JP2006243155A - Optical waveguide and its manufacturing method, and optical connecting method of optical parts - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光導波路およびその製造方法ならびに光学部品の光接続方法に関する。本発明の光導波路は、たとえば、光集積回路、光インターコネクション用光学部品、光電気混載プリント配線基板などにおいて、複数の光学部品の光接続に好適に使用できる。 The present invention relates to an optical waveguide, a method for manufacturing the same, and an optical connection method for optical components. The optical waveguide of the present invention can be suitably used for optical connection of a plurality of optical components in, for example, an optical integrated circuit, an optical component for optical interconnection, an opto-electric hybrid printed circuit board, and the like.
最近における電子機器の発達および普及は目覚しい進展を見せているが、さらなる高速化および大容量化が要望される現状にあるのも事実である。このような要望に応えるものとして、たとえば、プリント配線基板に光伝送路を実装する技術が提案され、多くの研究がなされている。光伝送路は情報を光に変換して伝達するものであるから、その情報伝達速度が飛躍的に高まるのは明白である。 The recent development and popularization of electronic devices has shown remarkable progress, but it is also true that there is a demand for higher speed and higher capacity. As a response to such a demand, for example, a technique for mounting an optical transmission line on a printed wiring board has been proposed, and many studies have been made. Since the optical transmission line converts information into light and transmits it, it is clear that the information transmission speed is dramatically increased.
光伝送路は、通常、面型発光素子および面型受光素子といった光素子、光ファイバなどの光学部品と、複数の光学部品を光接続する光導波路とを含んで構成される。光伝送路においては、光が伝播する際に発生する光損失をできる限り小さくし、情報を正確に伝達することが要求され、そのためには、複数の光学部品および光導波路の光軸を精度良く合せる必要がある。たとえば、プリント配線基板、光集積回路などに実装するには、少なくとも数ミクロンまたはサブミクロンオーダーの位置合わせ精度が必要になる。このような極めて精密な位置合わせ精度は、光伝送路の形成を高コスト化し、光伝送路を普及させる上での解決すべき課題の1つになる。 The optical transmission line usually includes an optical element such as a surface light emitting element and a surface light receiving element, an optical component such as an optical fiber, and an optical waveguide that optically connects a plurality of optical components. In optical transmission lines, it is required to minimize the optical loss that occurs when light propagates and to transmit information accurately. To that end, the optical axes of multiple optical components and optical waveguides must be accurately aligned. It is necessary to match. For example, in order to mount on a printed wiring board, an optical integrated circuit, etc., an alignment accuracy of at least several microns or submicron order is required. Such extremely precise alignment accuracy is one of the problems to be solved in increasing the cost of forming the optical transmission line and spreading the optical transmission line.
位置合わせ精度を緩和するには、たとえば、位置ずれした光学部品を位置合わせせずにかつ結合損失を増大させることなく、光接続することが想定される。これを実現する方法として、自己形成光導波路を用いる手法が提案されている(たとえば、非特許文献1参照)。すなわち、非特許文献1によれば、位置ずれ状態にある2つの光ファイバ間に光硬化性樹脂を充填しておき、この2つの光ファイバから該樹脂が感光する波長の光を該樹脂に同時に照射することによって、光導波路を形成する。この技術によれば、30μm程度の光軸ずれがあっても、1dB程度の結合損失で2つの光ファイバを接続できる。この技術は、光硬化性樹脂の両側から光ファイバを介して光を照射するだけなので、非常に簡便に光接続を実現できる。しかしながら、確かに実験室レベルでは両側から光を照射するのは容易であるが、実際のプリント配線基板などには光配線だけでなく電気配線も実装され、基板上の他の光学部品、電気部品などが障害になって、両側から光を照射するのは困難な場合が多く、現実的ではない。
In order to alleviate the alignment accuracy, for example, it is assumed that the optical components that are misaligned are optically connected without aligning and without increasing the coupling loss. As a method for realizing this, a method using a self-forming optical waveguide has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1). That is, according to Non-Patent
