれるのを防止することがで
きる。なお、止め具４０１，４０２は光の伝播に影響を
与えないようにコア部１０１から一定以上離れた位置に
配置する。
【００２３】図５は、図１の光導波路を用いて構成した
この発明の光モジュールの実施の形態について説明する
ための分解斜視図であり、図６は図５の光モジュールが
組み立てられた状態のＡ方向およびＢ方向での断面図で
ある。
この発明の光モジュールの実施の形態について説明する
ための分解斜視図であり、図６は図５の光モジュールが
組み立てられた状態のＡ方向およびＢ方向での断面図で
ある。
【００２４】図５では半導体レーザから出射された光の
スポットサイズを、光ファイバのスポットサイズに変換
するために光導波路を使用する。このため光導波路のコ
アは、両側端面を半導体レーザと光ファイバのスポット
サイズ径にそれぞれ合わせて伝播方向でテーパ状となる
形状を有する。
スポットサイズを、光ファイバのスポットサイズに変換
するために光導波路を使用する。このため光導波路のコ
アは、両側端面を半導体レーザと光ファイバのスポット
サイズ径にそれぞれ合わせて伝播方向でテーパ状となる
形状を有する。
【００２５】図５において、５０１は図１に示した光導
波路、５０２は半導体レーザ、５０３は光ファイバ、５
０４は基板、５０５と５０６はそれぞれ位置合わせ部材
である。なお、実装後は半導体レーザ５０２と光導波路
５０１との端面同士および光導波路５０１と光ファイバ
５０３との端面同士はそれぞれ接触することになるが、
図６に示す断面図では接触しない状態で図示してある。
波路、５０２は半導体レーザ、５０３は光ファイバ、５
０４は基板、５０５と５０６はそれぞれ位置合わせ部材
である。なお、実装後は半導体レーザ５０２と光導波路
５０１との端面同士および光導波路５０１と光ファイバ
５０３との端面同士はそれぞれ接触することになるが、
図６に示す断面図では接触しない状態で図示してある。
【００２６】次に、光モジュールの作製手順について説
明する。まず、基板５０４上に半導体レーザ５０２を実
装する。半導体レーザ５０２の実装には、あらかじめ基
板５０４上にマーカを作製しておきマーカを参照して位
置合わせを行い実装しても良いし、半田バンプを利用し
て位置合わせを行い実装しても良い。
明する。まず、基板５０４上に半導体レーザ５０２を実
装する。半導体レーザ５０２の実装には、あらかじめ基
板５０４上にマーカを作製しておきマーカを参照して位
置合わせを行い実装しても良いし、半田バンプを利用し
て位置合わせを行い実装しても良い。
【００２７】次に、基板５０４上の凹部５０７と５０８
に部材５０５と５０６をそれぞれ配置し、その上から光
導波路５０１を置き、光導波路５０１を半導体レーザ５
０２側に移動して半導体レーザの端面と光導波路の端面
を接触させ、その状態で部材５０５、５０６および光導
波路５０１を接着剤等で固定する。ここで、基板上の凹
部５０７、５０８、光導波路５０１の外枠部凹部１０
４、１０５および部材５０５、５０６の寸法を実装時に
半導体レーザ５０２の出射端面と光導波路５０１のコア
部１０１の位置が一致するように形成しておく。これに
より凹凸部の嵌合により半導体レーザ５０２と光導波路
５０１の位置合わせが可能となる。
に部材５０５と５０６をそれぞれ配置し、その上から光
導波路５０１を置き、光導波路５０１を半導体レーザ５
０２側に移動して半導体レーザの端面と光導波路の端面
を接触させ、その状態で部材５０５、５０６および光導
波路５０１を接着剤等で固定する。ここで、基板上の凹
部５０７、５０８、光導波路５０１の外枠部凹部１０
４、１０５および部材５０５、５０６の寸法を実装時に
半導体レーザ５０２の出射端面と光導波路５０１のコア
部１０１の位置が一致するように形成しておく。これに
より凹凸部の嵌合により半導体レーザ５０２と光導波路
５０１の位置合わせが可能となる。
【００２８】次に、光ファイバ５０３を基板５０４上に
設けた凹部５０９に配置し、光ファイバ５０３を光導波
路５０１側に移動して光導波路と光ファイバの端面を接
触させ、その状態で光ファイバ５０３を接着剤等で固定
