JP2005308918A - Optical connection structure and manufacturing method therefor, and optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パッシブアライメント技術に好適な光接続構造等に関する。 The present invention relates to an optical connection structure and the like suitable for passive alignment technology.
AWG(Arrayed
Waveguide Grating)、VOA(Variable Optical Attenuator)、光スプリッタ等のPLC(Planar Lightwave Circuit)技術を基盤とした多くの光部品が広く使われている。これらの光部品は光回路内部に干渉計や光分岐部を持ち、これらを組み合わせることで、光フィルタや光減衰器を実現し、光通信システムのキーデバイスとして使われている。
AWG (Arrayed
Many optical components based on PLC (Planar Lightwave Circuit) technology such as Waveguide Grating (VOA), VOA (Variable Optical Attenuator), and optical splitter are widely used. These optical components have an interferometer and an optical branching unit in the optical circuit, and by combining them, an optical filter and an optical attenuator are realized and used as a key device in an optical communication system.
PLCをベースとした光部品と光ファイバとの接続には、接着剤と光ファイバとの直接接続が広く行われている。適切な接着剤を選べば、接続特性は良好であるので、実用レベルの信頼性が得られている。更に、これらの導波路デバイスは、空間伝搬の部分が無いことから、光軸ズレによる光学特性変化が無いので、安定した動作が期待できる。 Direct connection between an adhesive and an optical fiber is widely used for connection between an optical component based on PLC and an optical fiber. If an appropriate adhesive is selected, the connection characteristics are good, and a practical level of reliability is obtained. Furthermore, since these waveguide devices do not have a spatial propagation portion, there is no change in optical characteristics due to optical axis deviation, and thus stable operation can be expected.
このように、PLCをベースとした導波路型光デバイスは、高信頼性かつ安定動作の利点を有する反面、光ファイバと導波路の結合をサブμmの精度で行わなければならず、これがコストアップの主要因となっている。 As described above, the waveguide type optical device based on the PLC has the advantages of high reliability and stable operation, but the optical fiber and the waveguide must be coupled with sub-μm accuracy, which increases the cost. Is the main factor.
これを解決するため、導波路と光ファイバとを光軸調芯することなしにV溝を用いて結合する、パッシブアライメントの検討が進んでいる。一方、通常のパッシブアライメントでは、垂直端の光ファイバを用いる。これをそのまま用いると、光ファイバと屈折率整合剤との境界で、−40dB程度のフレネル反射が発生する。しかし、光パッシブデバイスには−50dB以下のモジュール反射規格が設定されるケースが多いので、垂直端の光ファイバで本規格を満足することは極めて困難である。そこで、導波路と光ファイバとをそれぞれ斜め端にして接続することにより、反射減衰量を低減する技術が知られている(特許文献1)。 In order to solve this, studies on passive alignment, in which a waveguide and an optical fiber are coupled using a V-groove without aligning the optical axis, have been studied. On the other hand, in normal passive alignment, an optical fiber at the vertical end is used. If this is used as it is, Fresnel reflection of about −40 dB occurs at the boundary between the optical fiber and the refractive index matching agent. However, since there are many cases where a module reflection standard of −50 dB or less is set in an optical passive device, it is extremely difficult to satisfy this standard with an optical fiber at the vertical end. Therefore, a technique for reducing the return loss by connecting the waveguide and the optical fiber at oblique ends is known (Patent Document 1).
図9及び図10は特許文献1に開示された光導波路モジュールを示し、図9は斜視図、図10は平面図である。以下、この図面に基づき説明する。
9 and 10 show the optical waveguide module disclosed in
この光導波路モジュール80は、V溝基板81、光導波路基板86、多芯テープファイバ91、単芯ファイバ(図示せず)等からなる光スプリッタである。V溝基板81には、単芯接続用のV溝82、光導波路基板86載置用の凹部83、多芯接続用のV溝84、位置合わせマーク85等が形成されている。光導波路基板86には、単芯用の斜め端面87、光スプリッタ用の導波路88、多芯用の斜め端面89、位置合わせマーク90等が形成されている。多芯テープファイバ91は複数の光ファイバ92からなり、各光ファイバ92には斜め端面93が形成されている。図示しないが、単芯ファイバは単数の光ファイバからなり、その光ファイバには斜め端面が形成されている。
The
次に、光導波路モジュール80の組み立て方法について説明する。まず、位置合わせマーク85,90を使って、V溝基板81の凹部83に光導波路基板86を接着固定する。続いて、光ファイバ92をV溝84に沿って設置することにより光ファイバ92のコアを導波路88のコアに一致させて、V溝基板81に多芯テープファイバ91を接着固定する。同様に、V溝基板81に単芯ファイバを接着固定する。
Next, a method for assembling the
光導波路モジュール80によれば、V溝84に光ファイバ92を沿わせることによりパッシブアライメントを実施するとともに、光ファイバ92の斜め端面93と光導波路基板86の斜め端面89とを接続することにより反射減衰量を低減している。
According to the
しかしながら、図9及び図10に示した従来技術では、次のような問題があった。 However, the prior art shown in FIGS. 9 and 10 has the following problems.
