JP3456297B2 - 二次元光アレイ及びその製造方法 - Google Patents
二次元光アレイ及びその製造方法Info
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- JP3456297B2 JP3456297B2 JP08085395A JP8085395A JP3456297B2 JP 3456297 B2 JP3456297 B2 JP 3456297B2 JP 08085395 A JP08085395 A JP 08085395A JP 8085395 A JP8085395 A JP 8085395A JP 3456297 B2 JP3456297 B2 JP 3456297B2
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光並列伝送に用い
る二次元配列ＬＤアレイやＰＤアレイ等から構成される
光モジュールと結合する、光ファイバを精度良く配置し
た二次元光アレイ（光ファイバアレイ）の構造に関する
ものである。
る二次元配列ＬＤアレイやＰＤアレイ等から構成される
光モジュールと結合する、光ファイバを精度良く配置し
た二次元光アレイ（光ファイバアレイ）の構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】光並列伝送においては、ＬＤ（ＰＤ）ア
レイをアレイ化して送受信の集積密度を大きくすること
が行われている。これらを用いたアレイ化ＬＤ（ＰＤ）
モジュールではＬＤ（ＰＤ）アレイに光信号を入出力す
るために、精密に光ファイバを配列固定した光アレイが
必要とされる。アレイ配列としては一次元配列（直線状
配列）が一般的であるが、面発光レーザを用いた場合に
は、更に高集積化した二次元配列モジュールが可能であ
り、二次元光アレイが必要となる。
レイをアレイ化して送受信の集積密度を大きくすること
が行われている。これらを用いたアレイ化ＬＤ（ＰＤ）
モジュールではＬＤ（ＰＤ）アレイに光信号を入出力す
るために、精密に光ファイバを配列固定した光アレイが
必要とされる。アレイ配列としては一次元配列（直線状
配列）が一般的であるが、面発光レーザを用いた場合に
は、更に高集積化した二次元配列モジュールが可能であ
り、二次元光アレイが必要となる。
【０００３】例えば、精度良く外径を揃えたマイクロフ
ェルールに光ファイバを結線することにより、二次元光
アレイ化する方法が知られている（１９９３年電子情報
通信学会春期大会Ｃ−３０７）。また、微細超精密放電
加工により、金属基板等に光ファイバ挿入孔を二次元配
列精度良く加工することも技術的には可能である。
ェルールに光ファイバを結線することにより、二次元光
アレイ化する方法が知られている（１９９３年電子情報
通信学会春期大会Ｃ−３０７）。また、微細超精密放電
加工により、金属基板等に光ファイバ挿入孔を二次元配
列精度良く加工することも技術的には可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では個々のマイクロフェルールに夫々十分な外径精
度及び光ファイバ挿入孔との偏心精度を必要とし、更に
光アレイの心数分必要であるため、非常にコストのかか
るものとなる上に、心数が増える程、積層誤差も大きく
なるという問題がある。また、後者の方法では、加工配
列精度は十分であるが、多大な加工時間が必要であり、
量産には向かず、コストも安くならない。
方法では個々のマイクロフェルールに夫々十分な外径精
度及び光ファイバ挿入孔との偏心精度を必要とし、更に
光アレイの心数分必要であるため、非常にコストのかか
るものとなる上に、心数が増える程、積層誤差も大きく
なるという問題がある。また、後者の方法では、加工配
列精度は十分であるが、多大な加工時間が必要であり、
量産には向かず、コストも安くならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を種々検討した結果、光アレイ基板の両面に平行溝を略
直交して設け、両溝の重複部に二次元配列した貫通角穴
を形成することにより、低コストでかつ量産に適した二
次元光アレイ及びその製法が提供できることを見出し、
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は：