する。ここで、凹部５０９の寸法を光導波路５０１のコ
ア部１０１と光ファイバ５０３のコア部の位置が一致す
るように形成しておく。これにより凹凸部の嵌合により
光導波路５０１と光ファイバ５０３の位置合わせが可能
となる。以上述べた工程により光モジュールを完成す
る。
設けた凹部５０９に配置し、光ファイバ５０３を光導波
路５０１側に移動して光導波路と光ファイバの端面を接
触させ、その状態で光ファイバ５０３を接着剤等で固定
する。ここで、凹部５０９の寸法を光導波路５０１のコ
ア部１０１と光ファイバ５０３のコア部の位置が一致す
るように形成しておく。これにより凹凸部の嵌合により
光導波路５０１と光ファイバ５０３の位置合わせが可能
となる。以上述べた工程により光モジュールを完成す
る。
【００２９】また、図５の光モジュールでは半導体レー
ザ５０２からの発熱によって、それぞれの光部品が熱膨
張を起こし位置ずれが生じる可能性がある。特に半導体
レーザ５０２の出射端の厚みが１μm程度の場合、厚さ
方向で位置ずれを起こすと光結合効率が低下することに
なる。
ザ５０２からの発熱によって、それぞれの光部品が熱膨
張を起こし位置ずれが生じる可能性がある。特に半導体
レーザ５０２の出射端の厚みが１μm程度の場合、厚さ
方向で位置ずれを起こすと光結合効率が低下することに
なる。
【００３０】このため、図７に示すようにクラッド材の
熱膨張係数に応じて、距離ｄが一定となるような熱膨張
係数をもつ部材５０５、５０６の材料を選択すること
で、温度変化によらず距離ｄが一定となり、光結合効率
の低下を防止することができる。あるいは半導体レーザ
の出射端の位置が熱膨張によって変化する場合には、そ
の変化量にあわせて部材５０５、５０６の材料を選択す
る。
熱膨張係数に応じて、距離ｄが一定となるような熱膨張
係数をもつ部材５０５、５０６の材料を選択すること
で、温度変化によらず距離ｄが一定となり、光結合効率
の低下を防止することができる。あるいは半導体レーザ
の出射端の位置が熱膨張によって変化する場合には、そ
の変化量にあわせて部材５０５、５０６の材料を選択す
る。
【００３１】図８は、この発明の光モジュールの第２の
実施の形態について説明するための分解斜視図である。
図５と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明
は省略する。
実施の形態について説明するための分解斜視図である。
図５と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明
は省略する。
【００３２】図５の実施の形態では位置決めのために光
導波路５０１に凹部１０４，１０５を形成したが、これ
に替えてこの実施の形態では、凸部７０２、７０３を、
光導波路５０１１を基板５０４上に直接配置する点にあ
る。光モジュールを実装する工程は光導波路５０１１を
基板５０４上に直接配置する以外は、図５の実施の形態
と同様である。
導波路５０１に凹部１０４，１０５を形成したが、これ
に替えてこの実施の形態では、凸部７０２、７０３を、
光導波路５０１１を基板５０４上に直接配置する点にあ
る。光モジュールを実装する工程は光導波路５０１１を
基板５０４上に直接配置する以外は、図５の実施の形態
と同様である。
【００３３】次に、図８の光導波路の作製方法について
説明する。図９は光導波路を作製するための型を示し、
図２と同一部分は同一の符号を付す。型２０１１は、図
８の光導波路５０１１のクラッド部と外枠部の形状に従
い、それぞれの逆型になるように形成する。すなわち、
凹部２０１ｂの左右の位置に位置決め用の凹部２０１１
ｄ，２０１１ｅを形成する。
説明する。図９は光導波路を作製するための型を示し、
図２と同一部分は同一の符号を付す。型２０１１は、図
８の光導波路５０１１のクラッド部と外枠部の形状に従
い、それぞれの逆型になるように形成する。すなわち、
凹部２０１ｂの左右の位置に位置決め用の凹部２０１１
ｄ，２０１１ｅを形成する。
【００３４】図１０の（ａ）〜（ｅ）は、光導波路５０
