JP2003307645A - 窪み孔を有するガラス基板およびその製造方法 - Google Patents
窪み孔を有するガラス基板およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の光ファイバと複数のレンズを調心して
結合するのに適した窪み孔アレイおよびその製造方法を
提供する。また窪み孔を有するガラス基板を用いた光モ
ジュールを提供する。 【解決手段】 本発明の窪み孔を有するガラス基板は、
平板状ガラス基板の表面に複数の窪み孔を有するガラス
基板である。このすべての窪み孔のガラス基板表面にお
ける表面に平行な断面の形状が略円形とする。また、こ
の窪み孔の側面が、孔断面の円形の中心を通るガラス基
板表面の法線と窪み孔底面との交点を頂点とし、孔断面
の円形を底面とする円錐の側面より、外側に膨らみを有
するように加工する。このような窪み孔の形状により、
光ファイバ先端を加工した凸部と嵌合が容易となり、ま
た光ファイバ先端を光学マッチングをとりながら固定す
る接着剤が充填しやすいため、結合損失の小さい光学モ
ジュールの形成が可能となる。
結合するのに適した窪み孔アレイおよびその製造方法を
提供する。また窪み孔を有するガラス基板を用いた光モ
ジュールを提供する。 【解決手段】 本発明の窪み孔を有するガラス基板は、
平板状ガラス基板の表面に複数の窪み孔を有するガラス
基板である。このすべての窪み孔のガラス基板表面にお
ける表面に平行な断面の形状が略円形とする。また、こ
の窪み孔の側面が、孔断面の円形の中心を通るガラス基
板表面の法線と窪み孔底面との交点を頂点とし、孔断面
の円形を底面とする円錐の側面より、外側に膨らみを有
するように加工する。このような窪み孔の形状により、
光ファイバ先端を加工した凸部と嵌合が容易となり、ま
た光ファイバ先端を光学マッチングをとりながら固定す
る接着剤が充填しやすいため、結合損失の小さい光学モ
ジュールの形成が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信の分野で使用
される光モジュールに関し、特にマイクロレンズアレイ
を用いた光モジュールにおける光ファイバとレンズの光
軸合わせ技術に関する。
される光モジュールに関し、特にマイクロレンズアレイ
を用いた光モジュールにおける光ファイバとレンズの光
軸合わせ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信における伝送容量の増大に伴っ
て、多チャンネルの伝送光をそれぞれ光学要素に対して
一括して結合させるためには、光ファイバアレイとレン
ズアレイを一体化した光接続モジュールを用いるのが有
効である。このような光接続モジュールの組立において
は、複数の光ファイバと複数のレンズとを効率よく調心
する技術が必要となる。
て、多チャンネルの伝送光をそれぞれ光学要素に対して
一括して結合させるためには、光ファイバアレイとレン
ズアレイを一体化した光接続モジュールを用いるのが有
効である。このような光接続モジュールの組立において
は、複数の光ファイバと複数のレンズとを効率よく調心
する技術が必要となる。
【０００３】光通信の分野では、十分な結合効率を得る
ためにレンズアレイ基板上の各レンズの焦点位置に対し
て各光ファイバのコアを正確に位置合わせすることが重
要であり、１μｍ以下の精度の位置合わせが求められ
る。１次元配列であれば、レンズピッチに合わせたＶ溝
アレイを用いて光ファイバを調心できるが、２次元配列
の場合は、光ファイバの径よりやや大きい孔径をもつ孔
アレイを用いるなどの方法をとる必要がある。そのた
め、孔アレイの各孔の位置（ピッチ）精度や孔径に高い
精度が必要となる。
ためにレンズアレイ基板上の各レンズの焦点位置に対し
て各光ファイバのコアを正確に位置合わせすることが重
要であり、１μｍ以下の精度の位置合わせが求められ
る。１次元配列であれば、レンズピッチに合わせたＶ溝
アレイを用いて光ファイバを調心できるが、２次元配列
の場合は、光ファイバの径よりやや大きい孔径をもつ孔
アレイを用いるなどの方法をとる必要がある。そのた
め、孔アレイの各孔の位置（ピッチ）精度や孔径に高い
精度が必要となる。
【０００４】上記２次元配列の光ファイバにおける位置
決めの技術としては、特開平２−１２３３０１号公報に
開示されている例がある。これは図５に示すように光フ
ァイバ１８０をエッチング処理した際に得られる先端の
凸部を、レンズアレイ１２０の各々のレンズ１２２に対
応した焦点位置に設けた凹部１４０に嵌合させる方法で
ある。各レンズ１２２に入射する信号光１３４は各レン
ズ１２２により形成された凹部１４０の位置に集光さ
れ、この凹部に嵌合、固定された光ファイバ１８０に結
