JP2013120308A - Manufacturing method of v-groove substrate and optical device using v-groove substrate - Google Patents

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修 三上
Nobuhiko Ishizawa
信彦 石澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a V-groove substrate that can be easily manufactured and does not require an alignment process, and an optical device using the V-groove substrate.SOLUTION: A manufacturing method of a V-groove substrate 1 includes: disposing a photocurable resin 3 on a substrate 2; disposing on the top surface of the photocurable resin 3 a photomask 4 having patterns 41, 41 in which narrow slit-like holes corresponding to the shape of V-grooves 11, 11 are made; further disposing an equilateral triangle prism on the top face of the photomask 4 if needed; irradiating the photomask 4 with radiation light 6 directly or through the equilateral triangle prism in an oblique direction, and curing the photocurable resin 3 by the radiation light 6 having passed through the patterns 41, 41; and removing the photocurable resin 3 uncured in the V-grooves 11, 11 because of no irradiation with the radiation light 6. In this way, the V-groove substrate 1 can be manufactured.

Description

本発明は、光導波路等の多芯光ファイバの接続を容易に行うためのV溝基板の製造方法及びV溝基板を用いた光デバイスに関し、さらに詳しくは、アライメント作業を不要にすると共に、ガラス材料等を用いることなく容易に製造することができるV溝基板の製造方法及びV溝基板を用いた光デバイスに関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a V-groove substrate for easily connecting multi-core optical fibers such as optical waveguides and an optical device using the V-groove substrate. The present invention relates to a method for manufacturing a V-groove substrate that can be easily manufactured without using materials and the like, and an optical device using the V-groove substrate.

インターネットの急速な普及に伴い、光ファイバ上の情報伝送量が飛躍的に増大している。これに対応すべく、現在では波長の異なる複数の光信号を同時に利用することによって光ファイバを多重化するWDM(Wavelength Division Multiplexing)方式が用いられている。このWDM方式では、光合波器を用いて波長の異なる複数の光λ1〜λnを1つにし、これを光増幅器で光増幅して1本の光ファイバの一端に入射する。そして、この光ファイバの他端から光を取り出して光増幅器で増幅した後、光分波器によって元のλ1〜λnの光に分波する。   With the rapid spread of the Internet, the amount of information transmitted over optical fibers has increased dramatically. In order to cope with this, a WDM (Wavelength Division Multiplexing) system that multiplexes optical fibers by simultaneously using a plurality of optical signals having different wavelengths is used. In this WDM system, a plurality of light beams λ1 to λn having different wavelengths are combined into one by using an optical multiplexer, which is optically amplified by an optical amplifier and incident on one end of one optical fiber. And after taking out light from the other end of this optical fiber and amplifying it with an optical amplifier, it is demultiplexed into the original light of (lambda) 1- (lambda) n with an optical demultiplexer.

λ1〜λnの異なる波長を有する複数の光の伝送を複数の光ファイバで行い、これらの光ファイバを光通信モジュール、光導波路等に接続する際、ファイバアレイが用いられる。そして、ファイバアレイには複数の光ファイバを整列させるために「V溝基板」と呼ばれる光通信部品が用いられる。このV溝基板はシリコン、石英、パイレックス(登録商標)、ジルコニア等によって形成された板状の基板の表面に一定間隔にV字形の長溝(V溝)を設け、この長溝のそれぞれに光ファイバを一つずつ配置して各光ファイバの位置決め及びアライメント(調芯)を行うものである。   When a plurality of light beams having different wavelengths λ1 to λn are transmitted using a plurality of optical fibers, and these optical fibers are connected to an optical communication module, an optical waveguide, or the like, a fiber array is used. An optical communication component called a “V-groove substrate” is used in the fiber array to align a plurality of optical fibers. This V-groove substrate is provided with V-shaped long grooves (V-grooves) at regular intervals on the surface of a plate-like substrate formed of silicon, quartz, Pyrex (registered trademark), zirconia or the like, and an optical fiber is provided in each of the long grooves. One optical fiber is arranged at a time and each optical fiber is positioned and aligned (alignment).

光ファイバと光導波路とを伝送損失が少なくなるようにして高効率に結合するには、V溝を高精度に加工する必要がある。そのため、V溝を高精度に形成することができ、長期安定性が図れ、且つ、安価に製造することが可能なV溝基板として例えば特許文献1が提案されている)。このV溝基板は、光ファイバの心線を整列させるための複数のV溝が形成されたガラス材料からなるV溝台と、光ファイバの被覆部が載置されるガラス材料とからなる被覆受け台とが、製品の全高を調整するためのガラス材料からなる基板本体上に融着した構成になっている。   In order to couple the optical fiber and the optical waveguide with high efficiency so as to reduce transmission loss, it is necessary to process the V-groove with high accuracy. Therefore, for example, Patent Document 1 has been proposed as a V-groove substrate that can form a V-groove with high accuracy, achieve long-term stability, and can be manufactured at low cost. The V-groove substrate includes a V-groove base made of a glass material on which a plurality of V-grooves for aligning optical fiber core wires is formed, and a coating receiver made of a glass material on which a coating portion of the optical fiber is placed. The base is fused to the substrate body made of a glass material for adjusting the overall height of the product.