１１の作製手順を示し、図９のＡ方向での断面図であ
り、その作製手順としては図５の実施の形態と同様であ
る。
１１の作製手順を示し、図９のＡ方向での断面図であ
り、その作製手順としては図５の実施の形態と同様であ
る。
【００３５】図５の実施の形態では、温度変化による半
導体レーザ５０２と光導波路５０１間の厚み方向での位
置ずれを防止するために、光導波路５０１のクラッド材
の熱膨張係数に応じて、嵌合用の部材５０５，５０６の
材料を選択した。
導体レーザ５０２と光導波路５０１間の厚み方向での位
置ずれを防止するために、光導波路５０１のクラッド材
の熱膨張係数に応じて、嵌合用の部材５０５，５０６の
材料を選択した。
【００３６】この実施の形態では、光導波路５０１１を
直接基板上に配置するため、温度変化に拘わらず光導波
路５０１１のコア部の高さが一定になるようにクラッド
材の熱膨張係数に応じて外枠材の材料を選択することが
望ましい。この選択が難しい場合には、図１１の光導波
路の作製手順に示すように、外枠部１０３１の凸部１０
３ａ，１０３ｂとこれと一体形成される基台１０３ｃと
を違う材料を用いて形成し、図１２に示すように、クラ
ッド部１０２と凸部７０２，７０３の熱膨張が等しくな
るように凸部７０２，７０３の材料を選択して、温度変
化によらず距離ｄが一定となるようにしても良い。
直接基板上に配置するため、温度変化に拘わらず光導波
路５０１１のコア部の高さが一定になるようにクラッド
材の熱膨張係数に応じて外枠材の材料を選択することが
望ましい。この選択が難しい場合には、図１１の光導波
路の作製手順に示すように、外枠部１０３１の凸部１０
３ａ，１０３ｂとこれと一体形成される基台１０３ｃと
を違う材料を用いて形成し、図１２に示すように、クラ
ッド部１０２と凸部７０２，７０３の熱膨張が等しくな
るように凸部７０２，７０３の材料を選択して、温度変
化によらず距離ｄが一定となるようにしても良い。
【００３７】図１３は、この発明の光導波路の第３の実
施の形態について説明するための斜視図である。この実
施の形態は、コア径の異なる光ファイバ同士を光接続す
るために使用する。
施の形態について説明するための斜視図である。この実
施の形態は、コア径の異なる光ファイバ同士を光接続す
るために使用する。
【００３８】図１３において、１３０１はコア部、１３
０２はクラッド部、１３０３は外枠部を示す。コア部１
３０１およびクラッド部１３０２は柔軟かつ透明な材料
で形成し、外枠部１３０３は硬質の材料で形成する。コ
ア部１３０１は端面両側の径が異なり、伝播方向でテー
パ状の形状をもつ。外枠部１３０３には光ファイバを嵌
合するための凹部１３０４，１３０５が設けてある。凹
部１３０４，１３０５の形状は光ファイバを嵌合した
際、光ファイバのコアと光導波路のコア部１３０１の位
置が一致するように設定してある。
０２はクラッド部、１３０３は外枠部を示す。コア部１
３０１およびクラッド部１３０２は柔軟かつ透明な材料
で形成し、外枠部１３０３は硬質の材料で形成する。コ
ア部１３０１は端面両側の径が異なり、伝播方向でテー
パ状の形状をもつ。外枠部１３０３には光ファイバを嵌
合するための凹部１３０４，１３０５が設けてある。凹
部１３０４，１３０５の形状は光ファイバを嵌合した
際、光ファイバのコアと光導波路のコア部１３０１の位
置が一致するように設定してある。
【００３９】図１４は図１３の光導波路にコア径の異な
る光ファイバ１４０１と１４０２を搭載した場合の側面
図である。光ファイバの端面１４０３，１４０４は光導
波路１３０１の外枠部１３０３に邪魔されずにコア部１
３０１端面に接触可能とするために、先球状になってい
る。
る光ファイバ１４０１と１４０２を搭載した場合の側面
図である。光ファイバの端面１４０３，１４０４は光導
波路１３０１の外枠部１３０３に邪魔されずにコア部１
３０１端面に接触可能とするために、先球状になってい
る。
【００４０】次に、この実施の形態の光導波路の作製方
法について図１５、図１６を用い説明する。
法について図１５、図１６を用い説明する。
