JP3486181B2 - 光導波路と光ファイバ部品の接続方法及び接続装置 - Google Patents
光導波路と光ファイバ部品の接続方法及び接続装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路と光ファ
イバを接続する方法、及びその方法を実施するための接
続装置に関するものである。
イバを接続する方法、及びその方法を実施するための接
続装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、平面基板上に作製されたコアとク
ラッドから形成される光導波路を用いて各種の光導波路
部品を構成しようとする研究開発が盛んに進められてい
る。このような光導波路部品を実際に使用するために
は、光信号の入出力用に光導波路チップへ光ファイバを
接続する必要がある。
ラッドから形成される光導波路を用いて各種の光導波路
部品を構成しようとする研究開発が盛んに進められてい
る。このような光導波路部品を実際に使用するために
は、光信号の入出力用に光導波路チップへ光ファイバを
接続する必要がある。
【０００３】この接続方法及び接続装置に要求される条
件としては、当然ながら接続損失が低いことが重要であ
る。光導波路と光ファイバとを接続するための接続装置
として一般的に用いられている装置の概略的構成を図６
に示す。図中、参照番号１は光導波路固定部、２は入力
光ファイバ用調芯ステージ、３は出力光ファイバ用調芯
ステージ、４は光導波路チップ、５は入力光ファイバ部
品、６は出力光ファイバ部品、７はＭＭ（マルチモー
ド）光ファイバ部品、８はＭＭ光ファイバ固定治具であ
る。なおこの図は模式図であり、部材１、２、３は共通
の保持フレームに支持されている。
件としては、当然ながら接続損失が低いことが重要であ
る。光導波路と光ファイバとを接続するための接続装置
として一般的に用いられている装置の概略的構成を図６
に示す。図中、参照番号１は光導波路固定部、２は入力
光ファイバ用調芯ステージ、３は出力光ファイバ用調芯
ステージ、４は光導波路チップ、５は入力光ファイバ部
品、６は出力光ファイバ部品、７はＭＭ（マルチモー
ド）光ファイバ部品、８はＭＭ光ファイバ固定治具であ
る。なおこの図は模式図であり、部材１、２、３は共通
の保持フレームに支持されている。
【０００４】このように上記の接続には、微調整可能な
調芯ステージを２及び３の２台配置した装置で行う。各
ステージはＸ、Ｙ、Ｚ方向の並進移動とＸ、Ｙ、Ｚ軸ま
わりの回転運動を行う。このような装置によって光導波
路チップ４と多芯光ファイバ部品を接続するには、光導
波路チップ４を光導波路固定部１に固定し、一方のステ
ージ２に入力光ファイバ部品５を他方のステージ３には
受光コア径の大きいＭＭ（マルチモード）光ファイバ部
品７をセットし、ステージ２をＺ軸方向に動かして、入
力光ファイバ部品５の接続面を光導波路チップ４に近づ
ける。続いて、入力光ファイバ部品５に光を入射し、入
射光が光導波路チップ４のコアを通過するようにステー
ジ２により入力光ファイバ部品５をＸ、Ｙ方向に調芯す
る。光導波路チップ４を通過した出力光をＭＭ光ファイ
バ部品７で受光し、受光量が最大となるように入力光フ
ァイバ部品５の位置を最適化する。その後、ＭＭ光ファ
イバ部品７を出力光ファイバ部品６と交換して、光導波
路チップ４と出力光ファイバ部品６とを同様に調芯す
る。第１回目の調芯終了後、接続部に紫外線硬化接着剤
を滴下し、再度同様の調芯を行い、最適化する。
調芯ステージを２及び３の２台配置した装置で行う。各
ステージはＸ、Ｙ、Ｚ方向の並進移動とＸ、Ｙ、Ｚ軸ま
わりの回転運動を行う。このような装置によって光導波
路チップ４と多芯光ファイバ部品を接続するには、光導
波路チップ４を光導波路固定部１に固定し、一方のステ
ージ２に入力光ファイバ部品５を他方のステージ３には
受光コア径の大きいＭＭ（マルチモード）光ファイバ部
