JP2003207678A - 光ファイバブロック - Google Patents

光ファイバブロック

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JP2003207678A
JP2003207678A JP2002173452A JP2002173452A JP2003207678A JP 2003207678 A JP2003207678 A JP 2003207678A JP 2002173452 A JP2002173452 A JP 2002173452A JP 2002173452 A JP2002173452 A JP 2002173452A JP 2003207678 A JP2003207678 A JP 2003207678A
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fiber block
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Genki Kin
鉉基 金
Moon-Koog Song
文國 宋
Jae-Wan Kim
宰完 金
Shoretsu Kin
鍾烈 金
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    • G02B6/3648—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
    • G02B6/3652—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エポキシ樹脂の影響を最小化して信頼性が高
く、Ｖ型溝へのベア光ファイバの実装が容易で、多数の
Ｖ型溝のうち両端に位置したＶ型溝に光ファイバを実装
することが容易である光ファイバブロックを提供する。 【解決手段】 光導波装置を整列するための光ファイバ
ブロックは、その両端に配置された第１Ｖ型溝と、前記
第１Ｖ型溝の両端の間に配置された前記第１Ｖ型溝と相
違する第２Ｖ型溝のアレイとを有し、リボン光ファイバ
の非コーティング光ファイバを収容するためのＶ型溝ア
レイを含む光ファイバ整列部分と、前記光ファイバのコ
ーティング材質による応力を減少させるために、前記光
ファイバ整列部分から所定の深さまで延長した応力減少
深さ部分と、から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、平面光導波路と光
ファイバとを連結する光ファイバブロックに関し、特
に、出力側であるリボン光ファイバの光ファイバブロッ
クに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な平面光導波路は、チップ形の光
素子であり、光信号の分岐、変調、スイッチング、信号
多重化などの光信号処理を目的として、広範囲に使用さ
れる。前記のような平面光導波路を光ファイバに整列さ
れた状態で連結するために光ファイバブロックが使用さ
れる。前記光ファイバブロックは、シリコン材質であ
り、ウェットエッチング(wet etching)工程を通して製
作される。
【０００３】図１は、一般的な平面光導波路１０及び入
出力側光ファイバブロック１２、１４の連結状態を示
す。図１に示すように、それぞれの入出力側光ファイバ
ブロック１２、１４は、平面光導波路１０をそれぞれの
単一光ファイバＦ１及びリボン光ファイバＦ２に連結す
る。前記単一光ファイバＦ１を通してＮ個の波長が平面
光導波路１０の入力ポートに入力され、入力された光信
号は、平面光導波路１０を経由してリボン光ファイバＦ
２を通して出力される。前記入出力側光ファイバブロッ
ク１２、１４は、接着剤Ｂ、例えば、エポキシ樹脂のよ
うな接着剤を利用して、光ファイバの整列された状態を
固定する。あわせて、前記平面光導波路１０の入力側や
出力側にガラスカバー(glass cover)Ｇ１、Ｇ２が接着
される。さらに、前記入出力側光ファイバブロック１
２、１４もそれぞれガラスカバーＧ３、Ｇ４が付着され
て整列された光ファイバブロック１２、１４を固定す
る。
【０００４】図２は、光ファイバブロック１４及びガラ
スカバーＧ４を利用して整列された状態を示す。図２に
示す光ファイバブロック１４は、出力側光ファイバブロ
ックである。あわせて、図２に示す光ファイバブロック
１４は、ガラスカバーＧ４と結合された後、垂直線Ｌ１
を基準にして所定の角度(θ)で研磨された状態を示す。
前記光ファイバブロック１４及びカバーＧ４を結合した
状態においては、平面光導波路１０に結合される前に研
磨工程を経ながら所定の研磨面１６が提供される。前記
研磨面１６は、光損失を減少させる。
【０００５】図３に示すように、前記入出力側光ファイ
バブロックのうち、出力側光ファイバブロック１４を例