合される。勿論、逆に光ファイバ１８０から信号光が入
射する場合は、各レンズ１２２から平行光が出射され
る。
決めの技術としては、特開平２−１２３３０１号公報に
開示されている例がある。これは図５に示すように光フ
ァイバ１８０をエッチング処理した際に得られる先端の
凸部を、レンズアレイ１２０の各々のレンズ１２２に対
応した焦点位置に設けた凹部１４０に嵌合させる方法で
ある。各レンズ１２２に入射する信号光１３４は各レン
ズ１２２により形成された凹部１４０の位置に集光さ
れ、この凹部に嵌合、固定された光ファイバ１８０に結
合される。勿論、逆に光ファイバ１８０から信号光が入
射する場合は、各レンズ１２２から平行光が出射され
る。
【０００５】しかし、このような多数のレンズ１２２の
各々の焦点位置に対して精度良く凹部１４０を設けるこ
とは容易でない。このような位置合わせされた凹部を形
成する方法としては、例えば特開平１０−１２８５６３
号公報に示されるようにレーザを利用して、図６に示す
ようにレンズアレイ基板１２８のレンズ形成面と反対の
面１２４に、レンズアレイ１２０を構成する各々のレン
ズ１２２により加工用レーザ光１３０を集光させること
で嵌合用の凹部１４０を形成する提案もなされている。
各々の焦点位置に対して精度良く凹部１４０を設けるこ
とは容易でない。このような位置合わせされた凹部を形
成する方法としては、例えば特開平１０−１２８５６３
号公報に示されるようにレーザを利用して、図６に示す
ようにレンズアレイ基板１２８のレンズ形成面と反対の
面１２４に、レンズアレイ１２０を構成する各々のレン
ズ１２２により加工用レーザ光１３０を集光させること
で嵌合用の凹部１４０を形成する提案もなされている。
【０００６】なお、加工用レーザ光１３４のビームは必
ずしもレンズ１２２それぞれに分けて入射する必要はな
く、太い一様な強度分布をもつ光ビームをレンズアレイ
１２０のレンズ１２２が存在する領域全体にわたって照
射してもよい。この方法は、位置合わせ用の嵌合孔を作
製する技術としては有効である。
ずしもレンズ１２２それぞれに分けて入射する必要はな
く、太い一様な強度分布をもつ光ビームをレンズアレイ
１２０のレンズ１２２が存在する領域全体にわたって照
射してもよい。この方法は、位置合わせ用の嵌合孔を作
製する技術としては有効である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法ではレンズアレイ基板自体がレーザ加工性の良い材質
であることが必要であるため、基板材質が限定され、ま
た改質を行うことが必要になる場合がある。レーザ加工
性を改善するための基板改質としては銀イオン等を含有
させる方法が知られているが（特開平１０−３３８５３
９号公報参照）、レンズ形成後の基板にさらに銀イオン
を導入するためにはレンズを保護するためのマスクを形
成するなどの工程を加える必要があり、煩雑である。
法ではレンズアレイ基板自体がレーザ加工性の良い材質
であることが必要であるため、基板材質が限定され、ま
た改質を行うことが必要になる場合がある。レーザ加工
性を改善するための基板改質としては銀イオン等を含有
させる方法が知られているが（特開平１０−３３８５３
９号公報参照）、レンズ形成後の基板にさらに銀イオン
を導入するためにはレンズを保護するためのマスクを形
成するなどの工程を加える必要があり、煩雑である。
【０００８】また、上記方法ではレンズアレイに入射す
るレーザ光が加工表面に集光される条件においてのみ加
工が可能であり、レンズアレイ基板の厚さが限定され、
任意に設定することは困難である。
るレーザ光が加工表面に集光される条件においてのみ加
工が可能であり、レンズアレイ基板の厚さが限定され、
任意に設定することは困難である。
【０００９】さらに、複数の光ファイバと複数のレンズ
を調心して結合するための嵌合孔として使用する凹部
は、それに適した形状と大きさに加工する必要がある
が、レーザ加工の場合、孔径を調整するのが難しいとい
う問題がある。またレーザ加工したガラス表面には加工
変質層が存在し、凹部の形状が不整になったり、内壁が
粗面になったりする場合がある。
を調心して結合するための嵌合孔として使用する凹部
は、それに適した形状と大きさに加工する必要がある
が、レーザ加工の場合、孔径を調整するのが難しいとい
う問題がある。またレーザ加工したガラス表面には加工
変質層が存在し、凹部の形状が不整になったり、内壁が
粗面になったりする場合がある。
【００１０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、複数の光ファイバと複数のレンズを調心
して結合するのに適した窪み孔アレイおよびその製造方
法を提供することを目的とする。また本発明の他の目的
