JP3201864B2 - 石英系光導波路部品の製造方法 - Google Patents

石英系光導波路部品の製造方法

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JP3201864B2 JP06792893A JP6792893A JP3201864B2 JP 3201864 B2 JP3201864 B2 JP 3201864B2 JP 06792893 A JP06792893 A JP 06792893A JP 6792893 A JP6792893 A JP 6792893A JP 3201864 B2 JP3201864 B2 JP 3201864B2
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健男 清水
久治 柳川
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガイドピンを用いるこ
とによりその端面に光ファイバコネクタなどを接続して
使用する光導波路部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】所定パターンの導波路コアがクラッドに
埋設されている光導波路部品は、その両端面に、単心ま
たは多心の光ファイバコネクタを接続して使用に供され
る。この場合の光ファイバコネクタの接続方式には、大
別して次のような方式が採用されている。
【0003】まず、第1の方法は、図1で示したよう
に、三次元方向に微小移動させることができる微調台
(図示しない)の上に、所定パターンの導波路コアが形
成されている光導波路部品1と、その両端に例えば2本
の入力側光ファイバ2a,2bを保持する光ファイバ配
列具4aと例えば2本の出力側光ファイバ3a,3bを
保持する光ファイバ配列具4bとをそれぞれ突き合わせ
た状態でセットする。ついで、光源5a,5bから光を
それぞれ入力側光ファイバ2a,2bに入力し、出力側
光ファイバ3a,3bからの光パワーをそれぞれ光パワ
ーメータ6a,6bで測定する。
【0004】この状態で、光ファイバ配列具4a,光導
波路部品1,光ファイバ配列具4bを相互に微動させ、
光パワーメータ6a,6bで測定される出力パワーが最
大値を示したときに互いの光軸調心が成されたものとし
て光導波路部品と光ファイバ配列具4a,4bを接着剤
を用いて互いに接着固定する。ところで、この光軸調心
作業には多大の時間を要している。その理由は、一旦、
光パワーの測定を開始したのちの光軸調心は数分程度と
短時間であるが、しかし、その前段で行う光源や光パワ
ーメータと光ファイバとの接続、または接続のための光
ファイバの端末処理に数10分というオーダーの時間を
要するからである。
【0005】また、上記した方法で製造されたモジュー
ルの場合、光導波路部品と光ファイバ配列具は接着剤で
接続されているので、例えば光ファイバの一部が断線す
ると、光導波路部品それ自体に何の異常がなくても全体
のモジュールを破棄しなければならなくなる。第2の方
法は、図2で示したように、所定厚みのSi基板のよう
な導波路基板7の上に、例えば石英ガラスの導波路コア
8が同じく石英ガラス(コアの石英ガラスより屈折率は
小さい)のクラッド9に埋設された状態で存在している
光導波路部品のクラッド9の上面から基板1の底部にか
けて、例えばダイサを用いることにより、所定の幅と深
さを有し、部品の長手方向に延びる2本の溝10a,1
0bを前記した光導波路コア2を位置決めの基準にして
刻設し、これら溝10a,10bには、所定径のガイド
ピン11a,11bをそれぞれ配置し、全体を押え板1
2で押圧することにより、ガイドピン11a,11bを
溝10a,10b内に固定する。
【0006】そして、上記光導波路部品の導波路コア8
の各コアと同じピッチで整列された光ファイバが内蔵さ
れ、また、両脇には、ガイドピン11a,11bと同軸
的にピン孔13a,13bが形成されている光ファイバ
コネクタ13,13が用意される。光導波路部品の両端
に光ファイバコネクタ13,13を接続するときには、
ガイドピン11a,11bを光ファイバコネクタ13,
13のピン孔13a,13bに挿通し、光導波路部品の
端面と光ファイバコネクタ13の端面を接触させ、両者
を例えばバネクリップ14を用いて圧接する。
【0007】かくして、光導波路コア8と光ファイバコ
ネクタ13の光ファイバとは、光軸が一致して、ここに
調心作業を行うことなく光接続が完了する。この無調心
の接続方式の場合には、光導波路部品の溝10a,10
bを、光コネクタ13のピン孔13a,13bと正確に
刻設しておきさえすれば、溝とピン孔にガイドピンを配
置するだけで光軸調心の作業を行うことなく接続できる
という利点を備えている。また、例えば光ファイバの一
部が断線した場合でも、クリップ14を解除して光導波
路部品と光ファイバコネクタを分離したのち、新しい光
ファイバコネクタをピン嵌合すればよいので、モジュー
ル全体を破棄する必要もなくなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した2つの接続方