にして詳細に説明する。図３に示す光ファイバブロック
１４は、４コアのリボン光ファイバを支持するための光
ファイバブロックである。前記光ファイバブロック１４
は、コーティングが剥がれたベア光ファイバ(bare opti
cal fiber)が配列されるための光ファイバ整列領域１４
０と、リボン光ファイバのコーティングの厚さによって
発生する応力を減少させるために提供される応力減少深
さ領域１４２と、から構成される。前記光ファイバ整列
領域１４０に、ベア光ファイバが置かれるためのＶ型溝
１４ａが配列される。前記光ファイバ整列領域１４０及
び応力減少深さ領域１４２は、ウェットエッチング工程
によって非常に精密に製作される。
【０００６】図４に示すように、前記のような光ファイ
バブロック１４は、Ｖ型溝１４ａに置かれたベア光ファ
イバＢＦを支持し、それぞれ置かれたベア光ファイバＢ
Ｆの配列を固定させ、ベア光ファイバＢＦ間のピッチ(p
itch)を正確に配置する機能をする。従って、前記光フ
ァイバブロック１４において、Ｖ型溝１４ａの精密な製
作及びガラスカバーＧ４の正確な配置が大切である。あ
わせて、エポキシ樹脂のような接着剤Ｂを利用して整列
された光ファイバを維持することも非常に大事である。
【０００７】しかしながら、従来の光ファイバブロック
を利用して平面光導波路と連結させる場合は、次のよう
な問題点が発生する。従来の光ファイバブロックは、シ
リコン材質で構成され、前記のようなシリコンウエハー
(silicon wafer)は、その結晶構造のため、マスク設計
によって常に一定のエッチング特性を有するので、１２
７μｍピッチで製作されたＶ型溝の場合、光ファイバが
安定的に実装できるようにＶ型溝の幅を十分広くして製
作することができないので、置かれた光ファイバを安定
して支持することができなく、実装作業の時、Ｖ型溝に
置かれた光ファイバが外れてしまう問題点が発生する。
さらに、光ファイバブロック及びガラスカバーが接合し
て、相互の離隔した空間が多くなるので、投入されるエ
ポキシの量も多くなり、その結果、熱変化によるエポキ
シの収縮及び膨張、これによる光ファイバアレイ及びガ
ラスの離脱現象が発生する問題点がある。実際投入され
たエポキシは、温度の変化によって収縮現象が発生す
る。投入されたエポキシの収縮及び膨張によってエポキ
シの層間剥離(delamination)現象が発生し、この現象
は、光ファイバの光損失の原因になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エポ
キシ樹脂の影響を最小化し、高信頼性の光ファイバブロ
ックを提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、Ｖ型溝へのベア光フ
ァイバの実装が容易である光ファイバブロックを提供す
ることにある。
【００１０】本発明のさらに他の目的は、多数のＶ型溝
のうち両端に位置したＶ型溝に光ファイバを実装するこ
とが容易である光ファイバブロックを提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するために、本発明による光導波装置を整列するための
光ファイバブロックは、その両端に配置された第１Ｖ型
溝と、前記第１Ｖ型溝の両端の間に配置された前記第１
Ｖ型溝と相違する第２Ｖ型溝のアレイとを有し、リボン
光ファイバの非コーティング光ファイバを収容するため
のＶ型溝アレイを含む光ファイバ整列部分と、前記光フ
ァイバのコーティング材質による応力を減少させるため
に、前記光ファイバ整列部分から所定の深さまで延長し
た応力減少深さ部分と、から構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う好適な実施形
態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の
説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、
関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省
略する。
【００１３】光ファイバブロックは、波長分割多重化通
信システムにおいて、平面光導波路と光ファイバとの間
を整列して結合するための光素子である。光ファイバブ
ロックに光ファイバを配置し、ガラスカバーをかけた
後、整列された光ファイバを固定する。続いて、前記光
ファイバブロックを平面光導波路と整列した後、接着剤
やエポキシ樹脂を利用して前記整列状態を固定すること
が一般的な整列過程である。この時、波長分割多重化通
信システムは、波長多重化のために、光ファイバのう
ち、リボン光ファイバを出力用の光ファイバとして使用
する。出力側光ファイバとしては、チャネル数によって
４コア、８コア、１６コア、またはそれ以上が使用され
る。