は上記の窪み孔を有するガラス基板を用いた光モジュー
ルを提供することにある。
されたもので、複数の光ファイバと複数のレンズを調心
して結合するのに適した窪み孔アレイおよびその製造方
法を提供することを目的とする。また本発明の他の目的
は上記の窪み孔を有するガラス基板を用いた光モジュー
ルを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、光学モジュー
ルに使用する平板レンズアレイ基板、またはそれと同仕
様の平板レンズアレイ基板を加工用レーザ光集光レンズ
として用いて、レンズアレイと同ピッチのファイバ嵌合
用の孔アレイを持つガラス基板を製作する方法および、
本加工方法により製作された窪み孔アレイ基板を提供す
る。
ルに使用する平板レンズアレイ基板、またはそれと同仕
様の平板レンズアレイ基板を加工用レーザ光集光レンズ
として用いて、レンズアレイと同ピッチのファイバ嵌合
用の孔アレイを持つガラス基板を製作する方法および、
本加工方法により製作された窪み孔アレイ基板を提供す
る。
【００１２】本発明の窪み孔を有するガラス基板は、平
板状ガラス基板の表面に複数の窪み孔を有するガラス基
板である。このすべての窪み孔のガラス基板表面におけ
る表面に平行な断面の形状が略円形とする。また、この
窪み孔の側面が、孔断面の円形の中心を通るガラス基板
表面の法線と窪み孔底面との交点を頂点とし、孔断面の
円形を底面とする円錐の側面より、外側に膨らみを有す
るように加工する。
板状ガラス基板の表面に複数の窪み孔を有するガラス基
板である。このすべての窪み孔のガラス基板表面におけ
る表面に平行な断面の形状が略円形とする。また、この
窪み孔の側面が、孔断面の円形の中心を通るガラス基板
表面の法線と窪み孔底面との交点を頂点とし、孔断面の
円形を底面とする円錐の側面より、外側に膨らみを有す
るように加工する。
【００１３】このような窪み孔の形状により、光ファイ
バ先端を加工した凸部と嵌合が容易となり、また光ファ
イバ先端を光学マッチングをとりながら固定する接着剤
が充填しやすいため、結合損失の小さい光学モジュール
の形成が可能となる。
バ先端を加工した凸部と嵌合が容易となり、また光ファ
イバ先端を光学マッチングをとりながら固定する接着剤
が充填しやすいため、結合損失の小さい光学モジュール
の形成が可能となる。
【００１４】ただし、基板表面における孔断面の円形の
直径が４μｍ以上１０μｍ以下であることが、望まし
く、アスペクト比では０．２以上２．０以下であること
が望ましい。このように窪み孔の大きさを設定すること
により、単一モード光ファイバの先端を加工した際、先
端凸部が嵌合しやすい状態が得られる。
直径が４μｍ以上１０μｍ以下であることが、望まし
く、アスペクト比では０．２以上２．０以下であること
が望ましい。このように窪み孔の大きさを設定すること
により、単一モード光ファイバの先端を加工した際、先
端凸部が嵌合しやすい状態が得られる。
【００１５】上記の特徴を備えた窪み孔を有するガラス
基板はつぎのような製造方法によって提供することがで
きる。すなわち、平板状凸レンズアレイに対して平板状
ガラス基板を表面が平行になるように配置し、レンズア
レイにガラス基板に対向する表面と反対側の表面から平
行なレーザ光を入射する。ガラス基板の表面近傍にレー
ザ光を集光することにより、窪み孔を加工することがで
きる。この方法により、窪み孔の配列はレンズアレイの
レンズ配置と一致するように形成できる。
基板はつぎのような製造方法によって提供することがで
きる。すなわち、平板状凸レンズアレイに対して平板状
ガラス基板を表面が平行になるように配置し、レンズア
レイにガラス基板に対向する表面と反対側の表面から平
行なレーザ光を入射する。ガラス基板の表面近傍にレー
ザ光を集光することにより、窪み孔を加工することがで
きる。この方法により、窪み孔の配列はレンズアレイの
レンズ配置と一致するように形成できる。
【００１６】上記のようにレーザ光の照射により形成さ
れた窪み孔をさらに液相エッチングにより追加工するこ
とが望ましい。これにより、上記所望の孔形状を得るこ
とができる。
れた窪み孔をさらに液相エッチングにより追加工するこ
とが望ましい。これにより、上記所望の孔形状を得るこ
とができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明においては、所望のレンズ
配列を備えた平板状凸レンズアレイ基板の各々のレンズ
により加工用レーザ光を、被加工物であるガラス基板表
面に集光し、このレーザ光のエネルギーによってファイ
バ嵌合用の窪み孔を作製する。この方法によれば、レン
ズアレイの各々のレンズの焦点位置に対応した位置に窪
み孔が形成できる。また、このようにして形成した窪み