【００４１】まず、図１５において、１５０１〜１５０
５は成形用の型を示す。型１５０１はクラッド部１３０
２と外枠部１３０３の形状に従い、それぞれの逆型にな
るように形成する。すなわち、直方体の基台１５０１ａ
の長手方向の中間部の直交した位置に凹部１５０１ｂを
形成し、その底部に幅がテーパ状に形成された凸部１５
０１ｃを形成する。さらに基台１５０１ａの上面には長
手方向に凸部１５０１ｄを形成する。型１５０２〜１５
０５は、型１５０１の側面と結合して囲むとともに、成
形のための材料を流し込むための囲み部１５０１ｅを得
るための枠となる。
５は成形用の型を示す。型１５０１はクラッド部１３０
２と外枠部１３０３の形状に従い、それぞれの逆型にな
るように形成する。すなわち、直方体の基台１５０１ａ
の長手方向の中間部の直交した位置に凹部１５０１ｂを
形成し、その底部に幅がテーパ状に形成された凸部１５
０１ｃを形成する。さらに基台１５０１ａの上面には長
手方向に凸部１５０１ｄを形成する。型１５０２〜１５
０５は、型１５０１の側面と結合して囲むとともに、成
形のための材料を流し込むための囲み部１５０１ｅを得
るための枠となる。
【００４２】図１６は光導波路のクラッド部１３０２お
よび外枠部１３０３の作製手順を示し、図１５のＡ方向
の断面図を示す。光導波路の作製手順については図２と
同様である。
よび外枠部１３０３の作製手順を示し、図１５のＡ方向
の断面図を示す。光導波路の作製手順については図２と
同様である。
【００４３】図１７は、光ファイバ同士を接続するため
に使用するこの発明の光導波路の第４の実施の形態につ
いて説明するための斜視図であり、図１３の実施の形態
と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明は省
略する。
に使用するこの発明の光導波路の第４の実施の形態につ
いて説明するための斜視図であり、図１３の実施の形態
と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明は省
略する。
【００４４】この実施の形態と図１３との違いは、外枠
部１３０３上に設けた光ファイバ嵌合用の凹部１３０
４，１３０５とクラッド部１３０２との間に溝１７０
１、１７０２を形成し、かつ光ファイバを嵌合した際に
光ファイバの端面が外枠部にぶつからないようにクラッ
ド部１３０２の下面を低くしている点にある。
部１３０３上に設けた光ファイバ嵌合用の凹部１３０
４，１３０５とクラッド部１３０２との間に溝１７０
１、１７０２を形成し、かつ光ファイバを嵌合した際に
光ファイバの端面が外枠部にぶつからないようにクラッ
ド部１３０２の下面を低くしている点にある。
【００４５】このため、図１８のように光導波路に光フ
ァイバ１７０３，１７０４を嵌合した際、光ファイバの
端面１７０５、１７０６が平面でも光ファイバ１７０
３，１７０４と光導波路の端面同士を接触することが可
能となる。
ァイバ１７０３，１７０４を嵌合した際、光ファイバの
端面１７０５、１７０６が平面でも光ファイバ１７０
３，１７０４と光導波路の端面同士を接触することが可
能となる。
【００４６】次に、図１７の光導波路の作製方法につい
て説明する。図１９は光導波路を作製するための型を示
し、図１５と同一部分は同一の符号を付しその説明は省
略する。
て説明する。図１９は光導波路を作製するための型を示
し、図１５と同一部分は同一の符号を付しその説明は省
略する。
【００４７】図２０はクラッド部１３０１および外枠部
１３０３の作製手順を示し、図１９のＢ方向での断面を
示す。図１５との違いは、型１５０１１の形状にある。
すなわち、クラッド材の充填部分外側に枠１９０１、１
９０２を設けておくことで、図２０（ｂ）でクラッド材
を流し込んだ際に、クラッド材が外枠部１３０３に流れ
込むことを防止する点にある。
１３０３の作製手順を示し、図１９のＢ方向での断面を
示す。図１５との違いは、型１５０１１の形状にある。
すなわち、クラッド材の充填部分外側に枠１９０１、１
９０２を設けておくことで、図２０（ｂ）でクラッド材