【００１４】図５は、前記のようなリボン光ファイバの
それぞれの光ファイバを整列して支持する光ファイバブ
ロック２０を示す。図５は、本発明の好適な一実施形態
による光ファイバブロック２０を拡大して示す斜視図で
ある。図５に示すように、前記光ファイバブロック２０
は、光ファイバ、特に、リボン光ファイバを整列するた
めにベア光ファイバが整列される光ファイバ整列部分２
１０と、前記光ファイバ整列部分２１０から所定の深さ
でエッチングされた応力減少深さ部分２２０と、から構
成される。前記光ファイバ整列部分２１０には、リボン
光ファイバのベア光ファイバが整列されるための第１Ｖ
型溝２１３及び第２Ｖ型溝２１４を含むＶ型溝アレイ２
１２が提供され、前記応力減少深さ部分２２０には、ベ
ア光ファイバの一部及びコーティングされた光ファイバ
が配置されて接着されるための平坦面２２０ａが存在す
る。前記ベア光ファイバ(bare optical fiber)は、リボ
ン光ファイバのコーティング部分が剥がれた光ファイバ
である。
【００１５】前記光ファイバブロック２０において、２
回のウェットエッチング工程を遂行することによって、
シリコン材質のウエハー上にＶ型溝アレイ２１２が提供
された光ファイバ整列部分２１０及び応力減少深さ部分
２２０が形成される。本発明の好適な一実施形態による
光ファイバブロック２０に提供されたＶ型溝アレイ２１
２の構成に関して説明すると、下記のようである。図５
は、８コアのリボン光ファイバを支持するための光ファ
イバブロック２０を示す。前記Ｖ型溝アレイ２１２は、
両端に位置した第１Ｖ型溝２１３のサイズがその間に配
置された第２Ｖ型溝２１４に比べて大きく構成される。
つまり、前記光ファイバブロック２０は、前記両端に位
置した第１Ｖ型溝２１３と、前記第１Ｖ型溝２１３と相
違する第２Ｖ型溝２１４と、から構成される。
【００１６】図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本発明に
よる光ファイバブロック２０において、２回のウェット
エッチング工程を通してＶ型溝が製作される。前記光フ
ァイバブロック２０において、１次ウェットエッチング
工程を通してシリコンウエハーＳに第１エッチング部分
Ｅ１が提供され、２次ウェットエッチング工程を通して
第２エッチング部分Ｅ２が提供される。勿論、前記第
１、第２エッチング部分Ｅ１、Ｅ２は、フォトマスク
(図示せず)によってエッチング工程において決定され
る。
【００１７】前記第１エッチング部分Ｅ１は、シリコン
ウエハーＳにおいて所定の深さで平面形で提供され、前
記第２エッチング部分Ｅ２は、前記第１エッチング部分
Ｅ１から所定の深さで多数のＶ型溝及び応力減少深さ部
分が提供される。
【００１８】図５に示すように、２回のエッチング工程
を通して製作された前記多数のＶ型溝は、両端に位置し
た第１Ｖ型溝２１３及び前記第１Ｖ型溝２１３間に位置
した第２Ｖ型溝２１４から構成される。前記第２Ｖ型溝
２１４が第１Ｖ型溝２１３より上面２１０ａを基準にし
て深い位置に提供される。従って、本発明による光ファ
イバブロック２０を利用して光ファイバを整列すると、
前記第１、第２Ｖ型溝２１３、２１４は、光ファイバを
収容することができる。前記第１、第２Ｖ型溝２１３、
２１４に整列された光ファイバは、光ファイバブロック
上面２１０ａを基準にして下側に位置する。
【００１９】図７及び図８は、光ファイバブロックのＶ
型溝２１３、２１４にベア光ファイバが整列された後、
エポキシ樹脂及びガラスカバーによって固定された状態
を示す。図７及び図８に示すように、前記第１Ｖ型溝２
１３が第２Ｖ型溝２１４に比べて収容空間が大きいの
で、前記第１Ｖ型溝２１３にベア光ファイバを配置して
整列させることが容易である。さらに、前記第１、第２
Ｖ型溝２１３、２１４にベア光ファイバＢＦを収容する
ことができるので、前記ガラスカバー３０と光ファイバ
ブロック２０の上面２１０ａが最大に近接することがで
き、これによって、エポキシＢの影響を最小化すること
ができる。図８に示す光ファイバブロック２０及びガラ
スカバー３０は、所定の角度(θ)で傾けられた研磨ライ
ンＬ２に沿って研磨されることによって、最終的な整列
状態が完成される。
【００２０】前述の如く、本発明の詳細な説明では具体
的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明
の範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、
本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということ
は、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明ら
かである。
【００２１】
【発明の効果】前述してきたように、本発明は、Ｖ型溝