孔を有するガラス基板に対して液相エッチングを加える
ことにより、窪み孔の形状を光ファイバの嵌合に適した
ものに調節したり、孔表面の品質を向上させることを特
徴としている。
配列を備えた平板状凸レンズアレイ基板の各々のレンズ
により加工用レーザ光を、被加工物であるガラス基板表
面に集光し、このレーザ光のエネルギーによってファイ
バ嵌合用の窪み孔を作製する。この方法によれば、レン
ズアレイの各々のレンズの焦点位置に対応した位置に窪
み孔が形成できる。また、このようにして形成した窪み
孔を有するガラス基板に対して液相エッチングを加える
ことにより、窪み孔の形状を光ファイバの嵌合に適した
ものに調節したり、孔表面の品質を向上させることを特
徴としている。
【００１８】図１は本発明の窪み孔アレイを製作するレ
ーザ加工時におけるガラス基板１０と平板状凸レンズア
レイ２０との位置関係を示している。平板状凸レンズア
レイ２０と被加工物であるガラス基板１０は平行に調整
されている。レーザ光３０は平板状凸レンズアレイ基板
２０に垂直に入射させる。図では個々のレンズ２２にそ
れぞれ平行なレーザ光３０が入射されているが、適当な
光学系を用いて太い平行ビームを作り、平板状凸レンズ
アレイの使用するレンズが存在する範囲全体に照射する
ようにしてもよい。
ーザ加工時におけるガラス基板１０と平板状凸レンズア
レイ２０との位置関係を示している。平板状凸レンズア
レイ２０と被加工物であるガラス基板１０は平行に調整
されている。レーザ光３０は平板状凸レンズアレイ基板
２０に垂直に入射させる。図では個々のレンズ２２にそ
れぞれ平行なレーザ光３０が入射されているが、適当な
光学系を用いて太い平行ビームを作り、平板状凸レンズ
アレイの使用するレンズが存在する範囲全体に照射する
ようにしてもよい。
【００１９】加工用レーザ光としては、ＹＡＧレーザの
第３高調波である波長３５５ｎｍの光を平行光として用
いた。この光が各凸レンズ２２により、被加工物である
ガラス基板１０の表面近傍に集光するよう平板状凸レン
ズアレイ２０とガラス基板１０の距離を定める。この平
板状凸レンズアレイ２０は、フォトリソグラフィを用い
てガラス基板表面に形成したマスクを介してガラス基板
をイオン交換することによって製作されているため、各
々のレンズ２２の間隔などは高い位置精度をもってい
る。
第３高調波である波長３５５ｎｍの光を平行光として用
いた。この光が各凸レンズ２２により、被加工物である
ガラス基板１０の表面近傍に集光するよう平板状凸レン
ズアレイ２０とガラス基板１０の距離を定める。この平
板状凸レンズアレイ２０は、フォトリソグラフィを用い
てガラス基板表面に形成したマスクを介してガラス基板
をイオン交換することによって製作されているため、各
々のレンズ２２の間隔などは高い位置精度をもってい
る。
【００２０】被加工物であるガラス基板１０としては、
厚さ１．２ｍｍのＳｉＯ2を主成分とした珪酸塩ガラス
を銀イオン交換することでレーザ加工性を向上させたガ
ラス基板を使用した。この銀イオン交換によりレーザ加
工性を向上させる方法の詳細は特開平１０−３３８５３
９号公報に開示されている。
厚さ１．２ｍｍのＳｉＯ2を主成分とした珪酸塩ガラス
を銀イオン交換することでレーザ加工性を向上させたガ
ラス基板を使用した。この銀イオン交換によりレーザ加
工性を向上させる方法の詳細は特開平１０−３３８５３
９号公報に開示されている。
【００２１】窪み孔４０の加工は、レーザ光３０の焦点
位置３２を被加工物であるガラス基板１０表面近傍に合
わせ、例えば、８０ｍＷの強度でパルス幅５ｎｓｅｃの
パルスを１０パルス照射して行った。その結果、図２に
示すような、ガラス基板表面での孔径が約３μｍ、深さ
が約７μｍの窪み孔が形成された。（Ａ）はガラス基板
をほぼ窪み孔の直径の沿って破断し、その斜め上方から
撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。（Ｂ）
はこの窪み孔４２の断面模式図である。
位置３２を被加工物であるガラス基板１０表面近傍に合
わせ、例えば、８０ｍＷの強度でパルス幅５ｎｓｅｃの
パルスを１０パルス照射して行った。その結果、図２に
示すような、ガラス基板表面での孔径が約３μｍ、深さ
が約７μｍの窪み孔が形成された。（Ａ）はガラス基板
をほぼ窪み孔の直径の沿って破断し、その斜め上方から
撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。（Ｂ）
はこの窪み孔４２の断面模式図である。
【００２２】ところで、本発明の窪み孔の形成の目的
は、光ファイバ先端に形成された凸部と凹凸嵌合させる
ことにある。単一モード光ファイバの場合、先端凸部の
形状はその加工方法にも依存するが、直径８μｍ、高さ