品７をセットし、ステージ２をＺ軸方向に動かして、入
力光ファイバ部品５の接続面を光導波路チップ４に近づ
ける。続いて、入力光ファイバ部品５に光を入射し、入
射光が光導波路チップ４のコアを通過するようにステー
ジ２により入力光ファイバ部品５をＸ、Ｙ方向に調芯す
る。光導波路チップ４を通過した出力光をＭＭ光ファイ
バ部品７で受光し、受光量が最大となるように入力光フ
ァイバ部品５の位置を最適化する。その後、ＭＭ光ファ
イバ部品７を出力光ファイバ部品６と交換して、光導波
路チップ４と出力光ファイバ部品６とを同様に調芯す
る。第１回目の調芯終了後、接続部に紫外線硬化接着剤
を滴下し、再度同様の調芯を行い、最適化する。
【０００５】その後、入出力側の紫外線硬化接着剤に紫
外線を照射し硬化させることにより、各部品を接続固定
する。この接続方法において、低損失な接続を実現する
ためにはサブミクロンオーダーの調芯精度が要求され
る。（信学技報 ＯＱＥ９３−１１２、０ＳＣ９３−４
８ ｐ．２５−３０（１９９３−１１））
外線を照射し硬化させることにより、各部品を接続固定
する。この接続方法において、低損失な接続を実現する
ためにはサブミクロンオーダーの調芯精度が要求され
る。（信学技報 ＯＱＥ９３−１１２、０ＳＣ９３−４
８ ｐ．２５−３０（１９９３−１１））
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この接着剤を硬化させ
る工程において、接着剤が硬化時に収縮することに起因
する応力が発生し、接着剤硬化前の最適調芯位置からの
軸ズレが発生する問題があった。すなわち、紫外線照射
時間に対して接続損失が徐々に変動し、増大する問題が
発生した。この問題を解決するには、導波路と入出力光
ファイバとを接続する際に、紫外線照射時に接着剤収縮
に伴う軸ずれ損失を低減することが行われるが、紫外線
照射時に導波路と入出力光ファイバとの軸ずれが生じな
いようにこれらの部材を強く且つ精密に拘束するために
は、非常に剛性が高く高価な調芯ステージを用いる必要
があった。本発明は導波路と入出力光ファイバの接続部
における紫外線硬化に起因する軸ずれを、安価なステー
ジと接続装置を使用して防止することを目的とする。
る工程において、接着剤が硬化時に収縮することに起因
する応力が発生し、接着剤硬化前の最適調芯位置からの
軸ズレが発生する問題があった。すなわち、紫外線照射
時間に対して接続損失が徐々に変動し、増大する問題が
発生した。この問題を解決するには、導波路と入出力光
ファイバとを接続する際に、紫外線照射時に接着剤収縮
に伴う軸ずれ損失を低減することが行われるが、紫外線
照射時に導波路と入出力光ファイバとの軸ずれが生じな
いようにこれらの部材を強く且つ精密に拘束するために
は、非常に剛性が高く高価な調芯ステージを用いる必要
があった。本発明は導波路と入出力光ファイバの接続部
における紫外線硬化に起因する軸ずれを、安価なステー
ジと接続装置を使用して防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に基づく光導波路と光ファイバとの接続方法
は、光導波路と入射側光ファイバと出射側光ファイバ
の３部品の接続方法において、前記入射側光ファイバと
前記光導波路の接続部及び、前記光導波路と前記出射側
光ファイバの接続部に紫外線硬化樹脂を施し、前記光導
波路と前記光ファイバのコアとを光軸が一致するように
調整した後、前記紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫
外線照射工程において、前記入力側光ファイバ及び前記
光導波路、前記出力側光ファイバを通過した光パワーを
少なくとも１箇所常時測定し、前記紫外線硬化工程内で
前記光軸を調整する工程を有することを特徴とする。
に、本発明に基づく光導波路と光ファイバとの接続方法
は、光導波路と入射側光ファイバと出射側光ファイバ