また、一方の光ファイバのみから光硬化性樹脂に向けて光を照射する場合には、光ファイバが伸張したのと同等であり、位置合わせ許容範囲は自己形成光導波路を用いない場合と同じ数ミクロン以下である。しかしながら、一方向からの光照射は、プリント配線基板などに光伝送路を搭載する上で、現実に採用し得る技術である。また、1つの光伝送路において、信号光が光学部品および/または光導波路の両側から伝播することはほとんどなく、大部分の光伝送路は信号光が一方向のみに伝播する。したがって、光硬化性樹脂を用いる光導波路の形成に際し、一方向からの光照射のみで、位置合わせ許容範囲を従来よりも大きくできる方法が望まれている。 In addition, when irradiating light from only one optical fiber toward the photo-curing resin, it is equivalent to the extension of the optical fiber, and the alignment allowable range is the same as when the self-forming optical waveguide is not used. Less than a micron. However, light irradiation from one direction is a technique that can be actually used in mounting an optical transmission path on a printed wiring board or the like. In one optical transmission line, signal light hardly propagates from both sides of the optical component and / or the optical waveguide, and in most optical transmission lines, signal light propagates only in one direction. Therefore, when forming an optical waveguide using a photo-curable resin, a method that can increase the allowable range of alignment only by light irradiation from one direction is desired.
本発明の目的は、光硬化性樹脂に一方向から光を照射して硬化させ、光導波路を形成して複数の光学部品を光接続するにあたり、光損失および結合損失を実用上充分な程度に低くすることができ、さらに光学部品の位置合わせ許容範囲を従来よりも大きくでき、低コストで光伝送路を形成するのに適した光導波路およびその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to make light loss and coupling loss practically sufficient when optically connecting a plurality of optical components by irradiating light from one direction to a photocurable resin and curing it to form an optical waveguide. It is an object of the present invention to provide an optical waveguide that can be made lower and that can further increase the allowable range of alignment of optical components than before, and is suitable for forming an optical transmission line at a low cost, and a method for manufacturing the same.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、光導波路のコアをテーパ状に形成することにより、複数の光学部品を数ミクロン以下の精確な位置合わせを実施することなく、低光損失および低結合損失で、しかも低コストで光接続できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of earnest research to solve the above problems, the present inventor forms a plurality of optical components in a tapered shape by forming the core of the optical waveguide in a tapered shape, The present invention was completed by finding that optical connection can be achieved at low cost with low optical loss and low coupling loss.
すなわち本発明は、複数の光学部品を光学的に接続するコアを含む光導波路において、コアが、その光軸に対して垂直な断面の面積がその光入射部から出射部に向けて増加し、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するように形成されてなることを特徴とする光導波路である。 That is, the present invention provides an optical waveguide including a core that optically connects a plurality of optical components, and the core has a cross-sectional area perpendicular to the optical axis that increases from the light incident portion toward the light emitting portion, An optical waveguide characterized in that a cross-sectional shape including an optical axis has a tapered shape.
さらに本発明の光導波路は、コアが光硬化性樹脂の硬化物により形成されることを特徴とする。 Furthermore, the optical waveguide of the present invention is characterized in that the core is formed of a cured product of a photocurable resin.
さらに本発明の光導波路は、コア長が0.1mm以上、2mm以下でありかつコアのテーパ全角が1°以上であることを特徴とする。 Furthermore, the optical waveguide of the present invention is characterized in that the core length is 0.1 mm or more and 2 mm or less, and the full taper angle of the core is 1 ° or more.
さらに本発明の光導波路は、光学部品が光ファイバおよび/または光素子であることを特徴とする。 Furthermore, the optical waveguide of the present invention is characterized in that the optical component is an optical fiber and / or an optical element.
また本発明は、複数の光学部品を光学的に接続するコアを含む光導波路の製造方法において、未硬化状態の光硬化性樹脂またはその溶液に、一方向の光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するコアを形成することを特徴とする光導波路の製造方法である。 The present invention also relates to a method of manufacturing an optical waveguide including a core that optically connects a plurality of optical components, and irradiating light in one direction to an uncured photocurable resin or a solution thereof. Is cured to form a core having a tapered cross-sectional shape including the optical axis.