４μｍ程度である。種々の加工条件を含めれば、窪み孔
の孔径としては４〜１０μｍ程度が適当で、７〜９μｍ
程度であればより望ましい。上記孔径３μｍはこれに比
べて小さい。
は、光ファイバ先端に形成された凸部と凹凸嵌合させる
ことにある。単一モード光ファイバの場合、先端凸部の
形状はその加工方法にも依存するが、直径８μｍ、高さ
４μｍ程度である。種々の加工条件を含めれば、窪み孔
の孔径としては４〜１０μｍ程度が適当で、７〜９μｍ
程度であればより望ましい。上記孔径３μｍはこれに比
べて小さい。
【００２３】一方、窪み孔の深さは上記４μｍより深け
ればよいが、窪み孔と光ファイバ先端凸部は光学マッチ
ングが得られる接着剤等で固定されるため、深すぎると
窪み孔に十分接着剤が充填されずに気泡等が生じ、光学
的な損失が増加する原因になる。したがって窪み孔の深
さは光ファイバ先端凸部の高さである４μｍ以上で１０
μｍ以下程度でなるべく浅い方が好ましい。窪み孔の深
さ／孔径の最大値で定義するアスペクト比で表せば、
０．２〜２．０の範囲が望ましい。
ればよいが、窪み孔と光ファイバ先端凸部は光学マッチ
ングが得られる接着剤等で固定されるため、深すぎると
窪み孔に十分接着剤が充填されずに気泡等が生じ、光学
的な損失が増加する原因になる。したがって窪み孔の深
さは光ファイバ先端凸部の高さである４μｍ以上で１０
μｍ以下程度でなるべく浅い方が好ましい。窪み孔の深
さ／孔径の最大値で定義するアスペクト比で表せば、
０．２〜２．０の範囲が望ましい。
【００２４】そこでレーザ加工により製作された図２に
示す形状の窪み孔アレイ基板をさらにエッチング処理
し、孔形状の変形を試みた。エッチング液として５％の
弗酸水溶液を使用し、この液を３５℃に保って３分間エ
ッチングすることで、図３に示すような断面形状を得た
（（Ａ）と（Ｂ）は図４の場合と同様に断面ＳＥＭ像と
模式図である）。図２に示すような形状（孔径３μｍ、
深さ７μｍ）の窪み孔４２が、孔径９μｍ、深さ７μｍ
の窪み孔４４に変形された。
示す形状の窪み孔アレイ基板をさらにエッチング処理
し、孔形状の変形を試みた。エッチング液として５％の
弗酸水溶液を使用し、この液を３５℃に保って３分間エ
ッチングすることで、図３に示すような断面形状を得た
（（Ａ）と（Ｂ）は図４の場合と同様に断面ＳＥＭ像と
模式図である）。図２に示すような形状（孔径３μｍ、
深さ７μｍ）の窪み孔４２が、孔径９μｍ、深さ７μｍ
の窪み孔４４に変形された。
【００２５】またレーザ加工後の窪み孔４２の内壁面４
６には存在した加工変質層もエッチング加工後の窪み孔
４４の内壁面４８からは除去されていることが確認でき
た。孔径は光ファイバ先端凸部の直径約８μｍにほぼ一
致している。窪み孔４４の深さは変化せず、孔の内壁面
４８が図３（Ｂ）に示すような円錐形５０より外側に膨
らみをもった形状になった。これによって窪み孔４４内
部に光学接着剤が充填しやすくなり、光ファイバとの凹
凸嵌合に適した形状に加工することができたと言える。
６には存在した加工変質層もエッチング加工後の窪み孔
４４の内壁面４８からは除去されていることが確認でき
た。孔径は光ファイバ先端凸部の直径約８μｍにほぼ一
致している。窪み孔４４の深さは変化せず、孔の内壁面
４８が図３（Ｂ）に示すような円錐形５０より外側に膨
らみをもった形状になった。これによって窪み孔４４内
部に光学接着剤が充填しやすくなり、光ファイバとの凹
凸嵌合に適した形状に加工することができたと言える。
【００２６】また、本実施例の結果において、孔径のば
らつきについて４×４の孔アレイで評価したところ、レ
ーザ加工のみでは孔径の標準偏差は０．６μｍであった
が、エッチング加工後、０．２μｍに改善できた。
らつきについて４×４の孔アレイで評価したところ、レ
ーザ加工のみでは孔径の標準偏差は０．６μｍであった
が、エッチング加工後、０．２μｍに改善できた。
【００２７】本実施例においては、弗酸水溶液によりエ
ッチングをおこなったが、弗酸と弗化アンモニウムの混
合液を用いても同様の加工が可能である。または、ＫＯ
Ｈ、ＮａＯＨなどのガラス基板に対してエッテング性を
持つ溶液をエッチング液として使用することもできる。
ッチングをおこなったが、弗酸と弗化アンモニウムの混
合液を用いても同様の加工が可能である。または、ＫＯ
Ｈ、ＮａＯＨなどのガラス基板に対してエッテング性を
持つ溶液をエッチング液として使用することもできる。
【００２８】また、上記実施例においては初めにレーザ
加工による孔形成を行ったが、電子ビーム加工や、ドリ
ル加工やサンドブラストなどの機械的方法で加工した場
合に対してもエッチングによる追加工が有効であること
は言うまでもない。
加工による孔形成を行ったが、電子ビーム加工や、ドリ
ル加工やサンドブラストなどの機械的方法で加工した場