特開2011−90259号公報JP 2011-90259 A

しかしながら、上述した特許文献1に示される従来のV溝基板は、ガラス材料を用いているために高価であり、また、光軸を合わせるためのアライメントが後工程になるため、製品完成までに時間を要するという問題がある。   However, the conventional V-groove substrate shown in Patent Document 1 described above is expensive because it uses a glass material, and the alignment for aligning the optical axis is a post-process, so that it takes time to complete the product. There is a problem that requires.

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、アライメント処理を不要にすると共に、高価なガラス材料を用いることなく低価格化を図ることができるV溝基板の製造方法及びV溝基板を用いた光デバイスを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and a method of manufacturing a V-groove substrate and a V-groove substrate that can eliminate the need for alignment processing and can reduce the price without using an expensive glass material. An object of the present invention is to provide an optical device using the above.

上記課題を解決するために請求項1に記載の発明は、1又は複数の光ファイバを案内して光接続を行うための1又は複数のV溝を備えたV溝基板の製造方法において、光硬化性樹脂を基板の上面に配置するステップと、光硬化性樹脂の上面に前記1又は複数のV溝に対応するようにして穿設された所定のパターンを有するフォトマスクを配置するステップと、フォトマスクの上方からフォトマスクに対して斜め方向から光を照射することにより所定のパターン内に光を斜めに通過させてV字状の未照射部分を形成すると共に、光が照射された領域の光硬化性樹脂を硬化させるステップと、光が照射されなかった未照射部分の未硬化の光硬化性樹脂を除去することにより1又は複数のV溝を形成するステップとを含むことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is directed to a method of manufacturing a V-groove substrate having one or more V-grooves for guiding optical connection by guiding one or more optical fibers. Disposing a curable resin on the upper surface of the substrate; disposing a photomask having a predetermined pattern formed on the upper surface of the photocurable resin so as to correspond to the one or the plurality of V-grooves; By irradiating light from above the photomask in an oblique direction to the photomask, the light is allowed to pass obliquely in a predetermined pattern to form a V-shaped unirradiated portion, and in the region irradiated with light A step of curing the photocurable resin, and a step of forming one or a plurality of V-grooves by removing an uncured photocurable resin in an unirradiated portion that has not been irradiated with light. .

上記課題を解決するために請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のV溝基板の製造方法において、フォトマスクの上方に光学プリズムを配置し、光学プリズムの上方からフォトマスクに向けて平行光を照射することによりフォトマスクに対して斜め方向から光を照射させ、所定のパターン内に光を斜めに通過させてV字状の未照射部分を形成するようにしたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 2 is the method of manufacturing a V-groove substrate according to claim 1, wherein an optical prism is disposed above the photomask, and the photomask is formed from above the optical prism. By irradiating parallel light toward the photomask, the photomask is irradiated with light from an oblique direction, and light is passed obliquely within a predetermined pattern to form a V-shaped unirradiated portion. And

上記課題を解決するために請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載のV溝基板の製造方法において、フォトマスクに穿設されたパターンは、細長い長方形をしたスリット状又は他端側に向かうにつれて次第に幅が狭くなったテーパ状とされたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention described in claim 3 is the method of manufacturing a V-groove substrate according to claim 1 or 2, wherein the pattern formed in the photomask is a slit-like or elongated rectangular shape. It is characterized by a taper shape whose width is gradually narrowed toward the other end side.

上記課題を解決するために請求項4に記載の本発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載されたV溝基板の製造方法によって製造されたV溝基板を備え、1又は複数のV溝に対応して連結又は一体に形成された光導波路からなる光デバイスであって、1又は複数の光ファイバをそれぞれ1又は複数のV溝に沿って挿入することにより1又は複数の光ファイバを調芯された状態で光接続が行われることを特徴とする光デバイスを提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention described in claim 4 includes a V-groove substrate manufactured by the method for manufacturing a V-groove substrate described in any one of claims 1 to 3, and includes one or a plurality of V-groove substrates. An optical device comprising optical waveguides connected or integrally formed corresponding to the V-grooves of the optical device, wherein one or a plurality of optical fibers are inserted by inserting one or a plurality of optical fibers along the one or a plurality of V-grooves, respectively. An optical device is provided in which optical connection is performed in a state where fibers are aligned.

