JP3150662B2 - 金属蒸着された光繊維アレイモジュール - Google Patents

金属蒸着された光繊維アレイモジュール

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光繊維アレイモジュ
ールに係り、特に、表面に金属の蒸着された光繊維アレ
イモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、平面導波路技術（Planar Wavegui
de Technology）を利用し、各種の平面基板上に光導波
路素子を製作するためには、導波路設計（Waveguide De
sign）、導波路製作（Waveguide Fabrication）、パッ
ケージ（Package）などの技術を必要とする。中でも、
素子のパッケージ技術は、素子の有する光特性を最大限
に発揮するための核心技術である。特に、受動素子にお
いては、光繊維及び光導波路素子間の接続が光素子のコ
ストダウンを決める重要な技術である。
【０００３】前記光導波路素子の場合、各導波路の間隔
及び配列は露光及び食刻工程などにより精度良く製作で
きるものの、導波路に光繊維を付着する際に、単芯及び
多芯の光繊維を精度良く整列且つ配列することは極めて
難しい作業である。一般に、光繊維を整列且つ配列する
とき、主にシリコン基板または金属基板上に光繊維が実
装できる一定の溝を形成することで、光繊維を固定して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光繊維を固
定する素子を形成するためには、該工程が非常に精密で
なければならず、前記光繊維を実装してから断面の研磨
時に、断面が小さく薄いので、丹念な作業が要求され
る。また、光導波路素子と付着且つ固定するのに際して
も、配列された光繊維の断面が薄いために付着される面
が狭く、これにより、該張力が低下せざるを得ない。こ
れらの問題は全体的な光導波路素子の性能を劣化させる
原因となる。さらに、通常の光繊維アレイモジュール
は、研磨時に光繊維及び当該光繊維を固定させる溝が損
傷される欠点がある。
【０００５】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、その目的は、光導波路素子及び光
繊維アレイを付着且つ固定するとき、配列された光繊維
の断面を所定角度に研磨することにより当該光繊維の断
面積を広くして付着される面における張力特性を向上さ
せると共に、光繊維実装の際にＵＶ(紫外線)照射により
光繊維の軸が歪むのを防止し、光導波路素子をパッケー
ジングする面において、全体的に導波路素子の性能を高
めることのできる金属蒸着を用いた光繊維アレイモジュ
ールを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を達
成するために、請求項１記載の第１の発明に係る金属蒸
着を用いた光繊維アレイモジュールは、光導波路素子と
結合される光繊維アレイモジュールにおいて、表面に金
属の蒸着された光繊維アレイと、前記光繊維アレイを実
装する整列溝が形成されるとともに、当該整列溝を含む
上部に金属が蒸着してあり、当該金属を媒介に当該整列
溝と当該整列溝に実装される光繊維アレイとが接合され
る配列基板と、前記配列基板の整列溝に実装された光繊
維アレイを保護及び固定するカバー体と、前記配列基板
に形成された整列溝の間隔に等しい間隔の部位に前記光
繊維アレイを挿入する孔を形成するとともに、当該孔に
当該光繊維アレイが挿入されたまま当該配列基板と接合
される平面基板とを備えて、前記光繊維アレイ、前記配
列基板及び前記カバー体で形成されたモジュールで前記
平面基板と接触される断面が垂直または水平方向に０°
より大きな所定の角度で研磨されることを要旨とする。
従って、光導波路素子及び光繊維アレイを付着且つ固定
するとき、配列された光繊維の断面を所定角度に研磨す
ることにより当該光繊維の断面積を大きくすることによ
り付着される面における張力特性を向上させると共に、
光繊維実装の際にＵＶ(紫外線)照射により光繊維の軸が
歪むのを防止し、光導波路素子をパッケージングする面
において、全体的に光導波路素子の性能を高めることが
できる。
【０００７】前記整列溝が形成された配列基板の上部の
一部分に亘ってハンダ付け、または溶接可能な金属がコ
ーティングされるのが好ましく、前記平面基板の全部ま
たは一部に亘ってハンダ付けまたは溶接可能な金属がコ
ーティングされるのが好ましい。また、前記平面基板の
孔の形態は、三角形及び長方形を含む多角形、円状、楕
円形のいずれか一つであるのが好ましい。
【０００８】更に、光導波路素子に接続される前記光繊
維アレイモジュールの断面が垂直角度０゜＜θ≦２０゜
で研磨されるのが好ましく、光導波路素子と接続される
前記光繊維アレイモジュールの断面が水平角度０゜＜θ
≦２０゜で研磨されるのが好ましく、また、光導波路素
子に接続される前記光繊維アレイモジュールの平面基板
の断面が垂直角度０゜＜θ≦２０゜で研磨されるのが好
ましく、光導波路素子に接続される前記光繊維アレイモ