光ファイバ外径に略等しい幅の複数個の平行溝が光アレ
イ基板の両面より互いに略直交した、上面平行溝と下面
平行溝とが形成され、かつ両平行溝の深さの和を基板厚
さよりも大きく溝加工されており、しかも両平行溝の重
複部に二次元に配列された貫通角穴部が形成され、更に
前記角穴部に光ファイバが挿入され、その光ファイバが
二次元に精密配列し固定したことを特徴とする、二次元
光アレイを提供する。また、
を種々検討した結果、光アレイ基板の両面に平行溝を略
直交して設け、両溝の重複部に二次元配列した貫通角穴
を形成することにより、低コストでかつ量産に適した二
次元光アレイ及びその製法が提供できることを見出し、
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は：
光ファイバ外径に略等しい幅の複数個の平行溝が光アレ
イ基板の両面より互いに略直交した、上面平行溝と下面
平行溝とが形成され、かつ両平行溝の深さの和を基板厚
さよりも大きく溝加工されており、しかも両平行溝の重
複部に二次元に配列された貫通角穴部が形成され、更に
前記角穴部に光ファイバが挿入され、その光ファイバが
二次元に精密配列し固定したことを特徴とする、二次元
光アレイを提供する。また、
【０００６】 前記両平行溝の重複部の厚さが１０μ
ｍ以上２００μｍ以下の間にある点にも特徴を有する。
また、 前記両平行溝が形成された基板が複数枚積層
されたものである点にも特徴を有する。また、 前記
基板が無機材料を材質とする点にも特徴を有する。ま
た、 前記基板がシリコンを材質とする点にも特徴を
有する。また、 光アレイ基板の両面に互いに略直交
し、両溝の深さの和が該基板厚さよりも大きくかつ光フ
ァイバ外径に略等しい幅を持つ複数個の平行溝を該基板
に溝加工して上面平行溝と下面平行溝とが形成され、し
かもその際に該両平行溝の重複部が二次元に配列された
貫通角穴を形成するようになし、次いで前記角穴部に光
ファイバを挿入して光ファイバを二次元に精密配列し固
定することを特徴とする、二次元光アレイの製造方法を
提供する。また、 前記両平行溝が形成された基板を
複数枚積層したものを用いる点にも特徴を有する。ま
た、 前記溝加工が研削加工による点にも特徴を有す
る。
ｍ以上２００μｍ以下の間にある点にも特徴を有する。
また、 前記両平行溝が形成された基板が複数枚積層
されたものである点にも特徴を有する。また、 前記
基板が無機材料を材質とする点にも特徴を有する。ま
た、 前記基板がシリコンを材質とする点にも特徴を
有する。また、 光アレイ基板の両面に互いに略直交
し、両溝の深さの和が該基板厚さよりも大きくかつ光フ
ァイバ外径に略等しい幅を持つ複数個の平行溝を該基板
に溝加工して上面平行溝と下面平行溝とが形成され、し
かもその際に該両平行溝の重複部が二次元に配列された
貫通角穴を形成するようになし、次いで前記角穴部に光
ファイバを挿入して光ファイバを二次元に精密配列し固
定することを特徴とする、二次元光アレイの製造方法を
提供する。また、 前記両平行溝が形成された基板を
複数枚積層したものを用いる点にも特徴を有する。ま
た、 前記溝加工が研削加工による点にも特徴を有す
る。
【０００７】以下、本発明を図面などを参考にして更に
詳細に説明する。図１は本発明の二次元光アレイを構成
する交叉部分に角穴部を有する両平行溝が形成された基
板の斜視図である。図２はその平面図 (イ)とその横断面
図 (ロ)である。図３は両平行溝の交叉部分に設けられた
角穴部の角穴位置を説明する模式図である。図４は本発
明の二次元光アレイ基板に光ファイバテープを配置固定
した状態を説明する平面図 (イ)及び底面図 (ロ)である。
詳細に説明する。図１は本発明の二次元光アレイを構成
する交叉部分に角穴部を有する両平行溝が形成された基
板の斜視図である。図２はその平面図 (イ)とその横断面
図 (ロ)である。図３は両平行溝の交叉部分に設けられた
角穴部の角穴位置を説明する模式図である。図４は本発
明の二次元光アレイ基板に光ファイバテープを配置固定
した状態を説明する平面図 (イ)及び底面図 (ロ)である。
【０００８】図において、１は光アレイ基板であり、
２、３は夫々上面平行溝、下面平行溝であり、２’は上
面溝底部であり、４は貫通角穴部であり、５、５’は夫