(1).位置合わせマークを使ってV溝基板に光導波路基板を接着固定する工程が必要になるので、製造工程が複雑化したり位置合わせ精度が低下したりする。 (1). Since a process of bonding and fixing the optical waveguide substrate to the V-groove substrate using the alignment mark is required, the manufacturing process becomes complicated and the alignment accuracy is lowered.
(2).単芯ファイバの場合は、V溝に光ファイバを沿わせても、光ファイバが光軸を中心にV溝内で回転してしまう。そのため、光ファイバの斜め端面と光導波路基板の斜め端面とを合わせることが難しい。換言すれば、光ファイバの回転角度を、光導波路の斜め端面に合わせて精密に調整しなければならない。 (2). In the case of a single-core fiber, even if the optical fiber is placed along the V-groove, the optical fiber rotates within the V-groove around the optical axis. For this reason, it is difficult to match the oblique end face of the optical fiber with the oblique end face of the optical waveguide substrate. In other words, the rotation angle of the optical fiber must be precisely adjusted according to the oblique end face of the optical waveguide.
(3).多芯ファイバの場合は、各光ファイバが光軸を中心に各V溝内で回転してしまうことは抑えられる。しかし、各光ファイバの斜め端面は自由端となっているので、各光ファイバの斜め端面が各V溝内で揺動することにより、位置合わせ精度が低下することがある。 (3). In the case of a multi-core fiber, each optical fiber can be prevented from rotating in each V-groove around the optical axis. However, since the oblique end face of each optical fiber is a free end, the oblique end face of each optical fiber swings within each V-groove, which may reduce the alignment accuracy.
そこで、本発明の目的は、従来よりも簡単かつ高精度なパッシブアライメント技術を可能とする、光接続構造及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical connection structure and a method for manufacturing the same, which enable a simpler and more accurate passive alignment technique than before.
本発明に係る光接続構造は、斜め端面を有する光導波路と斜め端面を有する光ファイバとが、それぞれの前記斜め端面同士を合わせた状態で接続されてなるものである。そして、この光接続構造において、前記光導波路が形成された光導波路基板にV溝が形成され、このV溝内に前記斜め端面同士を合わせた状態で前記光ファイバが固定され、前記斜め端面同士を合わせる際における前記V溝内での前記光ファイバの回動を防止する回動防止手段が設けられた、ことを特徴としている。ここでいう「回動」には、回転及び揺動も含む。 The optical connection structure according to the present invention is formed by connecting an optical waveguide having an oblique end face and an optical fiber having an oblique end face in a state where the oblique end faces are combined. In this optical connection structure, a V-groove is formed in the optical waveguide substrate on which the optical waveguide is formed, and the optical fiber is fixed in a state where the oblique end faces are aligned in the V-groove, and the oblique end faces are Rotation preventing means for preventing the rotation of the optical fiber in the V-groove at the time of matching is provided. “Rotation” here includes rotation and swinging.
従来技術では、V溝と光導波路とを別々の基板に形成していたことにより、位置置合わせマークを使ってV溝基板に光導波路基板を接着固定する工程が必要であった。これに対して、本発明では、光導波路が形成された光導波路基板にV溝も形成するので、製造工程が簡単になり位置精度も向上する。また、従来技術では、V溝に光ファイバを沿わせても光ファイバがV溝内で回動することにより、位置合わせ精度が低下することがあった。これに対して、本発明では、回動防止手段を設けたことにより、製造工程中におけるV溝内での光ファイバの回動が抑えられるので、位置決め精度が向上する。 In the prior art, since the V-groove and the optical waveguide are formed on separate substrates, a step of bonding and fixing the optical waveguide substrate to the V-groove substrate using the alignment mark is necessary. On the other hand, in the present invention, since the V-groove is also formed in the optical waveguide substrate on which the optical waveguide is formed, the manufacturing process is simplified and the positional accuracy is improved. In the prior art, even if an optical fiber is placed along the V-groove, the optical fiber rotates in the V-groove, so that the alignment accuracy may be lowered. On the other hand, in the present invention, since the rotation preventing means is provided, the rotation of the optical fiber in the V-groove during the manufacturing process can be suppressed, so that the positioning accuracy is improved.