合に対してもエッチングによる追加工が有効であること
は言うまでもない。
【００２９】本実施例においては、集光用レンズとして
光モジュールに用いるレンズアレイと等しいレンズピッ
チ２５０μｍの平板レンズアレイを用いているため、加
工された窪み孔アレイのピッチも必然的に２５０μｍピ
ッチとなる。光ファイバとの結合を目的とする場合は少
なくとも使用する光ファイバの直径（通常の単一モード
光ファイバで１２５μｍ）よりピッチを大きくとる必要
があるが、レンズピッチに関するこれ以外の制限はな
い。
光モジュールに用いるレンズアレイと等しいレンズピッ
チ２５０μｍの平板レンズアレイを用いているため、加
工された窪み孔アレイのピッチも必然的に２５０μｍピ
ッチとなる。光ファイバとの結合を目的とする場合は少
なくとも使用する光ファイバの直径（通常の単一モード
光ファイバで１２５μｍ）よりピッチを大きくとる必要
があるが、レンズピッチに関するこれ以外の制限はな
い。
【００３０】なお、本実施例においてはＹＡＧレーザの
第３高調波である３５５ｎｍの光により加工をおこなっ
たが、他のレーザ光、例えはエキシマレーザ光を用いる
ことも可能である。
第３高調波である３５５ｎｍの光により加工をおこなっ
たが、他のレーザ光、例えはエキシマレーザ光を用いる
ことも可能である。
【００３１】レンズアレイ基板に嵌合孔アレイを形成し
た従来の光学モジュールは図５に示すような構成を備え
ているが、この場合、平行光を光ファイバに結合する、
いわゆるコリメート条件のみが可能である。図４は本発
明による嵌合用孔アレイ基板１２を使用した光学モジュ
ールの例を示している。光ファイバ８０の先端は凸状に
加工されており、孔アレイ基板１２に形成された窪み孔
４０に嵌合している。なお、貫通孔９２を有する孔アレ
イ基板９０は光ファイバ８０を嵌合用孔アレイ基板１２
または１４に垂直に保つための光ファイバ支持用の部材
である。
た従来の光学モジュールは図５に示すような構成を備え
ているが、この場合、平行光を光ファイバに結合する、
いわゆるコリメート条件のみが可能である。図４は本発
明による嵌合用孔アレイ基板１２を使用した光学モジュ
ールの例を示している。光ファイバ８０の先端は凸状に
加工されており、孔アレイ基板１２に形成された窪み孔
４０に嵌合している。なお、貫通孔９２を有する孔アレ
イ基板９０は光ファイバ８０を嵌合用孔アレイ基板１２
または１４に垂直に保つための光ファイバ支持用の部材
である。
【００３２】（Ａ）の場合は、図５に示した従来例同様
のコリメート条件を備えた構成例である。信号光が平行
光３４としてレンズ２２に入射し、集光されて光ファイ
バ８０に結合する。（Ｂ）に示す場合は、嵌合用孔アレ
イ基板１４の厚みが（Ａ）の場合と異なっており、収束
性の光３６が光ファイバ８０と結合する、いわゆる集光
条件を備えた構成の光学モジュールを示している。さら
に、拡散状態の光学モジュールを製作することも可能で
ある。
のコリメート条件を備えた構成例である。信号光が平行
光３４としてレンズ２２に入射し、集光されて光ファイ
バ８０に結合する。（Ｂ）に示す場合は、嵌合用孔アレ
イ基板１４の厚みが（Ａ）の場合と異なっており、収束
性の光３６が光ファイバ８０と結合する、いわゆる集光
条件を備えた構成の光学モジュールを示している。さら
に、拡散状態の光学モジュールを製作することも可能で
ある。
【００３３】このように多様な光学モジュールが形成で
きるのは、嵌合用孔アレイ基板がレンズアレイと分離し
ているため、レーザ加工によって任意の厚みの孔アレイ
基板を作製できることによっている。
きるのは、嵌合用孔アレイ基板がレンズアレイと分離し
ているため、レーザ加工によって任意の厚みの孔アレイ
基板を作製できることによっている。
【００３４】また、図４の光学モジュールではレンズは
図５の従来例と異なり、光学モジュールの表面に露出し
ていない。このため、レンズが損傷することが少ない。
従来の構成ではレンズと嵌合用孔は同一基板に形成され
ていたため、表裏に形成するしかなく図５のような光学
系とならざるを得なかったが、本発明では、レンズアレ
イと嵌合用孔アレイ基板を分離したためこのような制約
がなくなった。勿論、必要であれば、図４の場合と反対
に、レンズアレイを孔アレイ基板と接しない表面側に配
置することもできる。
図５の従来例と異なり、光学モジュールの表面に露出し
ていない。このため、レンズが損傷することが少ない。
従来の構成ではレンズと嵌合用孔は同一基板に形成され
ていたため、表裏に形成するしかなく図５のような光学
系とならざるを得なかったが、本発明では、レンズアレ
イと嵌合用孔アレイ基板を分離したためこのような制約
がなくなった。勿論、必要であれば、図４の場合と反対