式を比較した場合、ガイドピンを用いる後者の接続方式
は、接続作業が簡略であり、また、各光部品の取り換え
が可能であるという点で前者の接続方式に比べて優れて
いるということができる。ところで、この無調心接続方
式の場合、光導波路部品には、嵌合用のガイドピンを配
置するガイド溝を刻設することが不可欠である。そして
このガイド溝は、そこにガイドピンを配置したとき、ガ
イドピンの断面中心が接続すべき光ファイバコネクタの
ガイドピン孔の断面中心と高い精度で一致していること
が必要である。
【0009】このガイド溝は一般にダイサなどによって
機械加工される。しかし、石英系光導波路部品の場合、
導波路コア,それを埋設するクラッドのいずれもが透明
であるため、ダイサによるガイド溝の刻設位置を目視で
位置決めすることは非常に困難である。そのため、ガイ
ド溝が正規の位置に刻設されないこともあり、製造した
光導波路部品を光ファイバコネクタにピン嵌合したとき
に、それぞれの導波路コアの光軸一致が実現しないこと
がある。すなわち、製品の歩留りは非常に不安定であ
る。
【0010】本発明は、ピン嵌合する光導波路部品のガ
イド溝刻設時における上記した問題を解決し、正しい位
置にガイド溝が刻設されているピン嵌合用ガイド溝付き
光導波路部品の製造方法の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、基板の上に、導波路コアと
頂部にエッチングマスクが添着されている導波路コアか
ら成るマーカ部とがクラッドに埋設されている石英系埋
込み導波路を形成し、前記マーカ部近辺のクラッドを選
択的に除去して前記マーカ部を露出させ、ついで、前記
露出マーカ部を位置決めの基準にすることを特徴とする
石英系光導波路部品の製造方法が提供される。
【0012】
【作用】本発明方法においては、ガイド溝の刻設に先立
って、光伝搬が行なわれる導波路コアはクラッドに埋設
されたままの状態で目視可能なマーカ部のみが選択的に
クラッドから露出せしめられる。したがって、この露出
マーカ部を位置決めの基準にすることによりガイド溝を
安定して刻設することができる。
【0013】
【実施例】以下に添付図面に基づいて本発明方法を詳細
に説明する。図3で示したように、まず、例えばSi単
結晶から成る基板15の上に、火炎堆積法により、例え
ばSiO2 から成る所定厚みの下部クラッド層16a,
例えばTiドープのSiO2 から成る所定厚みのコアス
ラブ層17を順次形成する。
【0014】ついで、光伝搬を行わせる導波路コアとマ
ーカ部にすべき導波路コアが残置するように、ホトリソ
グラフィー法と例えば反応性イオンエッチング法を適用
して下部クラッド層16の上に導波路コア17aとマー
カ部用の導波路コア17bとを同時に形成する(図
4)。導波路コアの上に、マーカ部にすべき導波路コア
17bの個所が目抜きされている仮想線で示したような
マスク18を配置し、その状態で例えばa−Siをスパ
ッタして、導波路コア17bの表面にのみ厚みが1μm
程度のマスク19を添着する(図5)。添着されたa−
Siのマスク19は不透明であるため、導波路コア17
bとその表面のマスク19とから成る部分は目視可能な
マスク部20として機能することができる。
【0015】なお、マスク19は、図5で示したように
導波路コア17bの表面のみに添着されてもよいが、そ
のような添着の態様に限定されることなく、導波路コア
17aに添着することがなければ、導波路コア17bの
周辺近傍に添着されていてもよい。ついで、図6で示し
たように、再び火炎堆積法により、下部クラッド層16
aと同じ屈折率で所定厚みの上部クラッド層16bを形
成して導波路コア17aとマーカ部20を埋設し、埋込
み導波路21を形成する。
【0016】その後、埋込み導波路21の表面21aの
うち、光伝搬を行わせる導波路コア17aの直上に相当
する表面を、図6の仮想線で示したように、例えば耐フ
ッ酸溶液性のマスク22(例えば、東京応化(株)製の
ネガレジスト:OMR−83)で覆い、その状態でフッ
酸溶液に浸漬することにより、マーカ部20の上に位置
する埋込み導波路の部分をマーカ部20の直上の厚み2
μm程度を残してエッチング除去する(図7)。
【0017】ついで、マスク22を除去したのち、埋込
み導波路の全体に反応性エッチング法を施すことにより
埋込み導波路の表面を5μm程度除去して、図8で示し
たように、マーカ部20のみを埋込導波路から露出させ
る。このとき、埋込み導波路21のうち上部クラッド層
16bの厚みを充分厚くしておけば、光伝搬を行わせる
導波路コア17aが露出するという事態を防止すること
ができる。
【0018】最後に、露出マーカ部20を位置決めの基
準にしてダイサを作動することにより、図9で示したよ
うに、両側に2条のガイド溝23a,23bを刻設して
ピン嵌合用ガイド溝付きの光導波路部品が得られる。こ
のとき、ガイド溝23a,23bの断面形状は、ここに
ガイドピンを配置したときに、そのガイドピンの中心位
置は、接続すべき光ファイバコネクタに穿設されている
ガイドピン孔の中心位置と同じであり、しかも導波路コ
ア17aの中心と同一平面に位置するように制御され
る。