前記回動防止手段は、光伝送に使用される少なくとも一本の前記光ファイバと光伝送に使用されない複数本の前記光ファイバとを有する多芯テープファイバと、前記複数本の光ファイバをそれぞれ固定する複数の前記V溝とからなる、としてもよい。従来、単芯ファイバの場合は、V溝に光ファイバを沿わせても光ファイバが光軸を中心にV溝内で回転してしまうため、光ファイバの斜め端面と光導波路基板の斜め端面とを合わせることが難しかった。これに対して、本発明では、多芯テープファイバの光伝送に使用されない光ファイバもV溝に固定されることにより、光ファイバが光軸を中心にV溝内で回転する力が抑えられる。また、このときの回動防止手段は、既存の多芯テープファイバを流用しているので、安価である。 The anti-rotation means fixes at least one optical fiber used for optical transmission and a plurality of optical fibers not used for optical transmission, and a plurality of optical fibers, respectively. A plurality of the V-grooves. Conventionally, in the case of a single-core fiber, since the optical fiber rotates in the V-groove around the optical axis even if the optical fiber is placed along the V-groove, the oblique end face of the optical fiber and the oblique end face of the optical waveguide substrate It was difficult to match. On the other hand, in the present invention, the optical fiber that is not used for the optical transmission of the multi-core tape fiber is also fixed to the V-groove, thereby suppressing the force of the optical fiber rotating in the V-groove around the optical axis. Further, the rotation preventing means at this time is inexpensive because the existing multi-core tape fiber is used.
また、この場合は次のように構成してもよい。前記光導波路基板には斜めスリットが形成され、この斜めスリットの一部が前記光導波路の斜め端面となる。前記複数のV溝は、前記光導波路基板の周端面に至る一端と前記斜めスリットに至る他端とを有し、かつ互いに平行に形成される。前記複数のV溝のうち中央のV溝に位置する箇所にだけ、前記光導波路が形成される。前記複数本の光ファイバのうち光伝送に使用される前記光ファイバが前記中央のV溝に固定され、光伝送に使用されない残りの前記光ファイバが中央以外の前記V溝に固定される。 In this case, the following configuration may be adopted. An oblique slit is formed in the optical waveguide substrate, and a part of the oblique slit becomes an oblique end surface of the optical waveguide. The plurality of V-grooves have one end reaching the peripheral end surface of the optical waveguide substrate and the other end reaching the oblique slit, and are formed in parallel to each other. The optical waveguide is formed only at a position located in the central V groove among the plurality of V grooves. Of the plurality of optical fibers, the optical fiber used for optical transmission is fixed to the central V-groove, and the remaining optical fibers not used for optical transmission are fixed to the V-grooves other than the central.
また、前記回動防止手段は、前記光ファイバが予め固定された蓋部材であって、前記V溝が形成されている前記光導波路基板上に載置されることにより、前記光ファイバを前記V溝内に挿入するものである、としてもよい。従来、単芯ファイバの場合も多芯ファイバの場合も、光ファイバの斜め端面は自由端となっているので、光ファイバの斜め端面がV溝内で回動することにより、位置合わせ精度が低下することがあった。これに対し、本発明では、光ファイバを予め蓋部材に固定しておき、この蓋部材を光導波路基板上に載置することにより、光ファイバをV溝内に挿入する。このとき、光ファイバは既に蓋部材に固定されているので、光ファイバの斜め端面のV溝内での回動が抑えられる。 The rotation preventing means is a lid member to which the optical fiber is fixed in advance, and is placed on the optical waveguide substrate in which the V-groove is formed, whereby the optical fiber is moved to the V It is good also as what is inserted in a groove | channel. Conventionally, in the case of a single-core fiber and a multi-core fiber, the oblique end face of the optical fiber is a free end, and the oblique end face of the optical fiber rotates in the V-groove, thereby lowering the alignment accuracy. There was something to do. In contrast, in the present invention, the optical fiber is fixed to the lid member in advance, and the optical fiber is inserted into the V-groove by placing the lid member on the optical waveguide substrate. At this time, since the optical fiber is already fixed to the lid member, the rotation of the oblique end surface of the optical fiber in the V-groove is suppressed.