さらに本発明の光導波路の製造方法は、コアの光軸に対して垂直な断面が、コアにおける光入射部から出射部に向けて増加し、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するようにコアを形成することを特徴とする。 Furthermore, in the method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention, the cross section perpendicular to the optical axis of the core increases from the light incident portion to the output portion of the core, and the cross sectional shape including the optical axis has a tapered shape. A core is formed.
さらに本発明の光導波路の製造方法は、一方の光学部品の出射部からもう一方の光学部品の入射部に向けて出射される光の照射強度を調節してテーパ形状のコアを形成することを特徴とする。 Furthermore, the optical waveguide manufacturing method of the present invention forms a tapered core by adjusting the irradiation intensity of light emitted from the emitting part of one optical component toward the incident part of the other optical component. Features.
また本発明は、複数の光学部品を光学的に接続するコアを含む光学部品の光接続方法において、一方の光学部品の出射部ともう一方の光学部品の入射部との間に未硬化状態の光硬化性樹脂またはその溶液を供給する工程と、一方の光学部品の出射部からもう一方の光学部品の入射部に向けて光を出射し、光硬化性樹脂を硬化させて、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するコアを形成する工程とを含むことを特徴とする光学部品の光接続方法である。 According to another aspect of the present invention, there is provided an optical component optical connection method including a core that optically connects a plurality of optical components, wherein the optical component is uncured between an emission portion of one optical component and an incident portion of the other optical component. Including a step of supplying a photocurable resin or a solution thereof, and emitting light from an emitting portion of one optical component toward an incident portion of the other optical component, curing the photocurable resin, and including an optical axis And a step of forming a core having a tapered cross-sectional shape.
本発明の光導波路は、その形状的な特徴によって、複数の光学部品を光接続する際に、光接続の対象になる光学部品の数ミクロン以下の精確な位置合わせを要求せず、光損失および結合損失を実用上問題ない程度に抑えながら、簡易にかつ低コストで光学部品を接続できる。 The optical waveguide of the present invention does not require precise alignment of several microns or less of optical components to be optically connected when optically connecting a plurality of optical components due to its shape characteristics. Optical components can be connected easily and at a low cost while suppressing the coupling loss to a practical level.
また本発明の光導波路は、光硬化性樹脂に対する一方向からの光照射という簡易な方法により形成できる。 The optical waveguide of the present invention can be formed by a simple method of light irradiation from one direction with respect to the photocurable resin.
図1(a)〜(d)は、本発明の実施の第1形態である光導波路の製造方法を説明するための断面図である。 FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an optical waveguide according to the first embodiment of the present invention.