に、レンズアレイを孔アレイ基板と接しない表面側に配
置することもできる。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明に係る窪み
孔アレイを有するガラス基板は、光学モジュールを構成
する際、平板状レンズアレイと分離されているため、制
約が少なく多様な光学モジュールを構成できる。また、
レーザ加工や機械加工などにより加工した窪み孔をエッ
チング加工することにより、孔形状を光ファイバの先端
を加工した凸部と嵌合するのに適するように調整するこ
とができる。
孔アレイを有するガラス基板は、光学モジュールを構成
する際、平板状レンズアレイと分離されているため、制
約が少なく多様な光学モジュールを構成できる。また、
レーザ加工や機械加工などにより加工した窪み孔をエッ
チング加工することにより、孔形状を光ファイバの先端
を加工した凸部と嵌合するのに適するように調整するこ
とができる。
【図１】 本発明の窪み孔アレイの加工方法を示す図で
ある。
ある。
【図２】 レーザ加工によりガラス基板に形成された窪
み孔の形状を示す（Ａ）断面ＳＥＭ写真および（Ｂ）断
面模式図である。
み孔の形状を示す（Ａ）断面ＳＥＭ写真および（Ｂ）断
面模式図である。
【図３】 レーザ加工後、液相エッチングにより追加工
した本発明の窪み孔の形状を示す（Ａ）断面ＳＥＭ写真
および（Ｂ）断面模式図である。
した本発明の窪み孔の形状を示す（Ａ）断面ＳＥＭ写真
および（Ｂ）断面模式図である。
【図４】 本発明の窪み孔を有するガラス基板を用いて
構成した光学モジュールの模式図である。
構成した光学モジュールの模式図である。
【図５】 従来の光学モジュールの構成を示す模式図で
ある。
ある。
【図６】 従来の嵌合用孔アレイの加工方法を示す図で
ある。
ある。
【符号の説明】
１０ ガラス基板
１２、１４ 孔アレイ基板
２０ 平板状凸レンズアレイ
２２ レンズ
３０、３４、３６ レーザ光
４０、４２、４４ 窪み孔
４６、４８ 内壁面
８０ 光ファイバ
９０ 貫通孔アレイ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 仲間 健一
大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号
日本板硝子株式会社内
(72)発明者 引地 奈緒子
大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号
日本板硝子株式会社内
(72)発明者 新毛 勝秀
大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号
日本板硝子株式会社内
(72)発明者 関口 幸成
大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号
日本板硝子株式会社内
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 BA05 BA12 BA14
BA32 BA35 CA12 DA04 DA06
DA11 DA17
4G059 AA11 AB01 AB09 AC01 BB14
Claims (5)
- 【請求項１】 平板状ガラス基板の表面に複数の窪み孔
を有するガラス基板であって、前記すべての窪み孔の前
記ガラス基板表面における該表面に平行な断面の形状が
略円形であり、前記窪み孔の側面が、該円形の中心を通
るガラス基板表面の法線と該窪み孔底面との交点を頂点
とし、前記略円形を底面とする円錐の側面より、外側に
膨らみを有していることを特徴とする窪み孔を有するガ
ラス基板。 - 【請求項２】 前記円形の直径が４μｍ以上１０μｍ以
下であることを特徴とする請求項１に記載の窪み孔を有
するガラス基板。 - 【請求項３】 前記窪み孔のアスペクト比が０．２以上
２．０以下であることを特徴とする請求項２に記載の窪
み孔を有するガラス基板。 - 【請求項４】 平板状凸レンズアレイに対して平板状ガ
ラス基板を表面が平行になるように配置し、前記レンズ
アレイに前記ガラス基板に対向する表面と反対側の表面
から平行なレーザ光を入射し、前記ガラス基板の表面近
傍に前記レーザ光を集光して窪み孔を加工することを特
徴とする窪み孔を有するガラス基板の製造方法。 - 【請求項５】 前記レーザ光の照射により形成された窪
み孔を液相エッチングすることを特徴とする請求項４に