を流し込んだ際に、クラッド材が外枠部１３０３に流れ
込むことを防止する点にある。
【００４８】また、熱膨張による光導波路コア部と光フ
ァイバコア間との位置ずれを防止するために、図１７の
実施の形態で説明したように、外枠部１３０３を嵌合用
の凹部１３０４、１３０５とそれ以外の部分とを違う材
料を用いて形成し、クラッド部１３０２と凹部１３０
４、１３０５の分の熱膨張が等しくなるようにしても良
い。
ァイバコア間との位置ずれを防止するために、図１７の
実施の形態で説明したように、外枠部１３０３を嵌合用
の凹部１３０４、１３０５とそれ以外の部分とを違う材
料を用いて形成し、クラッド部１３０２と凹部１３０
４、１３０５の分の熱膨張が等しくなるようにしても良
い。
【００４９】図２１は、この発明の光導波路の第５の実
施の形態について説明するための斜視図である。この実
施の形態は、複数本の光ファイバ同士を光接続するため
に使用する。この例では２本の光ファイバからの出力を
１本の光ファイバに光結合するため、コアはＹ字状にな
っている。
施の形態について説明するための斜視図である。この実
施の形態は、複数本の光ファイバ同士を光接続するため
に使用する。この例では２本の光ファイバからの出力を
１本の光ファイバに光結合するため、コアはＹ字状にな
っている。
【００５０】すなわち、２１０１はＹ字形状のコア部、
２１０２はクラッド部、２１０３はクラッド部２１０２
を支持する外枠部を示す。コア部２１０１およびクラッ
ド部２１０２は、柔軟かつ透明な材料で形成し、外枠部
２１０３は硬質の材料で形成する。外枠部２１０３に
は、光ファイバを嵌合するための凹部２１０４〜２１０
６が設けてある。
２１０２はクラッド部、２１０３はクラッド部２１０２
を支持する外枠部を示す。コア部２１０１およびクラッ
ド部２１０２は、柔軟かつ透明な材料で形成し、外枠部
２１０３は硬質の材料で形成する。外枠部２１０３に
は、光ファイバを嵌合するための凹部２１０４〜２１０
６が設けてある。
【００５１】図２２は、図２１の光導波路に光ファイバ
２２０１〜２１０３を搭載した場合の上面図を示す。図
２１の光導波路の作製方法に関しては型の形状が違うの
みで他の実施の形態と同様なので省略する。
２２０１〜２１０３を搭載した場合の上面図を示す。図
２１の光導波路の作製方法に関しては型の形状が違うの
みで他の実施の形態と同様なので省略する。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光導波
路はコア部およびクラッド部を柔軟かつ透明な材料で形
成することで、他の光部品と端面同士を傷つけることな
く接触することが可能になるとともに、嵌合部を有する
外枠部を硬質の材料で形成することで、嵌合部を用いて
他の光部品との位置合わせが可能となる。
路はコア部およびクラッド部を柔軟かつ透明な材料で形
成することで、他の光部品と端面同士を傷つけることな
く接触することが可能になるとともに、嵌合部を有する
外枠部を硬質の材料で形成することで、嵌合部を用いて
他の光部品との位置合わせが可能となる。
【図１】この発明の光導波路の第１の実施の形態につい
て説明するための斜視図。
て説明するための斜視図。
【図２】図１に示す光導波路の作製に使用する型につい
て説明するための分解斜視図。
て説明するための分解斜視図。
【図３】図１の光導波路の作製手順について説明するた
めの説明図。
めの説明図。
【図４】図１に示す光導波路の作製手順の変形例につい
て説明するための説明図。
て説明するための説明図。
【図５】図１の光導波路を用いたこの発明の光モジュー
ルの第１の実施の形態について説明するための分解斜視
図。
ルの第１の実施の形態について説明するための分解斜視
図。
【図６】図５の光モジュールが組み立てられた状態のそ
れぞれ（Ａ）はＡ方向の、（Ｂ）はＢ方向の断面図。
れぞれ（Ａ）はＡ方向の、（Ｂ）はＢ方向の断面図。
【図７】図５に示す光モジュールの熱膨張について説明
するための説明図。
するための説明図。
【図８】この発明の光導波路の第２の実施の形態および