本発明の光導波路の製造方法において、光硬化性樹脂2を硬化させるための光を、光硬化性樹脂2に照射するために、光ファイバ1を用いる。光ファイバ1は、コア12と、コア12の周囲に形成されるクラッド11とを含んで構成される。光ファイバ1としては特に制限されず、この分野で常用されるものをいずれも使用でき、たとえば、コア12の径が50μmであるグレーデッドインデックスマルチモード光ファイバが挙げられる。また、コア12およびクラッド11の材質は、図1では合成樹脂として示されるが、それに限定されず、石英ガラスなどのガラス類であってもよい。さらに、クラッド11を形成せず、コア12の周囲に存在する空気をクラッドとしてもよい。なお、光ファイバ1に限定されることなく、他の光学部品を用いることもできる。
In the method for manufacturing an optical waveguide of the present invention, the
光硬化性樹脂2としては、この分野で常用されるものをいずれも使用でき、たとえば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、感光性ポリシランなどが挙げられる。さらに、前記の樹脂に限定されず、たとえば、ポリエステル、不飽和ポリエステル、ポリビニルエーテル、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド、フッ素樹脂、酢酸ビニル樹脂、アルキド樹脂、ノボラック樹脂などの合成樹脂に光重合性不飽和基が結合した光硬化性樹脂も使用できる。光重合性不飽和基としては、たとえば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基、シンナモイル基、シンナミリデン基、アジド基などが挙げられる。これらの光硬化性樹脂はモノマーまたはオリゴマーの形態で使用し、光照射により硬化させるのが好ましい。このような光硬化性樹脂には、必要に応じて感光剤を添加ができる。感光剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジル、キサントン、チオキサントン、アントラキノンなどの芳香族カルボニル化合物、アセトフェノン、プロピオフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、α,α’−ジクロル−4−フェノキシアセトフェノン、1−ヒドロキシ−1−シクロヘキシルアセトフェノン、ジアセチルアセトフェノンなどのアセトフェノン類、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルジパーオキシイソフタレート、3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどの有機過酸化物、ジフェニルヨードブロマイド、ジフェニルヨードニウムクロライドなどのジフェニルハロニウム塩、四臭化炭素、クロロホルム、ヨードホルムなどの有機ハロゲン化物、3−フェニル−5−イソオキサゾロン、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−1,3,5−トリアジンベンズアントロンなどの複素環式および多環式化合物、2,2’−アゾ(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)などのアゾ化合物、さらにはスルホニウム塩、オスミニウム塩、ローダミン6Gなどが挙げられる。感光剤は1種を使用できまたは2種以上を併用できる。光硬化性樹脂2は、通常、一般の光硬化性樹脂と感光剤とを有機溶媒中にて混合してなる溶液または該溶液から有機溶媒を一部もしくは全部蒸発させた樹脂組成物の形態で用いられる。ここで、有機溶媒としては、光硬化性樹脂および必要に応じて感光剤を溶解または分散し得るものを適宜選択して使用できる。液状の光硬化性樹脂であれば、それに感光剤を添加混合して用いてもよい。光硬化性樹脂2の具体例としては、たとえば、アクリル系光硬化樹脂(アクリル系紫外線硬化樹脂)と、532nmの波長を有する光に感応するローダミン6Gとを有機溶媒に溶解して溶液を調製し、この溶液から有機溶媒を蒸発させた樹脂組成物が挙げられる。ここで、有機溶媒としては、たとえば、エタノールなどの低級アルコール類が挙げられる。
As the
本発明の光導波路の製造方法においては、図1(b)に示すように、基板3の上に光ファイバ1の出射部側を載置し、さらに基板3上に光硬化性樹脂2を滴下する。光硬化性樹脂2は、光ファイバ1の光出射面12aを蔽うように基板3上に滴下される。ここで、基板3としては特に制限されず、たとえば、ガラス板、樹脂板、金属板、シリコン基板などを使用できる。もちろん本発明の製造方法は、基板3を用いずに実施することもできる。
In the method of manufacturing an optical waveguide according to the present invention, as shown in FIG. 1B, the emitting portion side of the
次いで、図1(c)に示すように、光ファイバ1の出射部側に、光硬化性樹脂2に含まれる光硬化性樹脂および/または感光剤が感光し、光硬化性樹脂2が硬化する波長を有するレーザ光4を挿入し、光硬化性樹脂2に向けて照射する。光硬化性樹脂2が、たとえば、アクリル系光硬化性樹脂とローダミン6Gとの混合物である場合は、波長532nmのグリーンレーザ光が照射される。
Next, as shown in FIG. 1 (c), the photocurable resin and / or the photosensitive agent contained in the
さらに図1(d)に示すように、レーザ光4の照射により、コア5が形成される。コア5は、その光軸に対して垂直な断面の面積がその光入射部から出射部に向けて増加し、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するように形成される。換言すれば、光入射側のコア径よりも光出射側のコア径の方が大きいテーパ形状のコア5が形成される。
Further, as shown in FIG. 1D, the