の３部品の接続方法において、前記入射側光ファイバと
前記光導波路の接続部及び、前記光導波路と前記出射側
光ファイバの接続部に紫外線硬化樹脂を施し、前記光導
波路と前記光ファイバのコアとを光軸が一致するように
調整した後、前記紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫
外線照射工程において、前記入力側光ファイバ及び前記
光導波路、前記出力側光ファイバを通過した光パワーを
少なくとも１箇所常時測定し、前記紫外線硬化工程内で
前記光軸を調整する工程を有することを特徴とする。
【０００８】又、上記課題を解決するために、本発明に
基づく光導波路と光ファイバとの接続方法は、光導波
路と入力側光ファイバと出力側光ファイバの３部品の接
続方法において、前記入力側光ファイバと前記出力側光
ファイバのいずれか一方が多芯光ファイバ部品である際
に、前記入力側光ファイバと前記光導波路の接続部及
び、前記光導波路と前記出力側光ファイバの接続部に紫
外線硬化樹脂を施し、前記紫外線硬化樹脂を硬化させる
ための紫外線照射工程において、前記入力側光ファイバ
及び前記光導波路、前記出力側光ファイバを通過した光
パワーを２ポートで常時測定し、前記紫外線硬化工程内
で前記ポートの一方に着目し前記光軸を調整した後の調
芯座標と、前記ポートの残り一つに着目し前記光軸を調
整した後の調芯座標より、角度ズレを算出し、２つのポ
ートに対する調芯位置を最適化する工程を有することを
特徴とする。
基づく光導波路と光ファイバとの接続方法は、光導波
路と入力側光ファイバと出力側光ファイバの３部品の接
続方法において、前記入力側光ファイバと前記出力側光
ファイバのいずれか一方が多芯光ファイバ部品である際
に、前記入力側光ファイバと前記光導波路の接続部及
び、前記光導波路と前記出力側光ファイバの接続部に紫
外線硬化樹脂を施し、前記紫外線硬化樹脂を硬化させる
ための紫外線照射工程において、前記入力側光ファイバ
及び前記光導波路、前記出力側光ファイバを通過した光
パワーを２ポートで常時測定し、前記紫外線硬化工程内
で前記ポートの一方に着目し前記光軸を調整した後の調
芯座標と、前記ポートの残り一つに着目し前記光軸を調
整した後の調芯座標より、角度ズレを算出し、２つのポ
ートに対する調芯位置を最適化する工程を有することを
特徴とする。
【０００９】又、上記課題を解決するために、本発明に
基づく光導波路と光ファイバとの接続装置は、上記接続
方法、のいずれか一つの方法を実現する手段を有す
ることを特徴とする。より具体的には、本発明の装置
は、入力側光ファイバと光導波路と出力側光ファイバ
の３部品の端部を紫外線硬化樹脂により互いに接続する
ための接続装置において、前記入力側光ファイバを支持
するための第１のステージと、前記光導波路を支持する
ための第２ステージと、前記出力側光ファイバを支持す
るための第３のステージと、前記入力側光ファイバに整
列したレーザ光源と、前記出力側光ファイバに整列した
光センサと、前記光センサの出力に接続された前記第
１、第２及び第３のステージのうち少なくとも第１及び
第２ステージの位置及び向きを制御するためのステージ
制御回路とよりなり、前記制御回路は、前記少なくとも
前記光導波路と前記入力側光ファイバとの接続部に施さ
れた紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される工程中にも、
前記光導波路と光ファイバのコアとを光軸が一致するよ
うに調芯を行うように構成されている。この場合、好ま
しくはマルチモードファイバを使用することにより調芯
の能率を上げることができる。即ち前記第３のステージ
は前記出力側光ファイバに代えて前記整列導波路に整列
しうるＭＭ（マルチモード）光ファイバ部品を支持して
いる。本発明の装置は多芯調心の場合にも適用できる。
即ちこの接続装置は入力側光ファイバと光導波路と出