また、前記蓋部材には、前記光ファイバを予め固定する別のV溝が形成された、としてもよい。この場合は、光ファイバを予め蓋部材のV溝に固定しておき、この蓋部材を光導波路基板上に載置することにより、光ファイバを光導波路基板のV溝内に挿入する。 The lid member may be formed with another V-groove for fixing the optical fiber in advance. In this case, the optical fiber is fixed in advance in the V groove of the lid member, and the lid member is placed on the optical waveguide substrate, whereby the optical fiber is inserted into the V groove of the optical waveguide substrate.
本発明に係る光デバイスは、光導波路基板に形成された光回路と、この光回路の入力側の前記光導波路基板に接続された光ファイバと、この光回路の出力側の前記光導波路基板に接続された光ファイバとを備えたものである。そして、本発明に係る光デバイスは、前記光回路の入力側及び出力側の少なくとも一方に、本発明に係る光接続構造が用いられている。 An optical device according to the present invention includes an optical circuit formed on an optical waveguide substrate, an optical fiber connected to the optical waveguide substrate on the input side of the optical circuit, and the optical waveguide substrate on the output side of the optical circuit. And a connected optical fiber. In the optical device according to the present invention, the optical connection structure according to the present invention is used on at least one of the input side and the output side of the optical circuit.
本発明に係る製造方法は、本発明に係る光接続構造を製造する方法である。この製造方法は、前記光導波路基板に前記光導波路と前記V溝とを形成する工程と、前記V溝内に前記光ファイバを載置する工程と、前記V溝内の前記光ファイバと前記光導波路とを前記回動防止手段を用いつつ前記斜め端面同士を合わせた状態で接続する工程と、を含むものである。 The manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing the optical connection structure according to the present invention. The manufacturing method includes a step of forming the optical waveguide and the V-groove on the optical waveguide substrate, a step of placing the optical fiber in the V-groove, the optical fiber in the V-groove, and the light guide Connecting the waveguide in a state where the oblique end faces are aligned with each other while using the rotation preventing means.
請求項3記載の光接続構造を製造する方法は、次のようにしてもよい。この製造方法は、シリコン基板上に前記光導波路を含むシリカガラス層を形成して前記光導波路基板を得る工程と、前記シリコン基板に異方性エッチングを施して前記V溝を形成する工程と、前記光導波路基板を研削することによって前記斜めスリットを形成する工程と、前記複数のV溝内に前記複数本の光ファイバをそれぞれ載置する工程と、前記複数のV溝内に前記複数本の光ファイバをそれぞれ載置した状態を維持しつつ、前記V溝内の前記光ファイバと前記光導波路とを前記斜め端面同士を合わせた状態で接続する工程と、を含むものである。
The method for manufacturing the optical connection structure according to
請求項5記載の光接続構造を製造する方法は、次のようにしてもよい。この製造方法は、前記蓋部材に前記別のV溝を形成する工程と、前記別のV溝内に前記光ファイバを固定する工程と、前記光ファイバが固定された前記蓋部材を研磨することにより当該光ファイバに斜め端面を形成する工程と、前記光導波路基板に前記光導波路と前記V溝とを形成する工程と、前記光導波路基板上に前記蓋部材を載置することにより、前記光ファイバを前記V溝内に挿入する工程と、前記V溝内に前記光ファイバを挿入した状態を維持しつつ、前記V溝内の前記光ファイバと前記光導波路とを前記斜め端面同士を合わせた状態で接続する工程と、を含むものである。
The method for manufacturing the optical connection structure according to
本発明によれば、光導波路とV溝とを同じ光導波路基板に形成することにより、光導波路基板とV溝基板とを位置合わせする工程が不要になるので、製造工程を簡単化できるとともに位置精度も向上できる。これに加え、製造工程中におけるV溝内での光ファイバの回動を防止する回動防止手段を設けたことにより、斜め端面を有する光導波路と斜め端面を有する光ファイバとの位置合わせが容易になるので、位置決め精度を向上できる。したがって、従来よりも簡単かつ高精度なパッシブアライメント技術を実現できる。 According to the present invention, since the optical waveguide substrate and the V-groove substrate are formed on the same optical waveguide substrate, the step of aligning the optical waveguide substrate and the V-groove substrate is not necessary, so that the manufacturing process can be simplified and positioned. Accuracy can be improved. In addition, by providing a rotation preventing means for preventing the rotation of the optical fiber in the V-groove during the manufacturing process, it is easy to align the optical waveguide having the oblique end surface and the optical fiber having the oblique end surface. Therefore, positioning accuracy can be improved. Therefore, it is possible to realize a passive alignment technique that is simpler and more accurate than conventional techniques.