コア5のテーパ全角は、好ましくは1°以上、さらに好ましくは1°以上、20°以下、より好ましくは、1°以上12°以下である。本明細書において、テーパ全角とは、テーパ角θの2倍の値である。ここで、テーパ角θとは、コア5の光軸を含む垂直(鉛直)方向の断面を構成する輪郭線6と、コア5の光軸の平行移動線7とがなす角である。テーパ全角が1°未満では、コア5の輪郭線6が光軸に平行な直線になり、光学部品の位置合わせ精度を緩和することができなくなる。コア5の形状およびテーパ全角は、光ファイバ1の開口数、光の照射強度などに影響を受ける。たとえば、光ファイバ1の開口数が一定の場合には、光の照射強度は大きい方が望ましい。一般に、照射強度が弱いと、自己集光効果によってテーパ形状は形成されず、コア5は直方体形状になる。したがって、照射強度は光硬化性樹脂2に含まれる光硬化性樹脂の種類、感光剤の種類および添加量などに応じて適宜選択される。コア5が直方体形状にならない光照射強度を予め実験により決定しておくのがよい。
The taper full angle of the
光硬化性樹脂2として、たとえば、アクリル系光硬化樹脂に濃度100ppm程度でローダミン6Gを添加してなる光硬化性樹脂組成物を用いる場合は、照射強度5mW以下ではコア5は直方体形状になるので、5mWよりも大きい照射強度の光を照射すると、テーパ全角が1°以上であるコア5が形成される。
As the
コア5のコア長は、好ましくは0.1mm以上、2mm以下である。0.1mm未満では、光ファイバ1などの光学部品からの出射光を利用するため、コア5の形状がテーパ形状になり難い。一方、2mmを超えるとコア5に曲がり部分を生じ、その部分での光損失が大きくなる可能性がある。
The core length of the
図2(a)は、本発明の光学部品の接続方法により形成される光伝送路10の構成を模式的に示す断面図である。図2(b)は、図2(a)に示す光伝送路10の外観を示す斜視図である。 FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the optical transmission line 10 formed by the optical component connecting method of the present invention. FIG. 2B is a perspective view showing an appearance of the optical transmission line 10 shown in FIG.
光伝送路10は、光ファイバ1,21と、光ファイバ1,21を光接続するコア22を含む光導波路24とを含んで構成される。
The optical transmission line 10 includes
光ファイバ1,21は同じコア径(50μm)を有し、光ファイバ1の出射面12aと光ファイバ21の入射面21aとが対向するようにかつたとえば0.5mmの間隔を開けて基板3上に載置される。
The
コア22は、光硬化性樹脂の光照射による硬化物からなり、コア22における入射部から出射部に向けて、コア径(光軸に垂直な方向の断面径)が連続的に大きくなるテーパ形状を有し、そのテーパ全角は1°以上である。すなわち、コア22においては、光ファイバ1との接触面でのコア径は光ファイバ1のコア12のコア径とほぼ同じであるが、光ファイバ21に近づくほどそのコア径は大きくなり、光ファイバ21との接触面でのコア径は光ファイバ21の径とほぼ同じになる。したがって、光ファイバ1,21に10〜20μm程度のずれがあっても、本発明のようなテーパ状のコア22を形成すれば、位置合わせを行うことなく、光ファイバ1,21のコア間を確実に光接続することができる。たとえば、コア22のコア径が大きい光ファイバ21側から信号伝播光23を挿入し、コア径が小さい光ファイバ1側で受光すると、直線または直方体の光導波路と比較して位置合わせ許容範囲を大きく出来る。
The
なお、コア22におけるコア長は、前述のように0.1mm以上、2mm以下とするのが好ましい。ここでコア長とは、コア22における光ファイバ1の出射面12aとの接触面から光ファイバ21の出射面21aとの接触面までの光軸の長さを意味する。
The core length of the
以下に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、分子構造の異なる種々の高分子の溶液を用いることにより数限りない本発明の高分子光導波路が得られることは明らかではない。したがって、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. It is not clear that the polymer optical waveguide of the present invention can be obtained by using various polymer solutions having different molecular structures. Therefore, the present invention is not limited only to these examples.
(実施例1)
アクリル系紫外線硬化樹脂(商品名:MH7623、三菱レーヨン(株)製)1gと、エタノール0.1gにローダミン6Gを0.1mg溶解した溶液を混合し、混合物からエタノールを蒸発させ、光導波路作成用樹脂組成物を調製した。
Example 1
1 g of acrylic UV curable resin (trade name: MH7623, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) and 0.1 g of rhodamine 6G dissolved in 0.1 g of ethanol are mixed, and the ethanol is evaporated from the mixture to produce an optical waveguide. A resin composition was prepared.