本発明に係るV溝基板の製造方法によれば、ガラスやシリコンを用いることなく簡単な方法によって低価格且つ高精度にV溝を形成できるという効果がある。
また、本発明に係る光デバイスによれば、低価格化が図れ、且つ光導波路とV溝基板のアライメント処理を不要にできるという効果がある。
According to the method for manufacturing a V-groove substrate according to the present invention, there is an effect that the V-groove can be formed with low cost and high accuracy by a simple method without using glass or silicon.
In addition, the optical device according to the present invention is advantageous in that the price can be reduced and the alignment process between the optical waveguide and the V-groove substrate can be made unnecessary.

本発明に係るV溝基板の製造方法の第一の実施形態によって製造されたV溝基板の斜視図である。It is a perspective view of the V-groove board | substrate manufactured by 1st embodiment of the manufacturing method of the V-groove board | substrate which concerns on this invention. (a)、(b)はV溝基板におけるV溝の形状例を示す正面図である。(A), (b) is a front view which shows the example of a shape of V-groove in a V-groove board | substrate. (a)〜(d)は本発明に係るV溝基板の製造方法の第一の実施形態を示す工程図である。(A)-(d) is process drawing which shows 1st embodiment of the manufacturing method of the V-groove board | substrate which concerns on this invention. 本発明に係るV溝基板の製造方法の第二の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 2nd embodiment of the manufacturing method of the V-groove board | substrate which concerns on this invention. (a)は本発明に係るV溝基板製造方法の第三の実施形態によって製造されたV溝基板の斜視図、(b)は本発明に係るV溝基板製造方法の第三の実施形態に使用するフォトマスクの平面図である。(A) is a perspective view of the V-groove board | substrate manufactured by 3rd embodiment of the V-groove board | substrate manufacturing method based on this invention, (b) is 3rd embodiment of the V-groove board | substrate manufacturing method concerning this invention. It is a top view of the photomask to be used. 本発明に係るV溝基板を用いた光デバイスの斜視図である。It is a perspective view of the optical device using the V-groove board | substrate which concerns on this invention. 図6の光デバイスに用いられる光導波路の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the optical waveguide used for the optical device of FIG. 光デバイスの製造に用いられるフォトマスクの形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of the photomask used for manufacture of an optical device.

以下、本発明に係るV溝基板の製造方法及びV溝基板を用いた光デバイスについて、好ましい一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
[V溝基板の構成]
図1は本発明に係るV溝基板の製造方法の第一の実施形態によって製造されたV溝基板の斜視図である。図示されたV溝基板1は、概略として、光硬化性樹脂を硬化させることによって形成された本体10の上面側に互いに平行の複数(本実施形態では4つ)のV溝11、11が並列するようにして配置されて形成されている。V溝11、11の相互の間隔は、本体10に結合される後述する光導波路備える複数のコア間隔に対応して設定されている。
Hereinafter, the manufacturing method of the V-groove substrate and the optical device using the V-groove substrate according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment.
[Configuration of V-groove substrate]
FIG. 1 is a perspective view of a V-groove substrate manufactured by the first embodiment of the V-groove substrate manufacturing method according to the present invention. In the illustrated V-groove substrate 1, a plurality of (four in this embodiment) V-grooves 11, 11 parallel to each other are arranged in parallel on the upper surface side of the main body 10 formed by curing a photocurable resin. In this way, they are arranged and formed. The interval between the V-grooves 11 and 11 is set corresponding to the interval between a plurality of cores provided in an optical waveguide, which will be described later, coupled to the main body 10.

V溝基板1を形成する素材は、光を照射された部分が硬化すると共に、光が照射されなかった部分は末硬化のままになるという性質を備える光硬化性樹脂であり、例えば、紫外光(UV)によって硬化する紫外線硬化樹脂を用いることができる。もちろん、紫外線硬化樹脂に限定されるものではなく、耐熱性、密着性及び安定性等に優れ、且つ、短時間での硬化が可能であれば、どのような光硬化性樹脂であってもよい。また、V溝11、11の形状、例えば、開口部の幅や深さは、V溝11、11に位置決めされる光ファイバ30の径サイズや互いの配置間隔等によって異なるものであるが、例えば、125μmの外径の光ファイバ30を250μmピッチで配置する場合において、図2(a)に示すように、開口幅を195μm、深さを125μm、垂直方向に対するV溝11、11の傾斜角度を25°の逆台形形状としたものや、図2(b)に示すように、開口幅を210μm、深さを150μm、垂直方向に対するV溝11、11の傾斜角度を25°の逆台形形状としたもの等がある。このような構造であれば光ファイバ30の中心をV溝11、11の深さ方向の中心に配置できる。これらは一例であり、また、いずれの場合にもV溝11、11の下面が開口した形状となっているが、開口することなく閉塞されていてもよい。このような構成のV溝基板1は以下に説明する方法によって製造される。   The material for forming the V-groove substrate 1 is a photo-curing resin having a property that a portion irradiated with light is cured, and a portion not irradiated with light is left to be cured, for example, ultraviolet light. An ultraviolet curable resin that is cured by (UV) can be used. Of course, it is not limited to the ultraviolet curable resin, and any photo-curable resin may be used as long as it is excellent in heat resistance, adhesion and stability and can be cured in a short time. . Further, the shape of the V-grooves 11, 11, for example, the width and depth of the opening, differ depending on the diameter size of the optical fibers 30 positioned in the V-grooves 11, 11, the arrangement interval between them, etc. When the optical fibers 30 having an outer diameter of 125 μm are arranged at a pitch of 250 μm, as shown in FIG. 2A, the opening width is 195 μm, the depth is 125 μm, and the inclination angle of the V grooves 11 and 11 with respect to the vertical direction is As shown in FIG. 2B, an inverted trapezoidal shape with an opening width of 210 μm, a depth of 150 μm, and an inclination angle of the V grooves 11 and 11 with respect to the vertical direction is 25 °. There are things. With such a structure, the center of the optical fiber 30 can be arranged at the center in the depth direction of the V grooves 11 and 11. These are merely examples, and in any case, the bottom surfaces of the V-grooves 11 and 11 are open, but may be closed without opening. The V-groove substrate 1 having such a configuration is manufactured by the method described below.

