JP2730901B2

JP2730901B2 - 光機能デバイス

Info

Publication number: JP2730901B2
Application number: JP63036479A
Authority: JP
Inventors: 實清野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-02-20
Filing date: 1988-02-20
Publication date: 1998-03-25
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JPH01213606A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕光ファイバ間に組込み可能な光機能デバイスに関し、各光学部品の位置合わせを簡単かつ高精度にでき、し
かも低損失化を可能にすることを目的とし、２枚の基板間に固化材が封入され、該固化材に光ファ
イバの真線のとおりに形取られたガイド部が形成される
と共に、前記基板の一方の側から他方の側へかけて前記
ガイド部を横切る溝部が形成されている外部支持体を備
え、光機能素子を前記溝部に挿入すると共に、少なくと
も先端部にレンズ加工の施された光ファイバを前記ガイ
ド部に挿入してなるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ファイバ間に組込み可能な光機能デバイ
スに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の光機能デバイスとしては、空間ビーム
型、導波路型、あるいはファイバ融着型等が知られてい
る。

その一例として、空間ビーム型分波器の構成を第５図
（ａ）に示す。同図の分波器は、光ファイバ1,2,3、レ
ンズ4,5,6及び波長フィルタ７を空間的に配置した構成
を有している。光ファイバ１から出射された波長λ_１及
びλ_２の光はレンズ４で平行光に変換され、これが波長
フィルタ７により波長λ_１の光（透過光）と波長λ_２の
光（反射光）に分離されて、それぞれレンズ5,6で集光
された後に光ファイバ2,3中に入射される。

また、他の例として、導波路型分波器の構成を第５時
（ｂ）に示す。同図の分波器は、透明な基板11に対し、
これよりも屈折率の大きな導波路12と、これから分岐し
たもう１つの導波路13とを形成すると共に、これらの分
岐部に溝を切って波長フィルタ14を配置した構成を有し
ている。導波路12の一端から入射した波長λ_１及びλ_２
の光は、波長フィルタ14により波長λ_１の光（透過光）
と波長λ_２の光（反射光）に分離された後、前者の光は
導波路12によってそのまま伝搬され、後者の光はもう一
方の導波路13によって伝搬される。

その他、ファイバ接着型分波器（不図示）も提案され
ている。これは、光ファイバを斜めに切断した後、その
切断面に波長フィルタとして誘電体多層膜等を蒸着形成
し、これと他の光ファイバとを接着剤で空間的に互いに
固定した構成を有しており、第５図（ａ），（ｂ）に示
した分波器と同様な作用で光の分離が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図（ａ）に示した空間ビーム型分波器では、各光
学部品（１〜７）の相互の位置関係及び角度関係には極
めて高い精度が要求されるため、それらの位置合わせに
非常に多くの労力を費やしてしまうことになり、よって
量産性に乏しく、高価なものになってしまうという問題
点があった。

また、第５図（ｂ）に示した導波路型分波器では、各
光学部品が一体化されていることから量産性には富んで
いるが、第５図（ａ）におけるレンズ４〜６のような集
光機能を持たないため、波長フィルタ14中を通過する光
が発散してしまい、光の伝搬損失が大きくなるという問
題点があった。更に、この分波器を光ファイバ間に組込
もうとした場合、光ファイバと各導波路との接続が困難
であるという問題点もあった。

また、前述したファイバ接着型分波器では、やはり上
記第５図（ａ）に示したものと同様に位置合わせが困難
であり、しかも高機能化も難しいという問題点があっ
た。

これらの問題点は分波器のみならず、その他の各種光
機能デバイスにおいても同様に生じていた。

本発明は、上記問題に鑑み、各光学部品の位置合わせ
を簡単かつ高精度にでき、しかも低損失化を可能にする
光機能デバイスを提供することを目的とする〔課題を解決するための手段〕本発明の光機能デバイスは、例えば波長フィルタや偏
光フィルタ等の光機能素子と、少なくとも先端部にレン
ズ加工の施された光ファイバとを、外部支持体で互いに
固定した構成からなっている。上記外部支持体は、２枚
の基板間に封入された固化材に光ファイバの真線のとお
りに形取って形成されたガイド部と、上記基板の一方の
側から他方の側へかけて上記ガイド部を横切って形成さ
れた溝部とを備えており、これらガイド部と溝部にぞれ
ぞれ上記光ファイバと光機能素子を挿入することで、互
いの位置関係が固定される。