一方、スライドガラス上に、2本のグレーデッドインデックスマルチモード光ファイバ(コア径50μm)を、一方の出射面ともう一方の入射面とが対向するようにかつ0.5mmの間隔を空けて載置した。このとき、両者の光軸をアクティブアライメントによって事前に合せておいた。2つの光ファイバ間の空間に、光導波路作成用樹脂組成物2gを滴下し、一方の光ファイバに波長532nmのグリーンレーザ光を挿入し、該光ファイバの出射端における光量(照射強度)が16mWになるように調整し、光導波路作成用樹脂に10秒間照射したところ、2本の光ファイバ間がコアを含む光導波路によって光接続された。 On the other hand, two graded index multimode optical fibers (core diameter 50 μm) are mounted on a glass slide with an interval of 0.5 mm so that one exit surface and the other entrance surface face each other. I put it. At this time, the optical axes of both were previously aligned by active alignment. 2 g of the resin composition for producing an optical waveguide is dropped into the space between the two optical fibers, a green laser beam having a wavelength of 532 nm is inserted into one of the optical fibers, and the light intensity (irradiation intensity) at the output end of the optical fiber is 16 mW. When the optical waveguide forming resin was irradiated for 10 seconds, the two optical fibers were optically connected by the optical waveguide including the core.
コアにおけるグリーンレーザ光入射側のコア径は43μm、出射側のコア径は81μmであった。またコアのテーパ全角は約4°であった。コアの出射側に接続される光ファイバに波長850nmのレーザ光を0.5mW挿入し、光損失を測定したところ、2dBであった。なお、この場合は空気がクラッドになり、光導波路は前記のコアと空気(クラッド)とを含むことになる。 The core diameter on the green laser light incident side of the core was 43 μm, and the core diameter on the emission side was 81 μm. The taper full angle of the core was about 4 °. A laser beam with a wavelength of 850 nm was inserted into an optical fiber connected to the output side of the core, and the optical loss was measured. The result was 2 dB. In this case, air becomes a clad, and the optical waveguide includes the core and air (clad).
次に、図2(b)に示す光伝送路10において、コア22と、コア22のコア径が大きくなる側の光ファイバ21とを、予め光ファイバ21側に離型剤を塗布してコア22を光ファイバ21の端面からずれるようにしておき、光ファイバ21の光軸を予め図2の+X軸方向または−X軸方向に5μmずつずらし、±30μmまで上記と同様にして光導波路22を形成し、結合損失を測定した。その結果、結合損失が3dBとなる位置ズレは±16μmであった。
Next, in the optical transmission line 10 shown in FIG. 2B, the
(実施例2)
2本の光ファイバにおける一方を、両ファイバを結ぶ軸から図2(b)に示す+X軸方向に10μmずらして設置する以外は、実施例1と同様にして、2本の光ファイバ間を、コアを含む光導波路によって光接続した。コアにおけるグリーンレーザ光入射側のコア径は43μm、出射側のコア径は81μmであった。またコアのテーパ全角は約4°であった。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1 except that one of the two optical fibers is installed by shifting by 10 μm from the axis connecting the two fibers in the + X axis direction shown in FIG. 2B, between the two optical fibers, Optical connection was made by an optical waveguide including a core. The core diameter on the green laser beam incident side of the core was 43 μm, and the core diameter on the emission side was 81 μm. The taper full angle of the core was about 4 °.
次に、未硬化樹脂を綿棒で吸い取った後、コアよりも屈折率の低いアクリル系紫外線硬化樹脂を充填し、紫外線を照射して硬化させ、クラッド形成した。コアの出射側に接続される光ファイバに波長850nmのレーザ光を0.5mW挿入し、光損失を測定したところ、2.5dBであった。このように、2つの光ファイバを結ぶ軸から10μmずれても、光損失が2.5dBという低い値に留まることが分かった。 Next, after unabsorbing the uncured resin with a cotton swab, an acrylic ultraviolet curable resin having a refractive index lower than that of the core was filled and cured by irradiating with ultraviolet rays to form a clad. A laser beam with a wavelength of 850 nm was inserted into an optical fiber connected to the output side of the core, and the optical loss was measured to be 2.5 dB. Thus, it was found that the optical loss remained at a low value of 2.5 dB even when shifted by 10 μm from the axis connecting the two optical fibers.