力側光ファイバの３部品であって前記両光ファイバの少
なくとも一方が多芯光ファイバである場合に、前記３部
品の端部を紫外線硬化樹脂により互いに接続するための
接続装置において、前記入力側光ファイバを支持するた
めの第１のステージと、前記光導波路を支持するための
第２のステージと、前記出力側光ファイバを支持するた
めの第３のステージと、前記入力側光ファイバの１つに
整列したレーザ光源と、前記出力側光ファイバの１つに
整列した光センサと、前記光センサの出力に接続された
前記第１、第２及び第３のステージのうち少なくとも第
１及び第２のステージの位置及び向きを制御するための
ステージ制御回路とよりなり、前記制御回路は、前記少
なくとも前記光導波路と前 記入力側光ファイバとの接続
部に施された紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される工程
中にも、前記光導波路と光ファイバのコアとを光軸が一
致するように調芯を行うように構成されている。この場
合も、前述の理由で前記第３のステージは前記出力側光
ファイバに代えて前記整列導波路に整列しうるＭＭ（マ
ルチモード）光ファイバ部品を支持することができる。
本発明の装置は又、光導波路と入力側光ファイバと出
力側光ファイバの３部品の光軸を整列させて、前記光導
波路と前記入力側光ファイバとの接続部及び前記光導波
路と前記出力側光ファイバとの接続部に紫外線硬化樹脂
を塗布するための塗布手段と、前記樹脂を硬化させる紫
外線照射手段とを備えた、前記３部品を接続するための
接続装置において、前記入力側光ファイバを支持する第
１のステージと、光導波路を支持する第２のステージ
と、前記少なくとも１つの出力側ファイバを支持する第
３のステージと、前記入力側光ファイバに調芯用の光を
入射させるレーザ光源と、前記出力側光ファイバのうち
の１つ又は２つから出射する光量を常時モニターする光
センサと、前記光センサの出力に接続された前記第１、
第２及び第３のステージのうち少なくとも第１及び第２
のステージの位置及び向きを制御するためのステージ制
御回路よりなり、前記制御回路は、前記少なくとも前記
光導波路と前記入力側光ファイバとの接続部に施された
紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される工程中にも、前記
光導波路と光ファイバのコアとを光軸が一致するように
調芯を行うように構成されている。
基づく光導波路と光ファイバとの接続装置は、上記接続
方法、のいずれか一つの方法を実現する手段を有す
ることを特徴とする。より具体的には、本発明の装置
は、入力側光ファイバと光導波路と出力側光ファイバ
の３部品の端部を紫外線硬化樹脂により互いに接続する
ための接続装置において、前記入力側光ファイバを支持
するための第１のステージと、前記光導波路を支持する
ための第２ステージと、前記出力側光ファイバを支持す
るための第３のステージと、前記入力側光ファイバに整
列したレーザ光源と、前記出力側光ファイバに整列した
光センサと、前記光センサの出力に接続された前記第
１、第２及び第３のステージのうち少なくとも第１及び
第２ステージの位置及び向きを制御するためのステージ
制御回路とよりなり、前記制御回路は、前記少なくとも
前記光導波路と前記入力側光ファイバとの接続部に施さ
れた紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される工程中にも、
前記光導波路と光ファイバのコアとを光軸が一致するよ
うに調芯を行うように構成されている。この場合、好ま
しくはマルチモードファイバを使用することにより調芯
の能率を上げることができる。即ち前記第３のステージ
は前記出力側光ファイバに代えて前記整列導波路に整列
しうるＭＭ（マルチモード）光ファイバ部品を支持して
いる。本発明の装置は多芯調心の場合にも適用できる。