〔作用〕

本発明の光機能デバイスは、光ファイバと光機能素子
が単に外部支持体のガイド部と溝部に挿入させるだけ
で、互いの位置関係が確実に固定される。そのため、位
置合わせの手間がほとんど必要ではなくなり、量産化が
可能になる。また、光ファイバの先端部がレンズ加工さ
れていることから、光ファイバから出射された光は光機
能素子内を発散することなく通過でき、よって光の伝搬
損失が著しく低減される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図（ａ）は本発明の一実施例の分波器の平面構成
図であり、同図（ｂ），（ｃ）はそれぞれ同図（ａ）に
おけるＡ−A,B−Ｂ断面図である。同図に示すように、
本実施例の分波器は外部支持体21、波長フィルタ22及び
３本の光ファイバ23,24,25から構成されている。

外部支持体21は、第１図（ｂ）及び（ｃ）に示すよう
に、２枚の平行な基板21a、21b間に接着剤もしくは低融
点金属等の固化材21cが封入され、この固化材21c中に、
光ファイバ23〜25を固定するためのガイド部21d,21e
と、波長フィルタ22を固定するための溝部21fが形成さ
れたものである。上記ガイド部21d、21eは、光ファイバ
の所定の配置位置に沿って孔状に形成されており、第１
図（ａ）に明らかなように、１本の直線状のガイド部
（主ガイド部）21dと、これより所定方向に分岐された
もう１つのガイド部（副ガイド部）21eとからなってい
る。また、溝部21fは、２つのガイド部21d,21eの分岐部
を横切るようにして、第１図（ｃ）に明らかなように基
板21bの外側の面から基板21aの内側の面にかけて一定幅
で形成されている。

波長フィルタ22は、誘電体多層膜等でできており、例
えば波長λ_１の光を透過させ波長λ_２（≠λ_１）の光を
反射させる性質を有している。この波長フィルタ22は、
外部支持体21の溝部21f内に隙間なく挿入されて、固定
されている。

３本の光ファイバ23,24,25は、いずれも、その先端部
をレンズ加工することにより先球部23a,24a,25aを備え
たものである。これらの中で、光ファイバ23,24は波長
フィルタ22を挟み込むようにガイド部（主ガイド部）21
dの両方向から対向して挿入され、もう１本の光ファイ
バ25は分岐されたガイド部（副ガイド部）21eに挿入さ
れ、いずれも隙間なく固定されている。

次に、上記構成からなる本実施例の分波器の製造方法
について、第２図に基づき説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、ガラス平板等から
なる基板21a上に２本の光ファイバ（真線）26,27を互い
に所定の角度を持たせて配置する。続いてその上から、
第２図（ｂ）に示すように、もう１つの基板21bを押し
付けて光ファイバ26,27を固定すると共に、接着力のあ
まり強くない接着剤や低融点金属等からなる固化材21c
を基板21a,21b間に封入して確実に固化する。

その後、基板21a,21b間から光ファイバ26,27を引き出
すことにより、第２図（ｃ）に示すように、光ファイバ
26,27の形状の通りのガイド部21d,21eを得る。更に、ダ
イシングソー等を用いて、ガイド部21d,21eの分岐部を
横切るように、基板21bの上面から基板21aまで達する深
さで一定幅の溝を形成することにより、溝部21fを得
る。以上の工程により、第２図（ｃ）に示すように、ガ
イド部21d,21e及び溝部21fを備えた外部支持体21が得ら
れる。最後に、このようにして得られた外部支持体21の
ガイド部21d,21eに対し第１図に示したように光ファイ
バ23,24,25をそれぞれ挿入し、更に溝部21fに対し波長
フィルタ22を挿入することにより、本実施例の分波器が
得られる。

以上のように構成された本実施例の分波器において
は、第１図（ａ）に示すように、光ファイバ23中を伝搬
されてきた波長λ₁,λ_２の光が先球部23aを介して波長
フィルタ22に入射すると、波長λ_１の光は波長フィルタ
22内を通過し、その後、先球部24aを介して光ファイバ2
4中を伝搬されていく。一方、波長λ_２の光は、波長フ
ィルタ22によって反射され、その後、先球部25aを介し
て光ファイバ25中を伝搬されていく。その際、各光ファ
イバ23,24,25の先球部23a,24a,25aが集光機能を持つた
め、ここを通過した光がガイド部21d中を通過する際及
び通過後において、光の発散が防止される。従って、波
長フィルタ22の幅を例えば200〜300μｍ程度に広く設定
したとしても、光の伝搬損失を極めて低く抑えることが
できる。

また、本実施例の分波器を作製する際、前述したよう
に外部支持体21のガイド部21d,21eと溝部21fにそれぞれ
光ファイバ23,24,25と波長フィルタ22を挿入するだけ
で、互いの位置関係を確実に固定することができる。従
って、位置合わせの手間がほとんど必要でなくなり、よ
って量産化及び低価格化を容易に実現することができ
る。

なお、第３図に示すように、外部支持体21のガイド部
21eをガイド部21dの複数箇所に分岐して形成し、その分
岐部のそれぞれに溝部21fを形成することにより、多段
構成とすることもできる。この場合、隣り合った２つの
溝部21f間には、両端に先球部28a,28bの形成された光フ
ァイバ28を挿入する。第３図に示した分波器は２段構成
であり、３種類の波長λ₁,λ₂,λ_３の光を分離すること
ができる。このように構成した場合であっても、位置合
わせが簡単であり、かつ低損失化が可能になる。

また、外部支持体21に形成されるガイド部21d,21e
は、第４図に示すように、溝部21fと同様に溝状に形成
することも考えられる。この場合は、基板21aに対しダ
イシングソー等で所定幅及び所定深さの溝を形成するだ
けで済む。また、このような溝を利用する場合は、レプ
リカ化も可能であり、これにより量産性を一層向上させ
ることができる。しかし、第１図に示したものと比べ、
光ファイバ及び光機能素子の保持力と位置合わせの点で
劣っており、しかも、外界からの余分な光による影響を
受けやすい。

更に、上記各実施例では分波器を構成したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、各種の光機能デバイ
スが対象となる。例えば、第１図において波長フィルタ
22の代わりに偏光フィルタを用いることにより、偏光ビ
ームスプリッタを構成することができる。また、２本の
光ファイバ23,24に対し更に偏波加工を施したものを互
いに45゜回転させて挿入配置し、その間に波長フィルタ
22の代わりにファラデー回転子を挿入することにより、
光アイソレータを構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、光ファイバと
光機構素子の位置合わせを簡単かつ高精度に行うことが
でき、しかも光の伝搬損失を著しく低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は本発明の一実施例の
分波器の平面構成図、そのＡ−Ａ断面図、及びびＢ−Ｂ
断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は同実施例の分波器の製造方法の
一例を示す製造工程図、第３図は本発明の他の実施例の分波器の平面構成図、第４図は参考までに示した外部支持体の構成図、第５図（ａ）及び（ｂ）は従来の空間ビーム型分波器の
構成図及び従来の導波路型分波器の構成図である。 21……外部支持体、 21a,21b……基板、 21c……固化材、 21d,21e……ガイド部、 21f……溝部、 22……波長フィルタ、 23,24,25……光ファイバ、 23a,24a,25a……先球部、 26,27……光ファイバ（真線）．

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の基板（21a,21b）間に固化材（21c）
が封入され、該固化材に光ファイバの真線（26、27）の
とおりに形取られたガイド部（21d,21e）が形成される
と共に、前記基板の一方の側から他方の側へかけて前記
ガイド部を横切る溝部（21f）が形成されている外部支
持体（21）を備え、光機能素子（22）を前記溝部に挿入
すると共に、少なくとも先端部にレンズ加工の施された
光ファイバ（23、24、25）を前記ガイド部に挿入してな
ることを特徴とする光機能デバイス。
【請求項２】前記ガイド部は１本の直線状の主ガイド部
（21d）と該主ガイド部より所定方向に分岐された副ガ
イド部（21e）とからなり、該副ガイド部の分岐部に前
記溝部（21f）が形成されていることを特徴とする請求
項１記載の光機能デバイス。