この光導波路を用いた光モジュールの第２の実施の形態
について説明するための分解斜視図。
この光導波路を用いた光モジュールの第２の実施の形態
について説明するための分解斜視図。
【図９】図８に示す光導波路の作製に使用する型につい
て説明するための分解斜視図。
て説明するための分解斜視図。
【図１０】図８に示す光導波路の作製手順について説明
するための説明図。
するための説明図。
【図１１】図８に示す光導波路の他の作製手順について
説明するための説明図。
説明するための説明図。
【図１２】図８に示す光モジュールの熱膨張について説
明するための説明図。
明するための説明図。
【図１３】この発明の光導波路の第３の実施の形態につ
いて説明するための斜視図。
いて説明するための斜視図。
【図１４】図３に示す光導波路を用いコア径の異なる光
ファイバを接続した状態について説明するための断面
図。
ファイバを接続した状態について説明するための断面
図。
【図１５】図３に示す光導波路の作製について使用する
型について説明するための分解斜視図。
型について説明するための分解斜視図。
【図１６】図１３に示す光導波路の作製手順について説
明するための説明図。
明するための説明図。
【図１７】この発明の光導波路の第４の実施の形態につ
いて説明するめたの斜視図。
いて説明するめたの斜視図。
【図１８】図１７に示す光導波路を用いコア径の異なる
光ファイバを接続した状態について説明するための断面
図。
光ファイバを接続した状態について説明するための断面
図。
【図１９】図１７に示す光導波路の作製に使用する型に
ついて説明するための分解斜視図。
ついて説明するための分解斜視図。
【図２０】図１７に示す光導波路の作製手順について説
明するための説明図。
明するための説明図。
【図２１】この発明の光導波路の第５の実施の形態につ
いて説明するための斜視図。
いて説明するための斜視図。
【図２２】図２１に示す光導波路を用いて３本の光ファ
イバを光接続した状態について説明するための断面図。
イバを光接続した状態について説明するための断面図。
１０１，１３０１，２１０１…コア部 １０２，１３０２，２１０２…クラッド部 １０３，１３０３、２１０３…外枠部 １０４，１０５，２０１ｂ，３０１，５０７〜５０９，
２０１１ｄ，２０１１ｅ，１３０４，１３０５，１５０
１ｂ，２１０４〜２１０６…凹部 ２０１〜２０５，２０１１，１５０１〜１５０５，１５
０１１…型 ２０１ａ，１５０１ａ…基台 ２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，７０２，７０３，１５
０１ｃ，１５０１ｄ…凸部 ２０１ｆ，１５０１ｅ…囲み部 ４０１，４０２…止め具 ５０１，５０１１…光導波路 ５０２…半導体レーザ ５０３，１４０１，１４０２，１７０３，１７０４，２
２０１〜２２０３…光ファイバ ５０４…基板 ５０５，５０６…部材 １４０３，１４０４，１７０５，１７０６…端面 １７０１、１７０２…溝 １９０１，１９０２…枠
２０１１ｄ，２０１１ｅ，１３０４，１３０５，１５０
１ｂ，２１０４〜２１０６…凹部 ２０１〜２０５，２０１１，１５０１〜１５０５，１５
０１１…型 ２０１ａ，１５０１ａ…基台 ２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅ，７０２，７０３，１５
０１ｃ，１５０１ｄ…凸部 ２０１ｆ，１５０１ｅ…囲み部 ４０１，４０２…止め具 ５０１，５０１１…光導波路 ５０２…半導体レーザ ５０３，１４０１，１４０２，１７０３，１７０４，２
２０１〜２２０３…光ファイバ ５０４…基板 ５０５，５０６…部材 １４０３，１４０４，１７０５，１７０６…端面 １７０１、１７０２…溝 １９０１，１９０２…枠
Claims (10)
- 【請求項１】 コアおよびクラッドを柔軟かつ透明な材
料で形成し、前記クラッドを凹または凸部の嵌合部を有
する硬質の材料で形成した外枠部で支持して構成する光
導波路において、 前記クラッドおよび前記外枠部とを同一の型で一体的に