即ちこの接続装置は入力側光ファイバと光導波路と出
力側光ファイバの３部品であって前記両光ファイバの少
なくとも一方が多芯光ファイバである場合に、前記３部
品の端部を紫外線硬化樹脂により互いに接続するための
接続装置において、前記入力側光ファイバを支持するた
めの第１のステージと、前記光導波路を支持するための
第２のステージと、前記出力側光ファイバを支持するた
めの第３のステージと、前記入力側光ファイバの１つに
整列したレーザ光源と、前記出力側光ファイバの１つに
整列した光センサと、前記光センサの出力に接続された
前記第１、第２及び第３のステージのうち少なくとも第
１及び第２のステージの位置及び向きを制御するための
ステージ制御回路とよりなり、前記制御回路は、前記少
なくとも前記光導波路と前 記入力側光ファイバとの接続
部に施された紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される工程
中にも、前記光導波路と光ファイバのコアとを光軸が一
致するように調芯を行うように構成されている。この場
合も、前述の理由で前記第３のステージは前記出力側光
ファイバに代えて前記整列導波路に整列しうるＭＭ（マ
ルチモード）光ファイバ部品を支持することができる。
本発明の装置は又、光導波路と入力側光ファイバと出
力側光ファイバの３部品の光軸を整列させて、前記光導
波路と前記入力側光ファイバとの接続部及び前記光導波
路と前記出力側光ファイバとの接続部に紫外線硬化樹脂
を塗布するための塗布手段と、前記樹脂を硬化させる紫
外線照射手段とを備えた、前記３部品を接続するための
接続装置において、前記入力側光ファイバを支持する第
１のステージと、光導波路を支持する第２のステージ
と、前記少なくとも１つの出力側ファイバを支持する第
３のステージと、前記入力側光ファイバに調芯用の光を
入射させるレーザ光源と、前記出力側光ファイバのうち
の１つ又は２つから出射する光量を常時モニターする光
センサと、前記光センサの出力に接続された前記第１、
第２及び第３のステージのうち少なくとも第１及び第２
のステージの位置及び向きを制御するためのステージ制
御回路よりなり、前記制御回路は、前記少なくとも前記
光導波路と前記入力側光ファイバとの接続部に施された
紫外線硬化樹脂に紫外線が照射される工程中にも、前記
光導波路と光ファイバのコアとを光軸が一致するように
調芯を行うように構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に基づく光導波路と光ファ
イバとの接続方法及び接続装置は、光導波路チップと入
出力光ファイバ部品の接続部に施した接続用紫外線硬化
接着剤を紫外線照射により硬化させる際に、光導波路チ
ップと入出力光ファイバ部品を透過する光量を常時モニ
タすることにより、紫外線照射工程内で光導波路チップ
と光ファイバ部品との光軸調整工程を有することを特徴
とする。又、本発明の装置によれば、紫外線照射工程内
で光導波路チップと光ファイバ部品との光軸調整の最適
化を行うことが可能であるので、紫外線照射時に発生す
る接着剤の硬化応力に起因する軸ズレ損失を防ぎ、接続
損失の低減化と再現性の向上が可能となる。
イバとの接続方法及び接続装置は、光導波路チップと入
出力光ファイバ部品の接続部に施した接続用紫外線硬化
接着剤を紫外線照射により硬化させる際に、光導波路チ
ップと入出力光ファイバ部品を透過する光量を常時モニ
タすることにより、紫外線照射工程内で光導波路チップ
と光ファイバ部品との光軸調整工程を有することを特徴
とする。又、本発明の装置によれば、紫外線照射工程内
で光導波路チップと光ファイバ部品との光軸調整の最適
化を行うことが可能であるので、紫外線照射時に発生す
る接着剤の硬化応力に起因する軸ズレ損失を防ぎ、接続
損失の低減化と再現性の向上が可能となる。
【００１１】又、本発明によると、紫外線照射時に出力