[V溝基板の製造方法の第一の実施形態]
図3(a)〜(e)は本発明に係るV溝基板の製造方法の第一の実施形態を示す工程図である。以下、この図3(a)〜(e)に基づいて本発明に係るV溝基板の製造方法の第一の実施形態について説明する。初めに、図3(a)に示すように、V溝基板1を形成するための基板2を用意する。基板2としては、例えば、平板状の薄いガラス板等を使用することができる。そして、この基板2上の所定の範囲に光硬化性樹脂3を滴下等によって配置する。次いで、図3(b)に示すような細長のスリット状の開口が穿設されたフォトマスク4を用意する。ここで、図3(b)に示すフォトマスク4は、照射光6を遮る薄板状の部材に、V溝基板1に形成すべきV溝11、11の長さに対応する長さの細長い長方形をしたスリット状のパターン41、41(開口)が穿設されている。そして、フォトマスク4の両端に配置されたパターン41、41はその間に配置されたパターン41、41よりも開口幅が広く形成されている。このようなフォトマスク4を、図3(c)に示すように、光硬化性樹脂3の上に配置し、光硬化性樹脂3を押し下げて板状にする。
[First embodiment of manufacturing method of V-groove substrate]
3A to 3E are process diagrams showing a first embodiment of a method for manufacturing a V-groove substrate according to the present invention. Hereinafter, a first embodiment of a method for manufacturing a V-groove substrate according to the present invention will be described based on FIGS. 3 (a) to 3 (e). First, as shown in FIG. 3A, a substrate 2 for forming a V-groove substrate 1 is prepared. As the substrate 2, for example, a flat thin glass plate or the like can be used. Then, the photocurable resin 3 is disposed in a predetermined range on the substrate 2 by dropping or the like. Next, a photomask 4 having an elongated slit-shaped opening as shown in FIG. 3B is prepared. Here, the photomask 4 shown in FIG. 3B is a thin rectangular member having a length corresponding to the length of the V-grooves 11 and 11 to be formed on the V-groove substrate 1 on a thin plate-like member that blocks the irradiation light 6. Slit-like patterns 41 and 41 (openings) are formed. The patterns 41 and 41 arranged at both ends of the photomask 4 are formed to have a wider opening width than the patterns 41 and 41 arranged therebetween. Such a photomask 4 is arranged on the photocurable resin 3 as shown in FIG. 3C, and the photocurable resin 3 is pushed down to form a plate shape.