々光アレイ基板上面、光アレイ基板下面であり、６はメ
タルフランジであり、７は８心×８枚のような光ファイ
バテープであり、８は光ファイバである。図１〜３に示
されるように、上面平行溝２、下面平行溝３は光ファイ
バ外径に略等しい幅を有し、かつ光ファイバを集めてテ
ープ状とするに十分な数を有し、光アレイ基板１の両面
より互いに略直交し、かつ両平行溝の深さの和を基板厚
さよりも大きく溝加工されている。そして、該両平行溝
の重複部が二次元に配列された貫通角穴部４を形成して
おり、その角穴部４に夫々光ファイバ８を挿入して光フ
ァイバを二次元に精密配列し、ハンダ及び／又は有機接
着剤により固定して二次元光アレイを構成するのであ
る。
２、３は夫々上面平行溝、下面平行溝であり、２’は上
面溝底部であり、４は貫通角穴部であり、５、５’は夫
々光アレイ基板上面、光アレイ基板下面であり、６はメ
タルフランジであり、７は８心×８枚のような光ファイ
バテープであり、８は光ファイバである。図１〜３に示
されるように、上面平行溝２、下面平行溝３は光ファイ
バ外径に略等しい幅を有し、かつ光ファイバを集めてテ
ープ状とするに十分な数を有し、光アレイ基板１の両面
より互いに略直交し、かつ両平行溝の深さの和を基板厚
さよりも大きく溝加工されている。そして、該両平行溝
の重複部が二次元に配列された貫通角穴部４を形成して
おり、その角穴部４に夫々光ファイバ８を挿入して光フ
ァイバを二次元に精密配列し、ハンダ及び／又は有機接
着剤により固定して二次元光アレイを構成するのであ
る。
【０００９】角穴部４に挿入された光ファイバ８は、光
アレイ基板１両面から加工された平行溝の側面により上
下左右の方向にそれぞれ規制されるが、両平行溝の重複
部は光ファイバ８の位置決めには寄与しない。このため
に、両平行溝の重複部の厚さは必要以上に大きくしない
ことが望ましい。具体的には、両平行溝の重複部の厚さ
は２００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下がよ
い。一方、溝加工をブレードを用いた研削加工により行
う場合、溝底エッジ部には数μｍの曲率が通常付く。従
って、溝幅精度を出すためには、重複部の厚さは１０μ
ｍ以上とることが望ましい。
アレイ基板１両面から加工された平行溝の側面により上
下左右の方向にそれぞれ規制されるが、両平行溝の重複
部は光ファイバ８の位置決めには寄与しない。このため
に、両平行溝の重複部の厚さは必要以上に大きくしない
ことが望ましい。具体的には、両平行溝の重複部の厚さ
は２００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下がよ
い。一方、溝加工をブレードを用いた研削加工により行
う場合、溝底エッジ部には数μｍの曲率が通常付く。従
って、溝幅精度を出すためには、重複部の厚さは１０μ
ｍ以上とることが望ましい。
【００１０】従って、両溝の重複部の厚さは１０μｍ以
上２００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上５０μ
ｍ以下が望ましい。特に、溝加工を研削加工によると精
密加工の点で好ましい。角穴部４に挿入された光ファイ
バ８は、溝重複部両側の溝内において上下又は左右方向
の一方向のみ規制されているため、溝長手方向内では光
ファイバ８の剛性の範囲内での曲がりを生じ、結果とし
て配列精度の劣化を生じる可能性がある。従って、角穴
部４を有する両平行溝２、３が形成された光アレイ基板
１を複数枚重ねて用いることも、曲がり自体を小さくす
る上で有効である。
上２００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上５０μ
ｍ以下が望ましい。特に、溝加工を研削加工によると精
密加工の点で好ましい。角穴部４に挿入された光ファイ
バ８は、溝重複部両側の溝内において上下又は左右方向
の一方向のみ規制されているため、溝長手方向内では光
ファイバ８の剛性の範囲内での曲がりを生じ、結果とし
て配列精度の劣化を生じる可能性がある。従って、角穴
部４を有する両平行溝２、３が形成された光アレイ基板
１を複数枚重ねて用いることも、曲がり自体を小さくす
る上で有効である。
【００１１】なお、光アレイ基板の材質としては、ガス
発生の恐れのない無機材料、例えばシリコン、ガラス、