換言すると、本発明によれば、精密な角度調整をすることなく、斜め端面を有する光ファイバと斜め端面を有する光導波路とを、高精度かつ高効率に結合することができる。これにより、光モジュール製造時の大幅なコストダウンが可能となる。 In other words, according to the present invention, an optical fiber having an oblique end face and an optical waveguide having an oblique end face can be coupled with high accuracy and high efficiency without precise angle adjustment. As a result, it is possible to significantly reduce the cost when manufacturing the optical module.
以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。ただし、特許請求の範囲における「光導波路基板」は、具体化して「PLC基板」と言い換える。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the “optical waveguide substrate” in the claims is specifically referred to as “PLC substrate”.
図1及び図2は本発明に係る光デバイスの第一実施形態を示し、図1は概略平面図、図2[1]は図1におけるI−I線断面図、図2[2]は図1におけるII−II線断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。 1 and 2 show a first embodiment of an optical device according to the present invention, FIG. 1 is a schematic plan view, FIG. 2 [1] is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 1, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. Hereinafter, description will be given based on these drawings.
本実施形態の光デバイス10は、斜め端面121〜125を有する光ファイバ111〜115と斜め端面221〜225を有する光導波路211〜215とが、それぞれの斜め端面121〜125,221〜225同士を合わせた状態で接続されてなるものである。そして、光導波路211〜215が形成されたPLC基板20に、V溝231〜235が形成されている。V溝231〜235内には、斜め端面121〜125,221〜225同士を合わせた状態で、光ファイバ111〜115が接着剤14によって固定されている。また、製造工程中におけるV溝231内での光ファイバ111の回動を防止する、回動防止手段(後述)が設けられている。この回動防止手段は、前述の光ファイバ111と光伝送に使用されない光ファイバ311,312とを有する三芯テープファイバ30と、PLC基板20に形成され光ファイバ311,312をそれぞれ固定するV溝322,323とからなる。
In the
PLC基板20は、シリコン基板25とシリコン基板25上に形成されたシリカガラス層26とからなる一般的なものである。シリカガラス層26に光導波路211〜215及び光回路24が形成されている。光回路24は、光導波路211から入射した光を四分割して光導波路212〜214へ出射する光スプリッタである。また、シリコン基板25には、V溝231〜235,321,322が形成されている。
The
多芯テープファイバ13及び三芯テープファイバ30は、複数の光ファイバ素線をUV樹脂で並列に固定した一般的なものである。ただし、図示した光ファイバ111〜115,311,322は、被覆が除去されて、端面側が自由端となっている。また、光ファイバ111〜115の斜め端面121〜125の角度θ1と、光導波路211〜215の斜め端面221〜225の角度θ2とは、等しくなっている。なお、光伝送に使用されない光ファイバ311,312は、切断により終端処理が施されている。
The
次に、光デバイス10の作用について説明する。
Next, the operation of the
従来技術では、V溝と光導波路とを別々の基板に形成していたことにより、位置置合わせマークを使ってV溝基板に光導波路基板を接着固定する工程が必要であった。これに対して、本実施形態では、光導波路211〜215が形成されたPLC基板20にV溝231〜235も形成するので、製造工程が簡単になり位置精度も向上する。
In the prior art, since the V-groove and the optical waveguide are formed on separate substrates, a step of bonding and fixing the optical waveguide substrate to the V-groove substrate using the alignment mark is necessary. On the other hand, in this embodiment, since the
また、従来技術では、V溝に光ファイバを沿わせても光ファイバがV溝内で回動することにより、位置合わせ精度が低下することがあった。これに対して、本実施形態では、回動防止手段を設けたことにより、製造工程中におけるV溝231内での光ファイバ111の回動が抑えられるので、位置決め精度が向上する。
In the prior art, even if an optical fiber is placed along the V-groove, the optical fiber rotates in the V-groove, so that the alignment accuracy may be lowered. On the other hand, in this embodiment, by providing the rotation preventing means, the rotation of the
特に単芯ファイバの場合は、V溝に光ファイバを沿わせても光ファイバが光軸を中心にV溝内で回転してしまうため、光ファイバの斜め端面と光導波路基板の斜め端面とを合わせることが難しかった。これに対して、本実施形態では、三芯テープファイバ30の光伝送に使用されない光ファイバ311,312もV溝321,322に固定されることにより、光ファイバ111がその光軸を中心にV溝231内で回転する力が抑えられる。また、本実施形態の回動防止手段は、既存の三芯テープファイバ30を流用しているので、安価である。