次で、照射光6を発生する図示しない光源をフォトマスク4の上方側に設置し、図3(d)に示すように、照射光6をフォトマスク4に向けて上方から照射する。このとき照射光6は、フォトマスク4に対して左右の斜め方向から交差するように入射することによってフォトマスク4の細長スリット状に開口したパターン41から出射するように照射する。照射光6がフォトマスク4のパターン41、41部分へ入射される際、照射光6は斜め方向から基板2内の光硬化性樹脂3に照射されるので、フォトマスク4によって遮光された部分を底辺とした逆三角形状の部分には照射光6が照射されない。従って、この部分の光硬化性樹脂3は硬化せず、それ以外の部分の光硬化性樹脂3が硬化することになる。照射光6の照射は、光硬化性樹脂3が仕様で規定された硬化完了時間に到達するまで継続される。最後に、照射光6をフォトマスク4に対して垂直となる方向から照射することにより、V溝基板1の両側端を垂直の端面とすることができる。そして、照射光6の照射が終了したら、照射光6を発生する光源をオフにし、次いで、フォトマスク4を除去する。そして、フォトマスク4によって遮光されて照射光6が照射されずに硬化しなかった部分の光硬化性樹脂3を溶剤によって除去することによりV溝11、11が形成される。最後に、光硬化性樹脂3の周囲を長方形にカットして整形、或いは、垂直な照射光を最後に照射すれば、図3(e)に示すV溝基板1が完成する。上述したようなV溝11、11の形成工程から考えられるように、フォトマスク4の遮光パターン(パターン41)の長さや幅サイズ或いは各パターン41、41との間隔等を適宜変更することで種々の形状のV溝11、11の構造を形成することができる。   Next, a light source (not shown) that generates the irradiation light 6 is installed on the upper side of the photomask 4, and the irradiation light 6 is irradiated toward the photomask 4 from above as shown in FIG. At this time, the irradiation light 6 is irradiated so as to be emitted from the pattern 41 opened in the shape of an elongated slit of the photomask 4 by entering the photomask 4 so as to intersect from the left and right oblique directions. When the irradiation light 6 is incident on the patterns 41 and 41 of the photomask 4, the irradiation light 6 is irradiated to the photocurable resin 3 in the substrate 2 from an oblique direction. Irradiation light 6 is not applied to the inverted triangular portion of the base. Therefore, this portion of the photocurable resin 3 is not cured, and the other portions of the photocurable resin 3 are cured. Irradiation of the irradiation light 6 is continued until the photocurable resin 3 reaches the curing completion time defined in the specification. Finally, by irradiating the irradiation light 6 from a direction perpendicular to the photomask 4, both side ends of the V-groove substrate 1 can be made vertical end surfaces. When the irradiation of the irradiation light 6 is completed, the light source that generates the irradiation light 6 is turned off, and then the photomask 4 is removed. Then, the V-grooves 11 are formed by removing the portion of the photo-curable resin 3 which is shielded by the photomask 4 and is not cured without being irradiated with the irradiation light 6 with a solvent. Finally, if the periphery of the photocurable resin 3 is cut into a rectangle and shaped, or if vertical irradiation light is finally applied, the V-groove substrate 1 shown in FIG. 3E is completed. As can be considered from the formation process of the V-grooves 11 and 11 as described above, various changes can be made by appropriately changing the length and width size of the light-shielding pattern (pattern 41) of the photomask 4 or the spacing between the patterns 41 and 41. The structure of the V-shaped grooves 11 and 11 having the shape can be formed.

[V溝基板の製造方法の第二の実施形態]
図4は本発明に係るV溝基板の製造方法の第二の実施形態を示す説明図である。第二の実施形態は、上述した第一の実施形態において、図3(d)の工程を図4に示す工程に置き換えたものである。即ち、フォトマスク4の上に光学プリズム5を配置し、この光学プリズム5に対し、図4に示すように、上方から垂直方向に照射光6を照射するようにしたものである。これにより、1つの光源で製造可能となり、光源はそのまま、光学プリズム5の形を変えるだけで光硬化樹脂中に進む光の角度を変えることができる。尚、光学プリズム5としては、例えば、正三角形プリズムや直角二等辺三角形プリズムを使用することができ、光硬化樹脂3内を通過させたい光の角度によってその他の光学プリズム5を基いることもできる。
[Second embodiment of manufacturing method of V-groove substrate]
FIG. 4 is an explanatory view showing a second embodiment of the method for manufacturing a V-groove substrate according to the present invention. The second embodiment is obtained by replacing the process shown in FIG. 3D with the process shown in FIG. 4 in the first embodiment described above. That is, an optical prism 5 is disposed on the photomask 4 and the optical prism 5 is irradiated with irradiation light 6 from above as shown in FIG. Thereby, it becomes possible to manufacture with one light source, and the angle of light traveling into the photo-curing resin can be changed by changing the shape of the optical prism 5 as it is. As the optical prism 5, for example, an equilateral triangular prism or a right isosceles triangular prism can be used, and other optical prisms 5 can be based on the angle of light that is desired to pass through the photocurable resin 3. .

[V溝基板の製造方法の第三の実施形態]
次に、本発明に係るV溝基板の製造方法の第三の実施形態について説明する。図5(a)は本発明に係るV溝基板製造方法の第三の実施形態によって製造されたV溝基板の斜視図である。図示されたV溝基板8は、第一の実施形態において、V溝11、11の上部開口幅が長手方向に一定に形成された溝形状に代えて、本体80に設けられたV溝11、11の上部開口幅が一端側から他端側に向かうにつれて次第に幅が狭くなったテーパ状、即ち、光ファイバの挿入側に向かうほど幅を広くしたV溝81、81にしたものである。第三の実施形態の製造方法は、概ね図3に示す工程に準ずるが、図3(b)に示すフォトマスク4に代えて図5(b)に示すフォトマスク9を用いている。このフォトマスク9は、例えば、上述した第一の実施形態におけるフォトマスク4の細長長方形のパターン41、41に代えて、一端側から他端側に向かうにつれて次第に幅が狭くなったテーパ状とされている点で相違している。
[Third embodiment of manufacturing method of V-groove substrate]
Next, a third embodiment of the method for manufacturing a V-groove substrate according to the present invention will be described. FIG. 5A is a perspective view of a V-groove substrate manufactured by the third embodiment of the V-groove substrate manufacturing method according to the present invention. The V-groove substrate 8 shown in the figure is different from the groove shape in which the upper opening width of the V-grooves 11 and 11 is formed constant in the longitudinal direction in the first embodiment. 11 has a tapered shape in which the width gradually decreases as it goes from one end side to the other end side, that is, V-grooves 81 and 81 that increase in width toward the optical fiber insertion side. The manufacturing method of the third embodiment generally follows the process shown in FIG. 3, but uses a photomask 9 shown in FIG. 5B instead of the photomask 4 shown in FIG. For example, the photomask 9 has a tapered shape that gradually becomes narrower from one end side to the other end side, instead of the elongated rectangular patterns 41 and 41 of the photomask 4 in the first embodiment described above. Is different.

[各実施形態の効果]
第一の実施形態に係るV溝基板の製造方法によれば、光硬化性樹脂3に照射光6を照射するのみでV溝11、11を形成できるため、製造方法が容易で、且つ、製造コストの削減が可能になるという効果がある。
[Effect of each embodiment]
According to the manufacturing method of the V-groove substrate according to the first embodiment, the V-grooves 11 and 11 can be formed only by irradiating the photocurable resin 3 with the irradiation light 6, so that the manufacturing method is easy and the manufacturing is performed. There is an effect that the cost can be reduced.

第二の実施形態に係るV溝基板の製造方法によれば、光学プリズム5を用いたことによりフォトマスク4に照射する照射光6の方向を同一方向にすることができるので、光源の構成を簡略にすることができるという効果がある。   According to the manufacturing method of the V-groove substrate according to the second embodiment, since the direction of the irradiation light 6 applied to the photomask 4 can be made the same by using the optical prism 5, the configuration of the light source can be made. There is an effect that it can be simplified.

第三の実施形態に係るV溝基板の製造方法によれば、V溝81、81の長手方向をテーパ状にすることでパターンの広い側から(図5の右方向から)V溝81、81に挿入される光ファイバ等の挿入をさらに容易にさせることができると共に、光接続における芯ずれを防止することができるという効果がある。   According to the method of manufacturing the V-groove substrate according to the third embodiment, the V grooves 81 and 81 are tapered from the wide side of the pattern (from the right direction in FIG. 5) by making the longitudinal direction of the V grooves 81 and 81 tapered. As a result, it is possible to further facilitate the insertion of an optical fiber or the like inserted into the optical fiber and to prevent misalignment in optical connection.

[V溝基板を用いた光デバイスの構成]
次に、本発明に係るV溝基板の製造方法によって製造されたV溝基板を用いた光デバイス100(以下、単に「光デバイス100」という。)について説明する。図6は光デバイス100の好ましい一実施形態を示す斜視図である。図示された光デバイス100は、概略として、図7に示す光導波路7を図1に示すV溝基板1に連結して構成した構造を有している。そして、この光デバイス100は、光導波路7のコア73、73をV溝基板1のV溝11、11に正確に位置合わせできるように、V溝基板1の形状をコ字形状にしたV溝基板50(図6参照)を用いている。即ち、V溝基板50は、図1に示したV溝基板1の片側を光導波路7の外形に合わせた凹部が設けられている。そして、V溝基板50の複数(ここでは4つ)のV溝11、11には、光ファイバ30、30が図6の右方向から左方向へ挿入されるようになっている。これにより、光ファイバ30、30と光デバイス100のコア73、73とが位置ずれを生じることなく調芯された状態で光接続が行われる。従って、調芯のためのアライメント作業が不要になる。
[Configuration of optical device using V-groove substrate]
Next, an optical device 100 using the V-groove substrate manufactured by the V-groove substrate manufacturing method according to the present invention (hereinafter simply referred to as “optical device 100”) will be described. FIG. 6 is a perspective view showing a preferred embodiment of the optical device 100. The illustrated optical device 100 generally has a structure in which the optical waveguide 7 shown in FIG. 7 is connected to the V-groove substrate 1 shown in FIG. The optical device 100 includes a V-groove in which the shape of the V-groove substrate 1 is U-shaped so that the cores 73 and 73 of the optical waveguide 7 can be accurately aligned with the V-grooves 11 and 11 of the V-groove substrate 1. A substrate 50 (see FIG. 6) is used. That is, the V-groove substrate 50 is provided with a recess in which one side of the V-groove substrate 1 shown in FIG. Then, the optical fibers 30 and 30 are inserted into the plurality of (four in this case) V grooves 11 and 11 of the V groove substrate 50 from the right direction to the left direction in FIG. Thereby, the optical connection is performed in a state in which the optical fibers 30 and 30 and the cores 73 and 73 of the optical device 100 are aligned without causing a positional shift. Therefore, alignment work for alignment becomes unnecessary.