セラミックのいずれか又はそれらの組合せを用いること
が望ましく、更に加工性の良いシリコンを材質とすると
良い。
発生の恐れのない無機材料、例えばシリコン、ガラス、
セラミックのいずれか又はそれらの組合せを用いること
が望ましく、更に加工性の良いシリコンを材質とすると
良い。
【００１２】
【作用】本発明による二次元光アレイの製造における光
ファイバ配列の基準となる角穴加工は、光アレイ基板の
両面から互いに略直交する複数個を有する両平行溝２、
３を加工するだけであるため、市販されている高精度ダ
イサ等を用いればサブミクロンの配列精度は容易に達成
される。また、溝幅についても、摩粍の少ないブレード
及び光アレイ基板１の材質を選択することにより、１μ
ｍ程度に精密に加工制御が可能である。更に、１枚の光
アレイ基板上に高密度に角穴部を溝加工し、後に切断チ
ップ化できるため、量産性に富み、低コスト化に有利で
ある。
ファイバ配列の基準となる角穴加工は、光アレイ基板の
両面から互いに略直交する複数個を有する両平行溝２、
３を加工するだけであるため、市販されている高精度ダ
イサ等を用いればサブミクロンの配列精度は容易に達成
される。また、溝幅についても、摩粍の少ないブレード
及び光アレイ基板１の材質を選択することにより、１μ
ｍ程度に精密に加工制御が可能である。更に、１枚の光
アレイ基板上に高密度に角穴部を溝加工し、後に切断チ
ップ化できるため、量産性に富み、低コスト化に有利で
ある。
【００１３】
【実施例】本発明を図面に基づいて具体的に説明する
が、これらは本発明の範囲を制限しない。図４に基いて
本発明に従う８×８心二次元光アレイの場合について説
明する。基板にシリコンを用い、ダイサによる研削加工
により溝加工を行った。光ファイバ外径１２５μｍに対
して溝幅１２７±１μｍ、溝ピッチは２５０±０．５μ
ｍ、溝重複部の厚さは５０μｍとすることにより、各光
ファイバの配列精度は全て設定値に対して３μｍ以下と
精密加工することができた。
が、これらは本発明の範囲を制限しない。図４に基いて
本発明に従う８×８心二次元光アレイの場合について説
明する。基板にシリコンを用い、ダイサによる研削加工
により溝加工を行った。光ファイバ外径１２５μｍに対
して溝幅１２７±１μｍ、溝ピッチは２５０±０．５μ
ｍ、溝重複部の厚さは５０μｍとすることにより、各光
ファイバの配列精度は全て設定値に対して３μｍ以下と
精密加工することができた。
【００１４】この値はＧＩ型光ファイバ（コア径５０μ
ｍ）に対しては十分なものである。８枚の８心光ファイ
バテープは先端のみ上記光アレイ基板の角穴部４で位置
決めしハンダ固定を行い、後部はメタルフランジ６内に
て有機接着剤で固定した。また、光アレイ基板は１枚の
シリコンウエハから１００チップ以上がとれ、量産化に
も有効であることが確認された。
ｍ）に対しては十分なものである。８枚の８心光ファイ
バテープは先端のみ上記光アレイ基板の角穴部４で位置
決めしハンダ固定を行い、後部はメタルフランジ６内に
て有機接着剤で固定した。また、光アレイ基板は１枚の
シリコンウエハから１００チップ以上がとれ、量産化に
も有効であることが確認された。
【００１５】
【発明の効果】以上の通り、精度良く、低コストでかつ
量産に適した二次元光アレイを提供できる。
量産に適した二次元光アレイを提供できる。
【図１】本発明の二次元光アレイを構成する交叉部分に
角穴部を有する両平行溝が形成された基板の斜視図であ
る。
角穴部を有する両平行溝が形成された基板の斜視図であ
る。
【図２】その平面図 (イ)とその横断面図 (ロ)である。
【図３】両平行溝の交叉部分に設けられた角穴部の角穴
位置を説明する模式図である。
位置を説明する模式図である。
【図４】本発明の二次元光アレイ基板に光ファイバテー
プを配置固定した状態を説明する平面図 (イ)及び底面図
(ロ)である。
プを配置固定した状態を説明する平面図 (イ)及び底面図
(ロ)である。
１ 光アレイ基板
２ 上面平行溝
２’ 上面溝底部
３ 下面平行溝
４ 角穴部
５ 光アレイ基板上面
５’ 光アレイ基板下面
６ メタルフランジ
７ 光ファイバテープ