(比較例1)
光量を1mWおよび照射時間を20秒とする以外は、実施例1と同様にして、2本の光ファイバ間を、コアを含む光導波路によって光接続した。コアにおけるグリーンレーザ光入射側および出射側のコア径はともに43μmであった。また実施例1と同様にして結合損失を測定したところ、2dBであった。
(Comparative Example 1)
Two optical fibers were optically connected by an optical waveguide including a core in the same manner as in Example 1 except that the amount of light was 1 mW and the irradiation time was 20 seconds. The core diameters of the green laser beam incident side and the emitting side in the core were both 43 μm. Further, when the coupling loss was measured in the same manner as in Example 1, it was 2 dB.
次に、図2(b)に示す光伝送路10において、コア22と、コア22のコア径が大きくなる側の光ファイバ21とを、予め光ファイバ21側に離型剤を塗布してコア22を光ファイバ21の端面からずれるようにしておき、光ファイバ21の光軸を予め図2の+X軸方向または−X軸方向に5μmずつずらし、±30μmまで上記と同様にして光導波路22を形成し、結合損失測定を行った。その結果、結合損失が3dBとなる位置ズレは±7μmであった。
Next, in the optical transmission line 10 shown in FIG. 2B, the
以上の結果から、本発明のテーパ状光導波路を用いることにより、位置ズレ許容範囲が±9μm拡大したことが判る。 From the above results, it can be seen that by using the tapered optical waveguide of the present invention, the positional deviation allowable range is expanded by ± 9 μm.
1,21 光ファイバ
2 光硬化性樹脂
3 基板
4 レーザ光
5,12,22 コア
6 輪郭線
7 光軸平行移動線
10 光伝送路
11 クラッド
12a 出射面
21a 入射面
23 信号伝播光
24 光導波路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
コアは、その光軸に対して垂直な断面の面積がその光入射部から出射部に向けて増加し、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するように形成されてなることを特徴とする光導波路。 In an optical waveguide including a core that optically connects a plurality of optical components,
The core is formed such that an area of a cross section perpendicular to the optical axis increases from the light incident portion toward the light emitting portion, and the cross-sectional shape including the optical axis has a tapered shape. Optical waveguide.
未硬化状態の光硬化性樹脂またはその溶液に、一方向の光を照射して光硬化性樹脂を硬化させて、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するコアを形成することを特徴とする光導波路の製造方法。 In a method of manufacturing an optical waveguide including a core that optically connects a plurality of optical components,
An uncured photocurable resin or a solution thereof is irradiated with light in one direction to cure the photocurable resin to form a core having a tapered cross section including the optical axis. Manufacturing method of optical waveguide.
一方の光学部品の出射部ともう一方の光学部品の入射部との間に未硬化状態の光硬化性樹脂またはその溶液を供給する工程と、
一方の光学部品の出射部からもう一方の光学部品の入射部に向けて光を出射し、光硬化性樹脂を硬化させて、光軸を含む断面形状がテーパ形状を有するコアを形成する工程とを含むことを特徴とする光学部品の光接続方法。 In an optical connecting method of an optical component including a core for optically connecting a plurality of optical components,
Supplying an uncured photocurable resin or a solution thereof between the exit portion of one optical component and the entrance portion of the other optical component;
A step of emitting light from the emitting portion of one optical component toward the incident portion of the other optical component, curing the photocurable resin, and forming a core having a tapered cross section including the optical axis; An optical connection method for an optical component comprising:
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JP2004004396A (en) * | 2002-06-03 | 2004-01-08 | Nichia Chem Ind Ltd | Material for optical waveguide, optical waveguide and its manufacturing method |
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