光導波路7は、図7に示すように、基板71上にクラッド層72が設けられ、このクラッド層72内に所定の間隔で設けられた複数のコア73、73を備えて構成されている。その具体的な製造方法は、まず、基板71上にクラッド層72を形成した後、その上面に所定間隔にコア73、73を形成し、さらにコア73、73の上面及び側面をクラッド層72で覆う工程による。コア73、73は、例えば、その断面のサイズが50×50μmである。図6に示す光導波路7はV溝基板50と別体とされ、凹部に光導波路7を位置決めして連結することによって光デバイス100とされている。しかしながら、V溝基板50と光導波路7とを別体とせずに一体に形成することによって光デバイス100とすることもできる。その構成例について以下に説明する。   As shown in FIG. 7, the optical waveguide 7 includes a clad layer 72 provided on a substrate 71, and a plurality of cores 73 and 73 provided at predetermined intervals in the clad layer 72. The specific manufacturing method is as follows. First, a clad layer 72 is formed on a substrate 71, then cores 73, 73 are formed at predetermined intervals on the upper surface, and the upper surfaces and side surfaces of the cores 73, 73 are covered with the clad layer 72. It depends on the covering process. For example, the cores 73 have a cross-sectional size of 50 × 50 μm. The optical waveguide 7 shown in FIG. 6 is separated from the V-groove substrate 50, and the optical device 100 is formed by positioning and connecting the optical waveguide 7 to the recess. However, the optical device 100 can be formed by forming the V-groove substrate 50 and the optical waveguide 7 integrally without being separated. An example of the configuration will be described below.

具体的には、フォトマスク4に代えて図8に示すようなフォトマスク40を用いる。このフォトマスク40は、上述した第一の実施形態におけるフォトマスク40とほぼ同様の構成を備えているが、さらに図8に示すように、フォトマスク40の所定箇所にL字形の一対のアライメントマーク42、42が設けられている。このアライメントマーク42、42は、光導波路7の前側(図6の右側)のコーナの位置に対応している。その製造方法について説明すると、図3(c)の工程に入る前に光硬化性樹脂3の片側に光導波路7を左方向から右方向に押し当てる。次いで、図3(c)の工程において、図8に示すように、光導波路7の先端(図6、図8の右側の2つのコーナにアライメントマーク42を合致するようにフォトマスク40を位置決めする。その後、図3(d)〜(e)に示す各工程を順次実施する。尚、ここでは光ファイバ30を用いているが、他の伝送媒体、例えば、光導波路、LDアレイ、光合波分波装置、光部品、光回路、他の構成による各種の光素子等を用いることができる。   Specifically, a photomask 40 as shown in FIG. 8 is used in place of the photomask 4. The photomask 40 has substantially the same configuration as that of the photomask 40 in the first embodiment described above. However, as shown in FIG. 8, a pair of L-shaped alignment marks are formed at predetermined locations on the photomask 40. 42 and 42 are provided. The alignment marks 42 and 42 correspond to the corner positions on the front side (right side in FIG. 6) of the optical waveguide 7. The manufacturing method will be described. The optical waveguide 7 is pressed from one side to the right side on one side of the photocurable resin 3 before entering the step of FIG. Next, in the process of FIG. 3C, as shown in FIG. 8, the photomask 40 is positioned so that the alignment mark 42 is aligned with the tip of the optical waveguide 7 (the two corners on the right side of FIGS. 6 and 8). 3D to 3E are sequentially performed, although the optical fiber 30 is used here, but other transmission media such as an optical waveguide, an LD array, and an optical multiplexing component are used. Wave devices, optical components, optical circuits, various optical elements having other configurations, and the like can be used.

[V溝基板を用いた光デバイスの実施形態の効果]
光デバイス100によれば、光導波路7と光硬化性樹脂によるV溝基板50とを光接続により又は構造上一体化したことにより、ガラスやシリコンを用いることなく低価格に製造ができ、しかもアライメントを不要にすることができるという効果がある。
[Effect of Embodiment of Optical Device Using V-Groove Substrate]
According to the optical device 100, the optical waveguide 7 and the V-groove substrate 50 made of a photo-curing resin are integrated by optical connection or structurally, so that the optical device 100 can be manufactured at low cost without using glass or silicon. There is an effect that can be eliminated.

光デバイス100は、図8に示すようなアライメントマーク42を有するフォトマスク40を用いることにより、光導波路7とV溝基板50とを一体に形成することができ、V溝基板と光導波路との接続する工程を不要にする効果がある。   The optical device 100 can form the optical waveguide 7 and the V-groove substrate 50 integrally by using the photomask 40 having the alignment mark 42 as shown in FIG. There is an effect that a connecting step is unnecessary.

以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。   As described above, the preferred embodiment of the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited to the specific embodiment, and within the scope of the gist of the present invention described in the claims, Needless to say, various modifications and changes are possible.