８ 光ファイバ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−288507（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−224093（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−17913（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−166309（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/42
G02B 6/36
Claims (8)
- 【請求項１】 光ファイバ外径に略等しい幅の複数個の
平行溝が光アレイ基板の両面より互いに略直交した、上
面平行溝と下面平行溝とが形成され、かつ両平行溝の深
さの和を基板厚さよりも大きく溝加工されており、しか
も両平行溝の重複部に二次元に配列された貫通角穴部が
形成され、更に前記角穴部に光ファイバが挿入され、そ
の光ファイバが二次元に精密配列し固定したことを特徴
とする、二次元光アレイ。 - 【請求項２】 前記両平行溝の重複部の厚さが１０μｍ
以上２００μｍ以下の間にあることを特徴とする、請求
項１記載の二次元光アレイ。 - 【請求項３】 前記両平行溝が形成された基板が複数枚
積層されたものであることを特徴とする、請求項１記載
の二次元光アレイ。 - 【請求項４】 前記基板が無機材料を材質とすることを
特徴とする、請求項１記載の二次元光アレイ。 - 【請求項５】 前記基板がシリコンを材質とすることを
特徴とする、請求項１記載の二次元光アレイ。 - 【請求項６】 光アレイ基板の両面に互いに略直交し、
両溝の深さの和が該基板厚さよりも大きくかつ光ファイ
バ外径に略等しい幅を持つ複数個の平行溝を該基板に溝
加工して上面平行溝と下面平行溝とが形成され、しかも
その際に該両平行溝の重複部が二次元に配列された貫通
角穴を形成するようになし、次いで前記角穴部に光ファ
イバを挿入して光ファイバを二次元に精密配列し固定す
ることを特徴とする、二次元光アレイの製造方法。 - 【請求項７】 前記両平行溝が形成された基板を複数枚
積層したものを用いることを特徴とする、請求項６記載
の二次元光アレイの製造方法。 - 【請求項８】 前記溝加工が研削加工によることを特徴
とする、請求項６記載の二次元光アレイの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08085395A JP3456297B2 (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 二次元光アレイ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08085395A JP3456297B2 (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 二次元光アレイ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248255A JPH08248255A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3456297B2 true JP3456297B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=13729915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08085395A Expired - Fee Related JP3456297B2 (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 二次元光アレイ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456297B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP08085395A patent/JP3456297B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08248255A (ja) | 1996-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |