JP3138516B2 - 光機能素子結合部材およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信技術等におい
て、光スイッチ、光フィルタ、光カプラなどの光学的変
換機能を果たす光機能素子と、光ファイバとを光結合す
るための光機能素子結合部材およびその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】光合分岐、光合分波、偏光分離、反射な
どの光学的な変換処理を可能にする光機能素子は、端面
を対向させた光ファイバの間に介在されて用いられ、光
スイッチ、光フィルタ、光カプラなどを構成する。

【０００３】従来、かかる光ファイバと光機能素子との
光結合には、光コネクタを用いて行うことが一般的であ
る。特に、テープ状の多心光ファイバを用いる場合に
は、光コネクタはこれに設けたガイドピンを相手側コネ
クタのピン孔に挿入することで、光ファイバの位置決め
を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような光コネクタ
を用いる従来の光結合方法では、孔加工されたピン孔を
用いるので、それぞれの光ファイバと光機能素子との間
や光ファイバ同士の位置決めを高精度に行うことは困難
であった。

【０００５】ところで光ファイバと光機能素子との間の
位置決め精度を補うものとして、例えば光ファイバがシ
ングルモード型光ファイバ（以下「ＳＭ光ファイバ」）
である場合、このＳＭ光ファイバの先端に短く切ったグ
レーデッドインデックス型光ファイバ（以下「ＧＩ光フ
ァイバ」）を融着接続して、光ビームを拡大し光軸のず
れや結合損失を低減する方法もある。しかし、ＧＩ光フ
ァイバを所定の長さに切断したり、多心のＳＭ光ファイ
バの端面を正確に揃えて切断することは困難であった。

【０００６】本発明は、かかる問題点を克服すべく為さ
れたもので、光ファイバと光機能素子との光結合に際
し、高精度な位置決めを可能にする光機能素子結合部材
およびその製造方法を提供することをその目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１の発明は、一方の光ファイバの端面と他方の光フ
ァイバの端面とを、所望の間隙を存して対向させて固定
すると共に、間隙に光機能素子の装着スペースを構成
し、当該装着スペースに装着した各種光機能素子を介し
て一方の光ファイバと他方の光ファイバの相互間で光結
合を可能にする光機能素子結合部材において、一方の光
ファイバの端部を固着した第１のコネクタ素子と、他方
の光ファイバの端部を固着した第２のコネクタ素子と、
結合方向の中間部に光機能素子の装着スペースを有する
と共に、両端部に第１・第２両コネクタ素子の取付スペ
ースを有するベース基板と、ベース基板と第１・第２両
コネクタ素子との間に介在されて、当該ベース基板を介
して両光ファイバ端面同士の光軸の位置決めを可能にす
るガイドピンとを備え、第１のコネクタ素子は、そのベ
ース基板側の面に一方の光ファイバの端部が固着されて
結合方向に延びるファイバ固定溝と、当該ファイバ固定
溝に平行に形成されてガイドピンが係合するガイド溝と
を有し、第２のコネクタ素子は、そのベース基板側の面
に第１のコネクタ素子と同一配置かつ同一形状のファイ
バ固定溝およびガイド溝を有し、ベース基板は、そのコ
ネクタ素子側の面に結合方向に延びてガイドピンが係合
するガイド溝を有し、両光ファイバはシングルモード型
光ファイバであり、第１・第２両コネクタ素子と光機能
素子の装着スペースとの間には、シングルモード型光フ
ァイバと光軸を合致させたグレーデッドインデックス型
光ファイバが組み込まれた接続デバイスが介在されてい
ることを特徴とする。

【０００８】また、第１・第２両コネクタ素子のガイド
溝とベース基板のガイド溝とは同一溝角度の断面「Ｖ」
字状に形成され、ガイドピンは丸棒状に形成されている
ことが好ましい。

【０００９】さらに、第１・第２両コネクタ素子とベー
ス基板とは、シリコン半導体チップで構成されているこ
とも好ましい。

【００１０】請求項４の発明は、一方の光ファイバの端
面と他方の光ファイバの端面とを、所望の間隙を存して
対向させて固定すると共に、間隙に光機能素子の装着ス
ペースを構成し、当該装着スペースに装着した各種光機
能素子を介して一方の光ファイバと他方の光ファイバの
相互間で光結合を可能にする光機能素子結合部材におい
て、一方の光ファイバの端部を固着した第１のコネクタ
素子と、他方の光ファイバの端部を固着した第２のコネ
クタ素子と、結合方向の中間部に光機能素子の装着スペ
ースを有すると共に、両端部に第１・第２両コネクタ素
子の取付スペースを有するベース基板と、ベース基板と
第１・第２両コネクタ素子との間に介在されて、当該ベ
ース基板を介して両光ファイバ端面同士の光軸の位置決
めを可能にするガイドピンとを備え、第１のコネクタ素
子は、そのベース基板側の面に一方の光ファイバの端部
が固着されて結合方向に延びるファイバ固定溝と、当該
ファイバ固定溝に平行に形成されてガイドピンが係合す
るガイド溝とを有し、第２のコネクタ素子は、そのベー
ス基板側の面に第１のコネクタ素子と同一配置かつ同一
形状のファイバ固定溝およびガイド溝を有し、ベース基
板は、そのコネクタ素子側の面に結合方向に延びてガイ
ドピンが係合するガイド溝を有し、第１・第２両コネク
タ素子とベース基板とは、予めファイバ固定溝およびガ
イド溝を構成する溝条が形成された単一の素材を切断し
て形成したことを特徴とする。

【００１１】請求項５の発明は、一方の光ファイバの端
部が固着されるファイバ固定溝およびガイドピンが係合
する位置決め用のガイド溝が形成された第１のコネクタ
素子と、他方の光ファイバの端部を固着されるファイバ
固定溝およびガイドピンが係合する位置決め用のガイド
溝が形成された第２のコネクタ素子と、光機能素子の装
着スペースが中間部に、第１・第２両コネクタ素子の取
付スペースが両端部に形成されると共に、ガイドピンが
係合する位置決め用のガイド溝が形成されたベース基板
と、当該ベース基板の装着スペースと取付スペースとの
間に設けられ、光機能素子への接続用の光ファイバが固
着される接続デバイスとを備えた光機能素子結合部材の
製造方法において、少なくともベース基板に第１・第２
両コネクタ素子を加えた長さを有する単一の素材を用
い、単一の素材の表面に、ガイド溝を構成する第１の溝
条とファイバ固定溝を構成する第２の溝条とを互いに平
行に形成する第１の工程と、中間部の接続デバイスを構
成する部分と両端部の第１・第２両コネクタ素子を構成
する部分とを残して、第１の溝条及び第２の溝条が形成
された単一の素材の表面を所望の厚さに加工する第２の
工程と、所望の厚さに加工された単一の素材から第１・
第２両コネクタ素子を構成する部分を切り離す第３の工
程とを備えることを特徴とする。

【００１２】この場合、単一の素材はシリコン半導体ウ
ェーハから切り出したチップであることが好ましい。

【００１３】また、両光ファイバはシングルモード型光
ファイバであり、接続デバイスはグレーデッドインデッ
クス型光ファイバが組み込まれており、ガイドピンとし
て、シングルモード型光ファイバ及びグレーデッドイン
デックス型光ファイバのＹ軸方向が合致するような径を
有するガイドピンを選択することが好ましい。

【００１４】

【作用】請求項１の構成によれば、第１のコネクタ素子
は、そのベース基板側の面にファイバ固定溝とガイドピ
ンが係合するガイド溝とを有し、第２のコネクタ素子
は、そのベース基板側の面に第１のコネクタ素子と同一
配置かつ同一形状のファイバ固定溝およびガイド溝を有
し、ベース基板は、そのコネクタ素子側の面にガイドピ
ンが係合するガイド溝を有するので、ガイドピンをそれ
ぞれのガイド溝に係合するようにして、両コネクタ素子
とベース基板との間に挟み込むようにすれば、第１のコ
ネクタ素子と第２のコネクタ素子とはベース基板を介し
て正確に位置決めされる。すなわち、第１のコネクタ素
子の光ファイバと第２のコネクタ素子の光ファイバと
は、それぞれの端部を光機能素子の装着スペースを存し
て正確な位置決め状態で対向させることができる。ま
た、光ファイバはコネクタ素子のファイバ固定溝に固定
されるので、ガイド溝の部分でガイドピンと同様なピン
を備えた治具で保持でき、コネクタ素子と共にその先端
をピンと直交方向に正確に研磨できる。更に、第１・第
２両コネクタ素子と光機能素子の装着スペースとの間に
接続デバイスを介在させ、この接続デバイスにＧＩ光フ
ァイバ組み込むことで、ＧＩ光ファイバは接続デバイス
と共に両端を正確に研磨でき、ＳＭ光ファイバの光ビー
ムを拡大して続く光機能素子に光を無駄なく伝送するこ
とができる。

【００１５】また、両コネクタ素子のガイド溝とベース
基板のガイド溝とを断面「Ｖ」字状に形成し、ガイドピ
ンを丸棒状に形成することで、光ファイバの長さ方向に
直交する面内における位置決めは、Ｖ溝による２点支持
でそのＸ軸方向が、丸棒状のガイドピンでそのＹ軸方向
の位置決めが精度良く行われる。

【００１６】さらに、両コネクタ素子とベース基板と
を、シリコン半導体チップで構成することで、光機能素
子結合部材を加工性や耐候性に優れたものとすることが
できる。

【００１７】請求項４の構成によれば、第１のコネクタ
素子は、そのベース基板側の面にファイバ固定溝とガイ
ドピンが係合するガイド溝とを有し、第２のコネクタ素
子は、そのベース基板側の面に第１のコネクタ素子と同
一配置かつ同一形状のファイバ固定溝およびガイド溝を
有し、ベース基板は、そのコネクタ素子側の面にガイド
ピンが係合するガイド溝を有するので、ガイドピンをそ
れぞれのガイド溝に係合するようにして、両コネクタ素
子とベース基板との間に挟み込むようにすれば、第１の
コネクタ素子と第２のコネクタ素子とはベース基板を介
して正確に位置決めされる。すなわち、第１のコネクタ
素子の光ファイバと第２のコネクタ素子の光ファイバと
は、それぞれの端部を光機能素子の装着スペースを存し
て正確な位置決め状態で対向させることができる。ま
た、光ファイバはコネクタ素子のファイバ固定溝に固定
されるので、ガイド溝の部分でガイドピンと同様なピン
を備えた治具で保持でき、コネクタ素子と共にその先端
をピンと直交方向に正確に研磨できる。更に、両コネク
タ素子とベース基板とを、予めファイバ固定溝およびガ
イド溝を構成する溝条が形成された単一の素材を切断し
て形成することで、全く同一の位置および形状を有する
溝をこれらの部材に設けることができ、位置決め精度が
格段に向上する。

【００１８】請求項５の構成によれば、ベース基板に両
コネクタ素子を加えた長さを有する単一の素材を用い、
単一の素材の表面に、ガイド溝を構成する第１の溝条と
ファイバ固定溝を構成する第２の溝条とを形成し、次に
接続デバイスを構成する部分と第１・第２両コネクタ素
子を構成する部分とを残して単一の素材の表面を所望の
厚さに加工し、最後に両第１・第２両コネクタ素子を構
成する部分を切り離すことで、全く同一の位置および形
状を有する各種溝を形成したベース基板および両コネク
タ素子で、光機能素子結合部材を構成することができ
る。したがって、これにＳＭ・ＧＩ両光ファイバを組み
込めば、これら光ファイバの端面加工が容易となると共
に、各光ファイバ相互間で高精度の位置決めが可能とな
る。しかも、ＧＩ両光ファイバによりＳＭ光ファイバの
光ビームが拡大されるので、ＧＩ両光ファイバと光機能
素子との間に間隙が生じても光結合が支障なく行われ
る。

【００１９】この場合、単一の素材をシリコン半導体ウ
ェーハから切り出したチップとするとで、加工性が容易
でかつ耐候性に優れた光機能素子結合部材を構成するこ
とができる。

【００２０】また、両光ファイバはシングルモード型光
ファイバであり、接続デバイスはグレーデッドインデッ
クス型光ファイバが組み込まれており、ガイドピンとし
て、シングルモード型光ファイバ及びグレーデッドイン
デックス型光ファイバのＹ軸方向が合致するような径を
有するガイドピンを選択することで、シングルモード型
光ファイバ及びグレーデッドインデックス型光ファイバ
の端面の位置合せ（光軸合わせ）を簡易且つ高精度に行
うことができる。

【００２１】

【実施例】以下、図１乃至図３を参照して、この発明の
一実施例に係る光機能素子結合部材を添付図面に基づき
説明する。図１はこの光機能素子結合部材を示す分解斜
視図であり、図２はその要部の縦断断面図であり、図３
は光機能素子結合部材における光ファイバの結合状態を
表した側面図である。

【００２２】この光機能素子結合部材は、一方の多心光
ファイバの端面と他方の多心光ファイバの端面とを、所
望の間隙を存して対向させると共に、その間隙に各種光
機能素子を介在させて一方の多心光ファイバと他方の多
心光ファイバの相互間で、光合分岐、光合分波、偏光分
離、反射などの光学的な変換処理を可能にし、対向する
光ファイバの間において、光スイッチ、光フィルタ、光
カプラなどを構成せんとするものである。。

【００２３】図１および図２に示すように、この光機能
素子結合部材１は一方の多心光ファイバ２の端部が固着
される第１コネクタ素子３と、これに対向して他方の多
心光ファイバ２の端部を固着される第２コネクタ素子４
と、これら第１・第２両コネクタ素子３，４が両端部に
セットされるベース基板５と、ベース基板５の中間部に
形成され両多心光ファイバ２，２と光機能素子６とを有
効に光結合するための一対の接続デバイス７，７と、第
１・第２両コネクタ素子３，４とベース基板５との間に
介在される一対のガイドピン８，８とを備えている。

【００２４】第１コネクタ素子３と第２コネクタ素子４
とは、全く同一形状でかつ同一材質で構成されている。
したがって、ここでは第１コネクタ素子３について説明
し、第２コネクタ素子４については説明を省略し対応す
る符号を示すものとする。第１コネクタ素子３（４）に
は、そのベース基板５側の面の中間部に結合方向に延び
るファイバ固定溝３１（４１）と、ファイバ固定溝３１
（４１）を挟んでその両側に左右一対のガイド溝３２，
３２（４２，４２）が形成されている。ファイバ固定溝
３１（４１）は多心光ファイバ２（実施例では５心）に
対応させて５つのＶ溝３１ａ（４１ａ）で構成されてお
り、テープ状に形成された多心光ファイバ２の端部がそ
の被覆を除去した状態で固着できるようになっている。
この場合の多心光ファイバ２の固着は、ファイバ固定溝
３１（４１）に多心光ファイバ２を整列させた後に押え
プレート３３（４３）で接着するか、予め第１コネクタ
素子３（４）に押えプレート３３（４３）を接着した後
に多心光ファイバ２をファイバ固定溝３１（４１）に挿
入する。ファイバ固定溝３１（４１）は５つのＶ溝３１
ａ（４１ａ）で構成されているので、各溝３１ａ（４１
ａ）のピッチを正確に研削加工できると共に、各光ファ
イバ２ａは各溝に２点で支持固定されるため、高精度に
位置決めされることとなる。

【００２５】一方、各ガイド溝３２（４２）は、ガイド
ピン８が係合する位置決め用のＶ溝であり、ファイバ固
定溝３１（４１）と相互に平行に形成されている。この
ガイド溝３２（４２）は後述するベース基板５のガイド
溝５３と同一溝角度に形成され、第１コネクタ素子３
（４）とベース基板５との位置決めが正確に行い得るよ
うになっている。また、このガイド溝３２（４２）は、
これを基準として多心光ファイバ２の端部の切り揃え
と、その後の研磨仕上げを可能にし、多心光ファイバ２
の端面を高精度に仕上げることができる。

【００２６】ベース基板５は、そのコネクタ素子３，４
側の中間部に光機能素子６の装着スペース５１が形成さ
れ、両端部に第１・第２両コネクタ素子の取付スペース
５２，５２が形成されている。また、この装着・取付両
スペース５１，５２を縦断するように、結合方向に延び
る左右一対のガイド溝５３，５３が形成されいる。この
各ガイド溝５３はガイドピン８が係合する位置決め用の
Ｖ溝であり、両コネクタ素子３，４のガイド溝３２，４
２と同一並びで同一溝角度に形成されている。したがっ
て、両コネクタ素子３，４はこの一対のガイド溝５３，
５３を介して正確に位置決めされる。

【００２７】一方、ベース基板５の装着スペース５１と
取付スペース５２との間には、両多心光ファイバ２，２
と光機能素子６とを光結合するための一対の接続デバイ
ス７，７が、両ガイド溝５３，５３を避けるようにして
ブロック状に形成されている。各接続デバイス７には第
１・第２両コネクタ素子３，４と全く同一のファイバ固
定溝７１が形成され、またこれに固着した光ファイバ９
を固定するように押えプレート７２が接着されている。
この場合、第１・第２両コネクタ素子３，４に固着され
ている両多心光ファイバ２，２はＳＭ光ファイバで構成
されているが、接続デバイス７に固着されている各光フ
ァイバ９はＧＩ光ファイバで構成されている。すなわ
ち、図３に示すようにベース基板５に第１・第２両コネ
クタ素子３，４を装着した状態では、一方のＳＭ光ファ
イバ（多心光ファイバ）２の先端に一方のＧＩ光ファイ
バ（光ファイバ）９が突き合わせにより光結合され、他
方のＳＭ光ファイバ２の先端にも他方のＧＩ光ファイバ
９が突き合わせにより光結合されて、両ＧＩ光ファイバ
９，９の間に光機能素子６が配設される構成となる。Ｇ
Ｉ光ファイバ９はＳＭ光ファイバ２よりコア径が大き
く、光信号がＧＩ光ファイバ９で拡大されることで、光
機能素子６との間に生ずる間隙損失を極力小さくできる
ようになっている。したがって、ＳＭ光ファイバ２と光
機能素子６との間にＧＩ光ファイバ９を介在させること
で、各種光機能素子６との間に間隙が生じても結合損失
を小さくすることができる。

【００２８】ガイドピン８は丸棒状に形成されており、
ベース基板５に第１・第２両コネクタ素子３，４を装着
した場合に、それぞれのガイド溝５３，３２，４２に係
合して、ベース基板５を介して第１・第２両コネクタ素
子３，４間の相互の位置決めを可能にしている。対向す
る多心光ファイバ２，２の並び方向、すなわち結合方向
に直交する面内のＸ軸方向は、このガイドピン８とそれ
ぞれのガイド溝３２，４２との係合により位置決めさ
れ、またＧＩ光ファイバ９とのＹ軸方向はガイドピン８
の径の変更により位置決めされる。なお、多心光ファイ
バ２とＧＩ光ファイバ９とのＸ軸方向の位置決めは、同
一の加工装置による溝加工の他、後述する光機能素子結
合部材１の製造方法により達成される。

【００２９】ここで、図４および図５を参照して光機能
素子結合部材の製造方法について説明する。光機能素子
結合部材１はシリコン半導体ウェーハから切り出したチ
ップ（単一の素材）１０で構成され、このチップ１０は
ベース基板５に第１・第２両コネクタ素子３，４を加え
た長さのものを用いている。

【００３０】まず、チップ１０の表面にガイド溝３２，
４２，５３を構成する一対の大きな溝条と、ファイバ固
定溝３１，４１，７１を構成する５本の小さい溝条とを
互いに平行に研削溝加工する。これらの溝条を形成した
後、溝条を塞ぐようにチップ１０の全面に押えプレート
３３，４３，７２となるプレートを接着する（図４
（ａ））。

【００３１】次に、中間部の接続デバイス７，７を構成
する部分と両端部の両光ファイバ素子３，４を構成する
部分とを残して、チップ１０の表面を所望の厚さに研削
加工する。すなわち、両第１・第２両コネクタ素子３，
４の取付スペース５２，５２と光機能素子６の装着スペ
ース５１の部分を研削により形成する。さらに、両光フ
ァイバ素子３，４とそれぞれの取付スペース５２，５２
との境界部分を切断して、第１・第２両コネクタ素子
３，４とベース基板５とを形成する（図４（ｂ））。

【００３２】そして、端部の被覆を除去した多心光ファ
イバ（ＳＭ光ファイバ）２，２をそれぞれのコネクタ素
子３，４のファイバ固定溝３１，４１に挿入し、これに
接着剤を流し込んで接着固定する。同様にＧＩ光ファイ
バ９，９をそれぞれの接続デバイス７，７のファイバ固
定溝７１，７１に固着する（図４（ｃ））。

【００３３】最後に、それぞれのガイド溝３２，４２，
５３を基準としてＳＭ光ファイバ２およびＧＩ光ファイ
バ９の端面を研磨すると共に、図５に示すように両ファ
イバ２，９のＹ軸方向が合致するような径のガイドピン
８を選択する。

【００３４】このように、チップ１０を溝加工して両フ
ァイバ２，９のＸ軸方向が合致させ、所望のガイドピン
８選択することでＹ軸方向を合致させるようにしている
ので、ＳＭ・ＧＩ両光ファイバ２，９の端面の位置合せ
（光軸合わせ）高精度に行うことができる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、全く同一
の位置および形状を有する各種溝を形成したベース基板
５および両コネクタ素子３，４で、光機能素子結合部材
１を構成することができるので、ＳＭ・ＧＩ両光ファイ
バ２，９の位置決めが精度よく行われ、またこれら光フ
ァイバ２，９の端面加工が容易に行われて、ＳＭ・ＧＩ
両光ファイバ２，９との間はもとより光機能素子６との
間の光結合損失を極めて小さくできる。

【００３６】図６は、実施例の光機能素子結合部材を用
いて構成した２×２多心型の光スイッチの例を示してい
る。光機能素子６は、偏向分離板６１と全反射板６２と
が光学部材６３の内部に角度４５°に保持した状態で交
互に所望のピッチで配設されており、また、その中間部
分に偏向面切替素子６４、例えば液晶、磁気光学素子な
どが挟み込まれるように積層されて構成されている。偏
向分離板６１はいわゆるＳ波を透過しＰ波を反射する。
一方、偏向面切替素子６４は外部からの電界や磁界を入
力として光スイッチ機能を発揮する。例えば、液晶では
そこに印加される電界が所定のレベル以下であれば、そ
こに入射する光の偏向面の変更、すなわち、Ｓ波をＰ波
に或いはＰ波をＳ波に変更し、電界が所定のレベル以上
であれば、偏向成分を変化させない性質がある。

【００３７】同図（ａ）に示す符号Ａ１のＧＩ光ファイ
バ（ＳＭ光ファイバ２）９から符号Ｃ１のＧＩ光ファイ
バ（ＳＭ光ファイバ２）９に光が伝送される経路がＯＦ
Ｆ状態であり、同図（ｂ）に示す符号Ａ１のＧＩ光ファ
イバ（ＳＭ光ファイバ２）９から符号Ｄ１のＧＩ光ファ
イバ（ＳＭ光ファイバ２）９に光が伝送される経路がＯ
Ｎ状態である。ＯＦＦ状態（図６（ａ））では、偏向面
切替素子６４に所定レベル以上の電界が印加されてお
り、まず、ＧＩ光ファイバ９を介してＳＭ光ファイバ２
から入射した光信号は、偏向分離板６１でＳ波とＰ波に
分離される。Ｓ波は直進して偏向面切替素子６４に入射
し、ここで偏向面の変更されることなく続く全反射板６
２で反射され、さらに偏向分離板６１を透過して最後に
全反射板６２で反射されてＣ１のＧＩ光ファイバ９に向
けて出射される。一方、Ｐ波は全反射板６２で反射され
た後、偏向面切替素子６４に入射し、ここで偏向面の変
更されることなく続く偏向分離板６１で反射されさらに
全反射板６２で反射されてＣ１のＧＩ光ファイバ９に向
けて出射される。

【００３８】これに対しＯＮ状態（図６（ｂ））では、
偏向面切替素子６４に所定レベル以下の電界が印加され
ており、偏向面切替素子６４に入射した光信号はＳ波は
Ｐ波に、Ｐ波はＳ波に変更される。したがって、偏向面
切替素子６４に入射したＳ波はＰ波に変更され、続く全
反射板６２で反射され、さらに偏向分離板６１で反射さ
れてＤ１のＧＩ光ファイバ９に向けて出射される。一
方、偏向面切替素子６４に入射したＰ波はＳ波に変更さ
れ、偏向分離板６１を透過してＤ１のＧＩ光ファイバ９
に向けて出射される。

【００３９】このように、偏向面切替素子６４に対し、
これに印加する電界を変化させることで、同一の光ファ
イバ２から入射した光信号を異なる光ファイバ２に伝送
することができ、光スイッチとして機能させることがで
きる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
第１のコネクタ素子は、そのベース基板側の面にファイ
バ固定溝とガイドピンが係合するガイド溝とを有し、第
２のコネクタ素子は、そのベース基板側の面に第１のコ
ネクタ素子と同一のファイバ固定溝およびガイド溝を有
し、ベース基板は、そのコネクタ素子側の面にガイドピ
ンが係合するガイド溝を有するので、第１のコネクタ素
子の光ファイバと第２のコネクタ素子の光ファイバと
は、それぞれの端部を光機能素子の装着スペースを挟ん
で正確に位置決めすることができ、結合損失を極力小さ
くすることができる。また、光ファイバの先端はそのガ
イド溝を利用することで高精度な端面加工が可能とな
り、結合損失を小さくすることができる。更に、第１・
第２両コネクタ素子と光機能素子の装着スペースとの間
に接続デバイスを介在させ、この接続デバイスにＧＩ光
ファイバ組み込むことで、ＧＩ光ファイバは接続デバイ
スと共に両端を正確に研磨でき、ＳＭ光ファイバの光ビ
ームを拡大して続く光機能素子に光を無駄なく伝送する
ことができる。

【００４１】また、請求項４の構成によれば、第１のコ
ネクタ素子は、そのベース基板側の面にファイバ固定溝
とガイドピンが係合するガイド溝とを有し、第２のコネ
クタ素子は、そのベース基板側の面に第１のコネクタ素
子と同一のファイバ固定溝およびガイド溝を有し、ベー
ス基板は、そのコネクタ素子側の面にガイドピンが係合
するガイド溝を有するので、第１のコネクタ素子の光フ
ァイバと第２のコネクタ素子の光ファイバとは、それぞ
れの端部を光機能素子の装着スペースを挟んで正確に位
置決めすることができ、結合損失を極力小さくすること
ができる。また、光ファイバの先端はそのガイド溝を利
用することで高精度な端面加工が可能となり、結合損失
を小さくすることができる。更に、両コネクタ素子とベ
ース基板とを、予めファイバ固定溝およびガイド溝を構
成する溝条が形成された単一の素材を切断して形成する
ことで、全く同一の位置および形状を有する溝をこれら
の部材に設けることができ、位置決め精度が格段に向上
する。

【００４２】また、請求項５の構成によれば、ベース基
板に両コネクタ素子を加えた長さを有する単一の素材を
加工して、ベース基板、両コネクタ素子および接続デバ
イスを形成するようにしているので、これに組込むＳＭ
・ＧＩ両光ファイバの端面加工が簡単かつ精度よく行い
得ると共に、各光ファイバ相互間および光機能素子との
間で高精度の位置決めが可能となり、結合損失を極力小
さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光能動素子結合部材を
示す斜視図である。

【図２】光能動素子結合部材の縦断断面図である。

【図３】光ファイバの突合わせ部分の構造を現した説明
図である。

【図４】光能動素子結合部材の製造工程を表した側面図
である。

【図５】図５をＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線で裁断した各断
面図である。

【図６】本発明の光能動素子結合部材に偏波面切替素子
を組込んだ光スイッチの説明図である。

【符号の説明】

１…光機能素子結合部材、２…多心光ファイバ（ＳＭ光
ファイバ）、３…第１コネクタ素子、４…第２コネクタ
素子、５…ベース基板、６…光機能素子、７…接続デバ
イス、８…ガイドピン、９…ＧＩ光ファイバ、１０…チ
ップ、３１，４１，７１…ファイバ固定溝、３２，４
２，５３…ガイド溝、５１…装着スペース、５２…取付
スペース。

フロントページの続き (72)発明者 灰原 正 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−216509（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−134135（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/42

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の光ファイバの端面と他方の光ファ
   イバの端面とを、所望の間隙を存して対向させて固定す
   ると共に、前記間隙に光機能素子の装着スペースを構成
   し、当該装着スペースに装着した各種光機能素子を介し
   て前記一方の光ファイバと前記他方の光ファイバの相互
   間で光結合を可能にする光機能素子結合部材において、 前記一方の光ファイバの端部を固着した第１のコネクタ
   素子と、 前記他方の光ファイバの端部を固着した第２のコネクタ
   素子と、 結合方向の中間部に前記光機能素子の装着スペースを有
   すると共に、両端部に前記第１・第２両コネクタ素子の
   取付スペースを有するベース基板と、 前記ベース基板と前記第１・第２両コネクタ素子との間
   に介在されて、当該ベース基板を介して前記両光ファイ
   バ端面同士の光軸の位置決めを可能にするガイドピンと
   を備え、 前記第１のコネクタ素子は、そのベース基板側の面に前
   記一方の光ファイバの端部が固着されて結合方向に延び
   るファイバ固定溝と、当該ファイバ固定溝に平行に形成
   されて前記ガイドピンが係合するガイド溝とを有し、 前記第２のコネクタ素子は、そのベース基板側の面に前
   記第１のコネクタ素子と同一配置かつ同一形状のファイ
   バ固定溝およびガイド溝を有し、 前記ベース基板は、そのコネクタ素子側の面に結合方向
   に延びて前記ガイドピンが係合するガイド溝を有し、 前記両光ファイバはシングルモード型光ファイバであ
   り、 前記第１・第２両コネクタ素子と前記光機能素子の装着
   スペースとの間には、前記シングルモード型光ファイバ
   と光軸を合致させたグレーデッドインデックス型光ファ
   イバが組み込まれた接続デバイスが介在されていること
   を特徴とする光機能素子結合部材。
2. 【請求項２】 前記第１・第２両コネクタ素子のガイド
   溝と前記ベース基板のガイド溝とは同一溝角度の断面
   「Ｖ」字状に形成され、 前記ガイドピンは丸棒状に形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の光機能素子結合部材。
3. 【請求項３】 前記第１・第２両コネクタ素子と前記ベ
   ース基板とは、シリコン半導体チップで構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光機能素子結合部
   材。
4. 【請求項４】 一方の光ファイバの端面と他方の光ファ
   イバの端面とを、所望の間隙を存して対向させて固定す
   ると共に、前記間隙に光機能素子の装着スペースを構成
   し、当該装着スペースに装着した各種光機能素子を介し
   て前記一方の光ファイバと前記他方の光ファイバの相互
   間で光結合を可能にする光機能素子結合部材において、 前記一方の光ファイバの端部を固着した第１のコネクタ
   素子と、 前記他方の光ファイバの端部を固着した第２のコネクタ
   素子と、 結合方向の中間部に前記光機能素子の装着スペースを有
   すると共に、両端部に前記第１・第２両コネクタ素子の
   取付スペースを有するベース基板と、 前記ベース基板と前記第１・第２両コネクタ素子との間
   に介在されて、当該ベース基板を介して前記両光ファイ
   バ端面同士の光軸の位置決めを可能にするガイドピンと
   を備え、 前記第１のコネクタ素子は、そのベース基板側の面に前
   記一方の光ファイバの端部が固着されて結合方向に延び
   るファイバ固定溝と、当該ファイバ固定溝に平行に形成
   されて前記ガイドピンが係合するガイド溝とを有し、 前記第２のコネクタ素子は、そのベース基板側の面に前
   記第１のコネクタ素子と同一配置かつ同一形状のファイ
   バ固定溝およびガイド溝を有し、 前記ベース基板は、そのコネクタ素子側の面に結合方向
   に延びて前記ガイドピンが係合するガイド溝を有し、 前記第１・第２両コネクタ素子と前記ベース基板とは、
   予め前記ファイバ固定溝および前記ガイド溝を構成する
   溝条が形成された単一の素材を切断して形成したことを
   特徴とする光機能素子結合部材。
5. 【請求項５】 一方の光ファイバの端部が固着されるフ
   ァイバ固定溝およびガイドピンが係合する位置決め用の
   ガイド溝が形成された第１のコネクタ素子と、 他方の光ファイバの端部を固着されるファイバ固定溝お
   よび前記ガイドピンが係合する位置決め用のガイド溝が
   形成された第２のコネクタ素子と、 光機能素子の装着スペースが中間部に、前記第１・第２
   両コネクタ素子の取付スペースが両端部に形成されると
   共に、前記ガイドピンが係合する位置決め用のガイド溝
   が形成されたベース基板と、 当該ベース基板の前記装着スペースと取付スペースとの
   間に設けられ、光機能素子への接続用の光ファイバが固
   着される接続デバイスとを備えた光機能素子結合部材の
   製造方法において、 少なくとも前記ベース基板に前記第１・第２両コネクタ
   素子を加えた長さを有する単一の素材を用い、 前記単一の素材の表面に、前記ガイド溝を構成する第１
   の溝条と前記ファイバ固定溝を構成する第２の溝条とを
   互いに平行に形成する第１の工程と、 中間部の前記接続デバイスを構成する部分と両端部の前
   記第１・第２両コネクタ素子を構成する部分とを残し
   て、前記第１の溝条及び前記第２の溝条が形成された前
   記単一の素材の表面を所望の厚さに加工する第２の工程
   と、 前記所望の厚さに加工された前記単一の素材から前記第
   １・第２両コネクタ素子を構成する部分を切り離す第３
   の工程とを備えることを特徴とする光機能素子結合部材
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記単一の素材はシリコン半導体ウェー
   ハから切り出したチップであることを特徴とする請求項
   ５に記載の光機能素子結合部材の製造方法。
7. 【請求項７】 前記両光ファイバはシングルモード型光
   ファイバであり、 前記接続デバイスはグレーデッドインデックス型光ファ
   イバが組み込まれており、 前記ガイドピンとして、前記シングルモード型光ファイ
   バ及び前記グレーデッドインデックス型光ファイバのＹ
   軸方向が合致するような径を有するガイドピンを選択す
   ることを特徴とする請求項５に記載の光機能素子結合部
   材の製造方法。