In particular, in the case of a single-core fiber, since the optical fiber rotates within the V-groove around the optical axis even if the optical fiber is placed along the V-groove, the oblique end face of the optical fiber and the oblique end face of the optical waveguide substrate are It was difficult to match. On the other hand, in this embodiment, the
次に、光デバイス10の製造方法について説明する。図3乃至図5では、光デバイス10の製造方法について工程順に示している。図3及び図4[1]は平面図及び右側面図、図4[2]は正面図及び右側面図、図5は平面図、正面図及び右側面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、表面が(100)面となる四角形状のシリコン基板25を用意する。そして、一般的な成膜技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、V溝エッチング時のマスクとなるタングステンシリサイド膜(以下「WSix膜」という。)27をシリコン基板25上に形成する(図3[1])。
First, a
続いて、WSix膜27上に、光導波路及び光回路を含むシリカガラス層26を形成する(図3[2])。これがPLC基板20となる。
Subsequently, a
続いて、V溝エッチング領域上のシリカガラス層26を除去する(図3[3])。これにより、V溝エッチング領域のシリコン基板25が露出する。
Subsequently, the
続いて、WSix膜27及びシリカガラス層26に覆われていないシリコン基板25に異方性エッチングを施すことにより、V溝231〜235,321,322を形成する(図4[1])。この異方性エッチングに使用するエッチング液は、KOHを水とイソプロピルアルコールに溶かしたものである。このとき、原子密度の低い(100)面が先にエッチングされることにより、原子密度の高い(111)面からなるV溝231,…が残る。
Subsequently, anisotropic etching is performed on the
続いて、WSix膜27を除去した後、光導波路の端面が角度θ2になるように、回転ブレード28を使ってシリカガラス層26及びシリコン基板25を研削する(図4[2])。この研削された部分が、特許請求の範囲における「斜めスリット」である。
Subsequently, after removing the
最後に、光ファイバ111〜115,321,322をV溝231〜235,321,322内に沿わせて、これらを接着剤によって固定する(図5)。
Finally, the
図6及び図7は本発明に係る光デバイスの第二実施形態を示し、図6は概略平面図、図7[1]は図6におけるI−I線断面図、図7[2]は図6におけるII−II線断面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図1及び図2と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。 6 and 7 show a second embodiment of the optical device according to the present invention, FIG. 6 is a schematic plan view, FIG. 7 [1] is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 6, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. Hereinafter, description will be given based on this drawing. However, the same parts as those in FIG. 1 and FIG.
本実施形態の光デバイス40では、光ファイバ111,311,312が予め固定された蓋部材41を回動防止手段として用いている。蓋部材41は、光ファイバ111,311,312を予め固定するV溝421〜423が、シリコン基板43に形成されたものである。光ファイバ111,…を予め蓋部材41のV溝422,…に接着剤44で固定しておき、この蓋部材41をPLC基板20上に載置し、光ファイバ111,…をPLC基板20のV溝231,…に接着剤14で固定する。
In the
従来、単芯ファイバの場合も多芯ファイバの場合も、光ファイバの斜め端面は自由端となっているので、光ファイバの斜め端面がV溝内で回動することにより、位置合わせ精度が低下することがあった。これに対し、本実施形態は、光ファイバ111,…を予め蓋部材41に固定しておき、この蓋部材41をPLC基板20上に載置し、光ファイバ111,…をV溝231,…に固定する。このとき、光ファイバ111,…は既に蓋部材41に固定されているので、光ファイバ111の斜め端面121のV溝231内での回動が抑えられる。なお、三芯テープファイバ30の代わりに単芯ファイバを用いてもよい。
Conventionally, in the case of a single-core fiber and a multi-core fiber, the oblique end face of the optical fiber is a free end, and the oblique end face of the optical fiber rotates in the V-groove, thereby lowering the alignment accuracy. There was something to do. On the other hand, in this embodiment, the
図8は光デバイス40の製造方法を示す左側面図及び正面図であり、図8[1]〜図8[4]の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき、光デバイス40の製造方法を説明する。
FIGS. 8A and 8B are a left side view and a front view showing the manufacturing method of the
まず、PLC基板側のシリコン基板25のV溝231,…と同じ間隔及び数のV溝422,…を、シリコン基板43に形成する。このV溝422,…の形成方法は、前述したV溝231,…の形成方法と同じである。そして、V溝422,…に光ファイバ111,…を沿わせて、シリコン基板43に接着剤44を介して光ファイバ111,…を固定する(図8[1])。