記載の窪み孔を有するガラス基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114386A JP3885643B2 (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 窪み孔を有するガラス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114386A JP3885643B2 (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 窪み孔を有するガラス基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003307645A true JP2003307645A (ja) | 2003-10-31 |
| JP3885643B2 JP3885643B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=29396215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002114386A Expired - Fee Related JP3885643B2 (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 窪み孔を有するガラス基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3885643B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100728673B1 (ko) * | 2005-01-13 | 2007-06-15 | 엘지전자 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 패널 |
| WO2007096958A1 (ja) * | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | レーザを用いたガラスの加工方法および加工装置 |
| JP2008156200A (ja) * | 2006-02-22 | 2008-07-10 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | レーザを用いたガラスの加工方法および加工装置 |
| US9017932B2 (en) | 2008-12-19 | 2015-04-28 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Processed substrate and method for manufacturing same |
-
2002
- 2002-04-17 JP JP2002114386A patent/JP3885643B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100728673B1 (ko) * | 2005-01-13 | 2007-06-15 | 엘지전자 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 패널 |
| WO2007096958A1 (ja) * | 2006-02-22 | 2007-08-30 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | レーザを用いたガラスの加工方法および加工装置 |
| JP2008156200A (ja) * | 2006-02-22 | 2008-07-10 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | レーザを用いたガラスの加工方法および加工装置 |
| JP2011037707A (ja) * | 2006-02-22 | 2011-02-24 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | レーザを用いたガラスの加工方法および加工装置 |
| JP4672689B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2011-04-20 | 日本板硝子株式会社 | レーザを用いたガラスの加工方法および加工装置 |
| US9017932B2 (en) | 2008-12-19 | 2015-04-28 | Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. | Processed substrate and method for manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3885643B2 (ja) | 2007-02-21 |
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