作製してなることを特徴とする光導波路。 - 【請求項２】 前記光導波路コア、クラッドの少なくと
も一方をシリコーン樹脂で形成してなることを特徴とす
る請求項１に記載の光導波路。 - 【請求項３】 金型に硬化後柔軟かつ透明となる第１の
材料を流し込み、該第１の材料を硬化することによりコ
ア形状の溝を有するクラッドを成形する工程と、 その上から硬化後硬質となる第２の材料を流し込み、該
第２の材料を硬化することにより嵌合用の凹または凸部
をもつ外枠部を成形する工程と、 該クラッドおよび該外枠部とを金型から外す工程と、 該クラッド上に形成した溝に硬化後柔軟かつ透明となる
第３の材料を流し込み、該第３の材料を硬化することに
よりコアを作製する工程、とからなることを特徴とする
光導波路の作製方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の光導波路を支持する外枠
部に形成した第１の嵌合部と、該嵌合部に嵌合する位置
合わせ用の部材と、表面に光部品を配置するとともに、
第２の嵌合部を形成した基板とからなる光モジュールに
おいて、 前記部材を介して前記第１および第２の嵌合部を嵌合し
て前記光導波路と前記基板を実装することにより、前記
光導波路と光部品の位置合わせと前記光導波路と前記光
部品の光接続を行うことを特徴とする光モジュール。 - 【請求項５】 前記光導波路と前記光部品間との光結合
面の位置が温度変化に拘わらず一致する所定の膨張係数
を有する材料で前記部材を形成したことを特徴とする請
求項４に記載の光モジュール。 - 【請求項６】 請求項１記載の光導波路を支持する外枠
部に形成した嵌合用の凸部と、表面に光部品を配置する
とともに嵌合用の凹部を形成した基板とからなる光モジ
ュールにおいて、 前記凹凸部の嵌合で前記光導波路を基板に実装すること
により、前記光導波路と前記光部品の位置合わせを行う
とともに、前記光導波路と光部品の光結合面同士を接触
させてなることを特徴とする光モジュール。 - 【請求項７】 前記光導波路の外枠部の嵌合用凸部の部
分とそれ以外の部分とを別の材料で形成し、前記光導波
路と前記光部品間との光結合面の位置が温度変化に拘わ
らず一致する所定の膨張係数をもつ材料により、前記光
導波路のクラッド材と前記凸部を形成してなることを特
徴とする請求項６に記載の光モジュール。 - 【請求項８】 光部品は半導体レーザと光ファイバであ
り、半導体レーザから出射した光を光導波路を介して光
ファイバに光結合することを特徴とする請求項４〜７い
ずれかに記載の光モジュール。 - 【請求項９】 請求項１記載の光導波路を支持する嵌合
用の凹部を形成した外枠部と、複数本の光ファイバから
なる光モジュールにおいて、 前記光ファイバを凹部に嵌合することで、前記光ファイ
バと前記光導波路の位置合わせを行うとともに、前記光
ファイバと前記光導波路の光結合面同士が接触させてな
ることを特徴とする光モジュール。 - 【請求項１０】 前記外枠部の凹部の部分とそれ以外の
部分とを別の材料で形成し、前記光導波路と前記光ファ
イバ間との光結合面の位置を温度変化に拘わらず一致す
る所定の膨張係数をもつ材料で、前記光導波路のクラッ
ドと前記凹部を構成したことを特徴とする請求項９に記
載の光モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001123504A JP2002318318A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 光導波路およびその光導波路の作製方法、その光導波路を用いた光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001123504A JP2002318318A (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 光導波路およびその光導波路の作製方法、その光導波路を用いた光モジュール |
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