ジュールの平面基板の断面が水平角度０゜＜θ≦２０゜
で研磨されるのが好ましい。従って、反射損を除去でき
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づき本発明
の好適な一実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発
明の好適な一実施の形態による光繊維アレイモジュール
を示す全体図であって、光繊維アレイ１２０と、配列基
板１００と、カバー体１３０とからなる。前記光繊維ア
レイ１２０は、図３に示すように、表面に溶接またはハ
ンダ付け可能な金属が蒸着されている。また、光繊維ア
レイ１２０としては、単一光繊維及びリボン光繊維のい
ずれを使用しても構わない。なお、図３における番号１
６０は光繊維コアを、１７０は光繊維クラッドを、そし
て１８０は金属の蒸着された金属膜をそれぞれ示す。
【００１０】前記配列基板１００は、前記光繊維アレイ
１２０の実装される整列溝１１０が形成されている。前
記整列溝１１０はＶ-グルーブまたはＵ-グルーブのよう
な形態を有し、前記光繊維アレイ１２０を整列させる。
図４は、金属のコーティングされた配列基板１００を示
す断面図である。同図に示すように、前記整列溝１１０
を含む配列基板の上部には一定の膜厚を以て溶接可能な
金属（例えば、銅）が蒸着され、金属膜１８０が形成さ
れている。そして、前記金属を媒介に前記整列溝１１０
と当該整列溝１１０に実装された光繊維アレイ１２０と
が接合される。前記接合はレーザー溶接やハンダ付けで
なされる。前記カバー体１３０は、前記配列基板１００
の整列溝１１０に実装された光繊維アレイ１２０を保護
及び固定する。
【００１１】そして、図２は、図１に示した光繊維アレ
イモジュールに前記光繊維アレイ１２０の挿入される孔
を備える平面基板１５０をさらに具備した光繊維アレイ
モジュールを示す図である。前記平面基板１５０の孔
は、図５に示すように、前記配列基板１００の整列溝１
１０の間隔（center-to-center）に等しい間隔（center
-to-center）を有する。また、孔は、前記平面基板１５
０に機械的な加工またはレーザーや半導体の露光及び乾
式または湿式食刻工程並びに溶液または反応性気体を用
いて精度良く形成することができる。形成された孔の大
きさは、前記金属の蒸着された光繊維が挿入される程度
の大きさである。更に、前記平面基板１５０の孔の形態
は、三角形及び長方形を含む多角形、円状、楕円形であ
る。前記平面基板の全部または一部に亘ってハンダ付
け、または溶接可能な金属をコーティングすることもあ
る。
【００１２】一方、前記光繊維アレイ１２０を前記配列
基板１００の整列溝１１０に実装してハンダ付け等によ
り固定するときは、前記平面基板１５０の孔に前記実装
された光繊維アレイ１２０が挿入できるよう当該配列基
板１００の末端よりも若干長くして前記光繊維アレイ１
２０を配列する。それから、前記形成された平面基板１
５０の孔に光繊維の配列された当該平面基板１５０の末
端にはみ出ている光繊維を挿入し、光繊維の上部を保護
しうるカバー体１３０を構成して覆った後に、封止剤
（Filling Compound：例えば、エポキシモールディング
コンパウンド）でモールドして固める。
【００１３】更に、必要に応じては、孔の形成されてい
る多数枚の平面基板１５０を互いに重ねて接合した後に
使用しても良い。モールドの済んだ後、光繊維が孔を通
じてはみ出ている部分を研磨することで、光導波路素子
と精度良く付着できる光繊維配列を作ることができる。
一方、既に研磨してある基板（例えば、シリコンウェー
ハ）を使用することができる。そして、前記作製した光
繊維アレイモジュールの孔が形成されてある基板部位を
必要に応じて、垂直または水平に任意の角度θ（０゜＜
θ≦２０゜）で研磨して、反射損を除去できる。さら
に、反射損を低減するための角度研磨（Angled Polishi
ng）が不要の場合、既に研磨された基板を用いることも
可能である。図７は、上述した如く図２に示す光繊維ア
レイモジュールにおいて、光導波路素子との接着面がθ
の角度で研磨されたことを示す図である。
【００１４】一方、図１のように平面基板１５０を具備
しない光繊維アレイモジュールでは、前記光導波路素子
と結合される光繊維アレイモジュールの断面を必要に応
じて、垂直または水平に任意の角度θ（θ＝０゜〜２０
゜）で研磨して、反射損を除去できる。図６は、上述し
た如く図１に示す光繊維アレイモジュールにおいて光導
波路素子との接着面がθの角度で研磨されたことを示す
図である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光繊維を実装した後に断面を研磨する過程が容易にでき
る。光繊維を光導波路素子に付着且つ固定する時、配列
された光繊維の断面を所定角度に研磨することにより当
該光繊維の断面積を広くして付着される面における張力
特性を向上させる。光導波路素子のパッケージングにお
いても、全体的な光導波路素子の性能を高めることがで
きる。また、光繊維アレイモジュールを製作する際、光
繊維の実装時にＵＶ(紫外線)照射により光繊維の軸が歪