First, V-
続いて、光ファイバ111,…を覆ってシリコン基板43上をワックス45で固める(図8[2])。このとき、ワックス45の崩れを防ぐために、ガラス基板等をワックス45に貼り付けて補強してもよい。
Then, the
続いて、光ファイバ111の斜め端面121が角度θ1になるように、ワックス45で固めたシリコン基板43及び光ファイバ111,…を研磨する(図8[3])。
Subsequently, the
続いて、ワックス45を除去した後、PLC基板側のシリコン基板25のV溝231,…に、蓋部材41に固定した光ファイバ111,…を挿入することにより、蓋部材41をPLC基板と一体化させる(図8[4])。その他の工程は第一実施形態と同じである。なお、シリコン基板43の代わりに、ガラス基板等の透光性を有する基板を用いてもよい。この場合は、接着剤44としてUV硬化型接着剤を用い、基板側からUV光を照射することにより、V溝に光ファイバを固定できる。また、ガラス基板等には、ダイシング(研削)等によってV溝を形成する。
Subsequently, after removing the
なお、本発明は、言うまでもなく、上記第一及び第二実施形態に限定されるものではない。例えば、光回路は、光スプリッタに限らず、AWG、VOAなどでもよい。 Needless to say, the present invention is not limited to the first and second embodiments. For example, the optical circuit is not limited to the optical splitter but may be AWG, VOA, or the like.
10,40 光デバイス
111〜115 光ファイバ
121〜125 光ファイバの斜め端面
13 多芯テープファイバ
14 接着剤
20 PLC基板
211〜215 光導波路
221〜225 光導波路の斜め端面
231〜235 V溝
24 光回路
25 シリコン基板
26 シリカガラス層
30 三芯テープファイバ
311,312 光ファイバ(回動防止手段)
322,323 V溝(回動防止手段)
41 蓋部材
421〜423 V溝
43 シリコン基板
44 接着剤
DESCRIPTION OF
322, 323 V groove (rotation prevention means)
41 Lid member 421-423 V-
Claims (9)
前記光導波路が形成された光導波路基板にV溝が形成され、
このV溝内に前記斜め端面同士を合わせた状態で前記光ファイバが固定され、
前記斜め端面同士を合わせる際における前記V溝内での前記光ファイバの回動を防止する回動防止手段が設けられた、
ことを特徴とする光接続構造。 In an optical connection structure in which an optical waveguide having an oblique end face and an optical fiber having an oblique end face are connected in a state where the respective oblique end faces are combined,
A V-groove is formed in the optical waveguide substrate on which the optical waveguide is formed;
The optical fiber is fixed in a state where the oblique end faces are aligned in the V-groove,
Rotation preventing means for preventing rotation of the optical fiber in the V groove when the oblique end surfaces are aligned is provided.
An optical connection structure characterized by that.
請求項1記載の光接続構造。 The anti-rotation means fixes at least one optical fiber used for optical transmission and a plurality of optical fibers not used for optical transmission, and a plurality of optical fibers, respectively. A plurality of the V-grooves,
The optical connection structure according to claim 1.
前記複数のV溝は、前記光導波路基板の周端面に至る一端と前記斜めスリットに至る他端とを有し、かつ互いに平行に形成され、
前記複数のV溝のうち中央のV溝に位置する箇所にだけ前記光導波路が形成され、
前記複数本の光ファイバのうち光伝送に使用される前記光ファイバが前記中央のV溝に固定され、光伝送に使用されない残りの前記光ファイバが中央以外の前記V溝に固定された、
請求項2記載の光接続構造。 An oblique slit is formed in the optical waveguide substrate, and a part of the oblique slit becomes an oblique end surface of the optical waveguide,
The plurality of V-grooves have one end reaching the peripheral end surface of the optical waveguide substrate and the other end reaching the oblique slit, and are formed in parallel to each other,
The optical waveguide is formed only at a position located in a central V groove among the plurality of V grooves,
Of the plurality of optical fibers, the optical fiber used for optical transmission is fixed to the central V-groove, and the remaining optical fibers not used for optical transmission are fixed to the V-grooves other than the center.