例えば、光導波路7に代えて、LD(半導体レーザダイオード)アレイ、光通信モジュール、多芯光ファイバ等の光素子を用いることができる。   For example, instead of the optical waveguide 7, an optical element such as an LD (semiconductor laser diode) array, an optical communication module, or a multi-core optical fiber can be used.

1 溝基板
2 基板
3 光硬化性樹脂
4 フォトマスク
5 光学プリズム
6 照射光
7 光導波路
8 V溝基板
9 フォトマスク
10 本体
11 V溝
30 光ファイバ
40 フォトマスク
41 パターン
42 アライメントマーク
50 V溝基板
71 基板
72 クラッド層
73 コア
80 本体
81 V溝
91 パターン
100 光デバイス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Groove substrate 2 Substrate 3 Photocurable resin 4 Photomask 5 Optical prism 6 Irradiation light 7 Optical waveguide 8 V groove substrate 9 Photomask 10 Main body 11 V groove 30 Optical fiber 40 Photomask 41 Pattern 42 Alignment mark 50 V groove substrate 71 Substrate 72 Clad layer 73 Core 80 Body 81 V-groove 91 Pattern 100 Optical device

Claims (4)

1又は複数の光ファイバを案内して光接続を行うための1又は複数のV溝を備えたV溝基板の製造方法において、
光硬化性樹脂を基板の上面に配置するステップと、
前記光硬化性樹脂の上面に前記1又は複数のV溝に対応するようにして穿設された所定のパターンを有するフォトマスクを配置するステップと、
前記フォトマスクの上方から前記フォトマスクに対して斜め方向から光を照射することにより前記所定のパターン内に光を斜めに通過させてV字状の未照射部分を形成すると共に、前記光が照射された領域の光硬化性樹脂を硬化させるステップと、
前記光が照射されなかった未照射部分の未硬化の前記光硬化性樹脂を除去することにより1又は複数のV溝を形成するステップと、
を含むことを特徴とするV溝基板の製造方法。
In a method of manufacturing a V-groove substrate having one or more V-grooves for guiding optical connection by guiding one or more optical fibers,
Placing a photocurable resin on the top surface of the substrate;
Disposing a photomask having a predetermined pattern formed on the upper surface of the photocurable resin so as to correspond to the one or the plurality of V-grooves;
By irradiating light from above the photomask obliquely with respect to the photomask, light is obliquely passed through the predetermined pattern to form a V-shaped unirradiated portion, and the light is irradiated Curing the photocurable resin in the formed region;
Forming one or a plurality of V-grooves by removing the uncured photocurable resin of the unirradiated portion that has not been irradiated with the light;
The manufacturing method of the V-groove board | substrate characterized by including.
請求項1に記載のV溝基板の製造方法において、
前記フォトマスクの上方に光学プリズムを配置し、前記光学プリズムの上方から前記フォトマスクに向けて平行光を照射することにより前記フォトマスクに対して斜め方向から光を照射させ、前記所定のパターン内に光を斜めに通過させてV字状の未照射部分を形成するようにしたことを特徴とするV溝基板の製造方法。
In the manufacturing method of the V-groove board | substrate of Claim 1,
An optical prism is arranged above the photomask, and the photomask is irradiated with light from an oblique direction by irradiating parallel light toward the photomask from above the optical prism. A method of manufacturing a V-groove substrate characterized in that light is passed obliquely to form a V-shaped unirradiated portion.
請求項1又は2に記載のV溝基板の製造方法において、
前記フォトマスクに穿設された前記パターンは、細長い長方形をしたスリット状又は他端側に向かうにつれて次第に幅が狭くなったテーパ状とされたことを特徴とするV溝基板の製造方法。
In the manufacturing method of the V-groove board | substrate of Claim 1 or 2,
The method of manufacturing a V-groove substrate, wherein the pattern formed in the photomask is formed into a slit having a long and narrow rectangle or a taper having a width that gradually decreases toward the other end.
請求項1から3のいずれか1項に記載されたV溝基板の製造方法によって製造されたV溝基板を備え、前記1又は複数のV溝に対応して連結又は一体に形成された光導波路からなる光デバイスであって、
1又は複数の光ファイバをそれぞれ前記1又は複数のV溝に沿って挿入することにより前記1又は複数の光ファイバを調芯された状態で光接続が行われることを特徴とする光デバイス。
An optical waveguide comprising a V-groove substrate manufactured by the method for manufacturing a V-groove substrate according to any one of claims 1 to 3, and connected or integrally formed corresponding to the one or the plurality of V-grooves. An optical device comprising:
An optical device, wherein one or a plurality of optical fibers are inserted along the one or a plurality of V grooves, respectively, so that the optical connection is performed with the one or a plurality of optical fibers being aligned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114578486A (en) * 2020-11-30 2022-06-03 深南电路股份有限公司 Waveguide-optical fiber coupling device, manufacturing method thereof and optical transmission system

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