むのを防止するとともに、光繊維アレイモジュールの信
頼性を強固にする。なお、光導波路素子と多芯の光繊維
とを付着する時、平面基板の断面または光繊維の断面の
研磨により付着される面の断面積が広くなり、光繊維の
接続時に環境特性及び素子パッケージの信頼性が増大す
る。更に、光繊維及び配列基板間の接着をレーザー溶接
等の信頼性ある方法により具現するとともに、配列基板
の溝が微細に光軸と歪んでいる場合、これを補正するた
めの精密孔の形成されている基板を使用することから、
光軸の精度を一層高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属のコーティングされた配列基板上に形成さ
れた整列溝に従い光繊維を整列した後、封止剤モールデ
ィング及び水平断面研磨により形成された光繊維アレイ
モジュールを示す図である。
【図２】図１に示す光繊維の配列された配列基板に孔の
加工された平面基板を接合した後、封止剤モールディン
グ及び水平断面研磨により形成された光繊維アレイモジ
ュールを示す図である。
【図３】金属のコーティングされた光繊維の断面を示す
図である。
【図４】整列溝の形成してある金属が表面にコーティン
グされた光繊維配列基板を示す断面図である。
【図５】光繊維の挿入される孔が加工された平面基板を
示す図である。
【図６】光導波路素子との接着面がθの角度で研磨され
た図１に示す光繊維アレイモジュールを示す図である。
【図７】光導波路素子との接着面がθの角度で研磨され
た図２に示す光繊維アレイモジュールを示す図である。
【符号の説明】
１００ 配列基板 １１０ 整列溝 １２０ 光繊維アレイ １３０ カバー体 １４０ 封止剤 １６０ 光繊維コア １７０ 光繊維クラッド １８０ 金属膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/44

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路素子と結合される光繊維アレイ
    モジュールにおいて、 表面に金属の蒸着された光繊維アレイと、 前記光繊維アレイを実装する整列溝が形成されるととも
    に、当該整列溝を含む上部に金属が蒸着してあり、当該
    金属を媒介に当該整列溝と当該整列溝に実装される光繊
    維アレイとが接合される配列基板と、 前記配列基板の整列溝に実装された光繊維アレイを保護
    及び固定するカバー体と、 前記配列基板に形成された整列溝の間隔に等しい間隔の
    部位に前記光繊維アレイを挿入する孔を形成するととも
    に、当該孔に当該光繊維アレイが挿入されたまま当該配
    列基板と接合される平面基板とを備えて、 前記光繊維アレイ、前記配列基板及び前記カバー体で形
    成されたモジュールで前記平面基板と接触される断面が
    垂直または水平方向に０°より大きな所定の角度で研磨
    されることを特徴とする金属蒸着された光繊維アレイモ
    ジュール。
  2. 【請求項２】 前記整列溝が形成された配列基板の上部
    の一部分に亘ってハンダ付け、または溶接可能な金属が
    コーティングされることを特徴とする請求項１に記載の
    金属蒸着された光繊維アレイモジュール。
  3. 【請求項３】 前記平面基板の全部または一部に亘って
    ハンダ付けまたは溶接可能な金属がコーティングされる
    ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着された光繊
    維アレイモジュール。
  4. 【請求項４】 前記平面基板の孔の形態は、三角形及び
    長方形を含む多角形、円状、楕円形のいずれか一つであ
    ることを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着された光
    繊維アレイモジュール。
  5. 【請求項５】 光導波路素子に接続される前記光繊維ア
    レイモジュールの断面が垂直角度０゜＜θ≦２０゜で研
    磨されることを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着さ
    れた光繊維アレイモジュール。
  6. 【請求項６】 光導波路素子に接続される前記光繊維ア
    レイモジュールの断面が水平角度０゜＜θ≦２０゜で研
    磨されることを特徴とする請求項１に記載の金属蒸着さ
    れた光繊維アレイモジュール。
  7. 【請求項７】 光導波路素子に接続される前記光繊維ア
    レイモジュールの平面基板の断面が垂直角度０゜＜θ≦
    ２０゜で研磨されることを特徴とする請求項１に記載の
    金属蒸着された光繊維アレイモジュール。
  8. 【請求項８】 光導波路素子に接続される前記光繊維ア
    レイモジュールの平面基板の断面が水平角度０゜＜θ≦
    ２０゜で研磨されることを特徴とする請求項１に記載の
    金属蒸着された光繊維アレイモジュール。
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