The optical connection structure according to claim 2.
請求項1記載の光接続構造。 The rotation preventing means is a lid member to which the optical fiber is fixed in advance, and is placed on the optical waveguide substrate on which the V-groove is formed, whereby the optical fiber is placed in the V-groove. To be inserted into the
The optical connection structure according to claim 1.
請求項4記載の光接続構造。
The lid member is formed with another V-groove for fixing the optical fiber in advance.
The optical connection structure according to claim 4.
前記光回路の入力側及び出力側の少なくとも一方に、請求項1乃至5のいずれかに記載の光接続構造が用いられた、
ことを特徴とする光デバイス。
An optical circuit formed on the optical waveguide substrate, an optical fiber connected to the optical waveguide substrate on the input side of the optical circuit, and an optical fiber connected to the optical waveguide substrate on the output side of the optical circuit Optical devices
The optical connection structure according to any one of claims 1 to 5 is used for at least one of an input side and an output side of the optical circuit.
An optical device characterized by that.
前記光導波路基板に前記光導波路と前記V溝とを形成する工程と、
前記V溝内に前記光ファイバを載置する工程と、
前記V溝内の前記光ファイバと前記光導波路とを前記回動防止手段を用いつつ前記斜め端面同士を合わせた状態で接続する工程と、
を含む光接続構造の製造方法。 A method for manufacturing the optical connection structure according to any one of claims 1 to 5,
Forming the optical waveguide and the V-groove in the optical waveguide substrate;
Placing the optical fiber in the V-groove;
Connecting the optical fiber in the V-groove and the optical waveguide in a state in which the oblique end faces are combined with each other while using the rotation preventing means;
The manufacturing method of the optical connection structure containing this.
シリコン基板上に前記光導波路を含むシリカガラス層を形成して前記光導波路基板を得る工程と、
前記シリコン基板に異方性エッチングを施して前記V溝を形成する工程と、
前記光導波路基板を研削することによって前記斜めスリットを形成する工程と、
前記複数のV溝内に前記複数本の光ファイバをそれぞれ載置する工程と、
前記複数のV溝内に前記複数本の光ファイバをそれぞれ載置した状態を維持しつつ、前記V溝内の前記光ファイバと前記光導波路とを前記斜め端面同士を合わせた状態で接続する工程と、
を含む光接続構造の製造方法。 A method for manufacturing the optical connection structure according to claim 3, comprising:
Forming a silica glass layer including the optical waveguide on a silicon substrate to obtain the optical waveguide substrate;
Performing anisotropic etching on the silicon substrate to form the V-groove;
Forming the oblique slits by grinding the optical waveguide substrate;
Placing each of the plurality of optical fibers in the plurality of V-grooves;
A step of connecting the optical fiber and the optical waveguide in the V-groove in a state where the oblique end faces are aligned with each other while maintaining the state where the plurality of optical fibers are respectively placed in the plurality of V-grooves. When,
The manufacturing method of the optical connection structure containing this.
前記蓋部材に前記別のV溝を形成する工程と、
前記別のV溝内に前記光ファイバを固定する工程と、
前記光ファイバが固定された前記蓋部材を研磨することにより当該光ファイバに斜め端面を形成する工程と、
前記光導波路基板に前記光導波路と前記V溝とを形成する工程と、
前記光導波路基板上に前記蓋部材を載置することにより、前記光ファイバを前記V溝内に挿入する工程と、
前記V溝内に前記光ファイバを挿入した状態を維持しつつ、前記V溝内の前記光ファイバと前記光導波路とを前記斜め端面同士を合わせた状態で接続する工程と、
を含む光接続構造の製造方法。 A method for manufacturing the optical connection structure according to claim 5, comprising:
Forming the another V-groove in the lid member;
Fixing the optical fiber in the another V-groove;
Forming an oblique end surface on the optical fiber by polishing the lid member to which the optical fiber is fixed;
Forming the optical waveguide and the V-groove in the optical waveguide substrate;
Inserting the optical fiber into the V-groove by placing the lid member on the optical waveguide substrate;
Maintaining the state where the optical fiber is inserted into the V-groove, and connecting the optical fiber and the optical waveguide in the V-groove in a state where the oblique end faces are aligned with each other;
A method of manufacturing an optical connection structure including:
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