【0019】この光導波路部品の使用に当たっては、図
10で示したように、ガイド溝23a,23bに所定径
のガイドピン24a,24bをそれぞれ配置し、それら
の上に、ガイド溝23a,23bの位置に相当する個所
に溝25a,25bが刻設されている例えばSi製の蓋
25をかぶせ、光導波路部品と蓋25の両者を接着また
バネクリップなどの機械的手段で固定する。そして、ガ
イドピン24a,24bの突出部分を光ファイバコネク
タのガイドピン孔に挿通すれば、無調心の接続が実現さ
れる。
【0020】なお、実施例では1個の光導波路部品にガ
イド溝を刻設する場合について説明したが、本発明方法
はこれに限定されるものではなく、例えば1枚のSiウ
エハの上に複数個形成されている光導波路部品に対して
も適用することができる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、ガイド溝の刻設は、導波路コアとの位置関
係が正確に把握されている目視可能で埋込み導波路から
露出しているマーカ部を位置決めの基準にして行われる
ので、ガイド溝を正しい位置に、しかも安定して形成す
ることができ、不良品の発生率は少なくなる。
【0022】そして、このガイド溝付き光導波路部品は
無調心で他の光部品と接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光導波路部品と光ファイバの接続方式における
従来例を示す概略平面図である。
【図2】ピン嵌合により光導波路部品と光ファイバコネ
クタを接続する状態を示す斜視図である。
【図3】本発明方法において、基板の上に下部クラッド
層,コアスラブ層を形成した状態を示す断面図である。
【図4】導波路コアを形成した状態を示す断面図であ
る。
【図5】マーカ部を形成する状態を示す断面図である。
【図6】埋込み導波路を形成した状態を示す断面図であ
る。
【図7】埋込み導波路をフッ酸でエッチングした状態を
示す断面図である。
【図8】マーカ部を埋込み導波路から露出させた状態を
示す断面図である。
【図9】ピン嵌合用ガイド溝を刻設した状態を示す斜視
図である。
【図10】光導波路部品にガイドピンを配置した状態を
示す斜視図である。
【符号の説明】
15 基板 16a 下部クラッド層 16b 上部クラッド層 17 コアスラブ 17a 光伝搬を行わせる導波路コア 17b マーカを添着させる導波路コア 18 マスク 19 a−Si(エッチングマスク) 20 マーカ部 21 埋込み導波路 21a 埋込込み導波路21の表面 22 マスク 23a,23b ピン嵌合用ガイド溝 24a,24b ガイドピン 25 蓋 25a,25b 蓋25の溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳川 久治 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 富田 信夫 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4−11204(JP,A) 特開 平5−264859(JP,A) 特開 平5−249334(JP,A) 特開 平6−118256(JP,A) 特開 平5−323144(JP,A) 特開 平5−264864(JP,A) 特開 平5−264832(JP,A) 特開 平6−194543(JP,A) 特開 平5−224054(JP,A) 特開 平2−222182(JP,A) 特開 平5−134135(JP,A) 特開 平6−160656(JP,A) 特開 平4−81806(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/30 G02B 6/36 - 6/40

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の上に、導波路コアと頂部にエッチ
    ングマスクが添着されている導波路コアから成るマーカ
    部とがクラッドに埋設されている石英系埋込み導波路を
    形成し、前記マーカ部近辺のクラッドを選択的に除去し
    て前記マーカ部を露出させ、ついで、前記露出マーカ部
    を位置決めの基準にすることを特徴とする石英系光導波
    路部品の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記露出マーカ部を位置決めの基準にし
    てピン嵌合用のガイド溝を刻設する請求項1の石英系光
    導波路部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記マーカ部は、基板の上に石英系下部
    クラッド層、石英系コアスラブを順次成形したのち、前
    記石英系コアスラブにホトリソグラフィーとエッチング
    処理を施して導波路コアを形成し、ついで、マーカ部に
    すべき導波路コアの表面に目視可能なエッチングマスク
    を添着して形成される請求項1の石英系光導波路部品の
    製造方法。
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