がベア光ファイバの全体を収容することができることに
よって、光ファイバブロック及びガラスカバーが結合さ
れる場合、その間の空間を最小化して投入されるエポキ
シの量を最小化することができる。従って、エポキシの
影響が最小になり、素子の信頼性を高めることができ
る。さらに、本発明は、ベア光ファイバをＶ型溝に整列
させる場合、両端に位置したＶ型溝のサイズが残りのＶ
型溝のサイズより大きく構成されたので、ベア光ファイ
バの実装が容易になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の平面光導波路と入出力光ファイバとを
接合するために、それぞれ入出力光ファイバブロックが
使用された状態を拡大して示す斜視図である。
【図２】 従来の一実施形態による光ファイバブロック
及びカバーによって支持された光ファイバの接合状態を
拡大して示す斜視図である。
【図３】 従来の一実施形態による光ファイバブロック
を拡大して示す斜視図である。
【図４】 従来の一実施形態による光ファイバブロック
を利用してリボン光ファイバブロックを支持した状態を
示す正面図であり、特に、応力発生部分を示す正面図で
ある。
【図５】 本発明の好適な一実施形態による光ファイバ
整列用のブロックを示す斜視図である。
【図６Ａ】 本発明の好適な一実施形態による光ファイ
バ整列用のブロックの製作過程を示す図である。
【図６Ｂ】 本発明の好適な一実施形態による光ファイ
バ整列用のブロックの製作過程を示す図である。
【図７】 本発明の好適な一実施形態による光ファイバ
整列用のブロックを利用してリボン光ファイバを支持し
た状態を示す斜視図である。
【図８】 図７の正面図である。
【符号の説明】
２１０ 光ファイバ整列部分 ２１２ Ｖ型溝アレイ ２１３ 第１Ｖ溝 ２１４ 第２Ｖ溝 ２２０ 応力減少深さ部分 ＢＦ ベア光ファイバ（非コーティング光ファイバ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 宰完 大韓民国大邱廣域市壽城區泛漁４洞（番地 なし） 範一アパートＣ棟202號 (72)発明者 金 鍾烈 大韓民国慶尚北道龜尾市黄桑洞119番地１ 號 Ｆターム(参考） 2H036 JA02 KA02 LA03 LA07 LA08 2H037 AA01 BA24 BA31 DA02 DA12 DA17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波装置を整列するための光ファイバ
    ブロックにおいて、 その両端に配置された第１Ｖ型溝と、前記第１Ｖ型溝の
    両端の間に配置された前記第１Ｖ型溝と相違する第２Ｖ
    型溝のアレイとを有し、リボン光ファイバの非コーティ
    ング光ファイバを収容するためのＶ型溝アレイを含む光
    ファイバ整列部分と、 前記光ファイバのコーティング材質による応力を減少さ
    せるために、前記光ファイバ整列部分から所定の深さま
    で延長した応力減少深さ部分と、 から構成されることを特徴とする光ファイバブロック。
  2. 【請求項２】 前記第１Ｖ型溝より第２Ｖ型溝が深くエ
    ッチングされることによって、第２Ｖ型溝が上面を基準
    にして前記第１Ｖ型溝より下側に位置することを特徴と
    する請求項１記載の光ファイバブロック。
  3. 【請求項３】 前記Ｖ型溝アレイにリボン光ファイバの
    非コーティング光ファイバが置かれた場合、前記Ｖ型溝
    アレイは、非コーティング光ファイバを十分収容できる
    空間を備えることを特徴とする請求項１記載の光ファイ
    バブロック。
  4. 【請求項４】 光導波装置を整列するための方法におい
    て、 光を伝送するために出力側光ファイバブロックを設置す
    る段階と、 光ファイバ整列部分を形成するために、前記光ファイバ
    ブロックを一端側上に所定の第１深さで第１エッチング
    を遂行し、前記Ｖ型溝アレイを形成するために、所定の
    第２深さで前記一端側上に第２エッチングを遂行する段
    階と、 応力減少深さ領域を形成するために前記光ファイバ整列
    部分から所定の第３深さまで延長する前記光ファイバブ
    ロックの他端側上に第３エッチングを遂行する段階と、 前記リボン光ファイバの非コーティング光ファイバが完
    全に前記Ｖ型溝アレイに囲まれるように前記Ｖ型溝アレ
    イに沿ってリボン光ファイバのそれぞれの非コーティン
    グ光ファイバを整列する段階と、 前記光導波装置の一端に信号光を伝送するために前記Ｖ
    型溝アレイに前記リボン光ファイバの非コーティング光
    ファイバを接着する段階と、 から構成されることを特徴とする方法。
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