ポートをモニターしその結果を最適位置に調芯すること
により、簡易且つ安価なステージでも導波路と光ファイ
バの接続を高精度、低損失で行うことが可能となる。
ポートをモニターしその結果を最適位置に調芯すること
により、簡易且つ安価なステージでも導波路と光ファイ
バの接続を高精度、低損失で行うことが可能となる。
【００１２】
【実施例】実施例１
図１は本発明の方法を実施するために使用できる本発明
の装置の実施例であり、図中参照番号１は光導波路ステ
ージ又は固定部、２は入力光ファイバ用調芯ステージ、
３は出力光ファイバ用調芯ステージ、４は光導波路チッ
プ、５は入力光ファイバ部品、６は出力光ファイバ部
品、７はＭＭ（マルチモード）光ファイバ部品、８はＭ
Ｍ光ファイバ固定治具である。なおこの図は模式図であ
り、部材１、２、３は共通の保持フレームに支持されて
いる。以上は図１について説明したものと同様である。
さらに入力側には導波路にほぼ整列するレーザ光源ＬＤ
が配置され、出力側には導波路にほぼ整列する光センサ
ＰＤが配置され、光センサＰＤの検出信号はステージ制
御回路ＳＣに送られ、ステージ制御回路ＳＣはステージ
１、２、３のうちの少なくともステージ２、３を光セン
サＰＤの受光量に応じて最大光量を得るまで自動調芯す
るようにプログラムされている。
の装置の実施例であり、図中参照番号１は光導波路ステ
ージ又は固定部、２は入力光ファイバ用調芯ステージ、
３は出力光ファイバ用調芯ステージ、４は光導波路チッ
プ、５は入力光ファイバ部品、６は出力光ファイバ部
品、７はＭＭ（マルチモード）光ファイバ部品、８はＭ
Ｍ光ファイバ固定治具である。なおこの図は模式図であ
り、部材１、２、３は共通の保持フレームに支持されて
いる。以上は図１について説明したものと同様である。
さらに入力側には導波路にほぼ整列するレーザ光源ＬＤ
が配置され、出力側には導波路にほぼ整列する光センサ
ＰＤが配置され、光センサＰＤの検出信号はステージ制
御回路ＳＣに送られ、ステージ制御回路ＳＣはステージ
１、２、３のうちの少なくともステージ２、３を光セン
サＰＤの受光量に応じて最大光量を得るまで自動調芯す
るようにプログラムされている。
【００１３】実施例２
図１に示した調芯装置を用いて、図２に示すような入出
力用単芯光ファイバ部品９と直線光導波路チップ１１の
接続を行う。本装置によって光導波路と光ファイバ部品
を接続する工程は、まず入力用単芯光ファイバ部品９、
直線光導波路チップ１１、及びＭＭ光ファイバ部品７を
セットする。このときＭＭ光ファイバ部品７を保持する
固定治具８が固定されている調芯ステージ３は予め定め
てある初期調芯位置に固定されるから、部材やホルダの
精度で固定位置は微妙に変動するが最初に行う入力側の
調芯にはコア径が１００μｍ程度と大きいＭＭ光ファイ
バを出力側の受光用光ファイバ部品７として用いるので
セットするだけで光導波路コアの光軸と位置合わせが可
能である。この状態で、光源ＬＤをオンにし入力光ファ
イバ部品９の光ファイバに光を入射する。
力用単芯光ファイバ部品９と直線光導波路チップ１１の
接続を行う。本装置によって光導波路と光ファイバ部品
を接続する工程は、まず入力用単芯光ファイバ部品９、
直線光導波路チップ１１、及びＭＭ光ファイバ部品７を
セットする。このときＭＭ光ファイバ部品７を保持する
固定治具８が固定されている調芯ステージ３は予め定め
てある初期調芯位置に固定されるから、部材やホルダの
精度で固定位置は微妙に変動するが最初に行う入力側の
調芯にはコア径が１００μｍ程度と大きいＭＭ光ファイ
バを出力側の受光用光ファイバ部品７として用いるので
セットするだけで光導波路コアの光軸と位置合わせが可
能である。この状態で、光源ＬＤをオンにし入力光ファ
イバ部品９の光ファイバに光を入射する。
【００１４】入射後、入出力の両側のステージ２、３の
Ｚ軸を光導波路チップの方向に移動させる。光ファイバ
部品９と光導波路チップ１１の接続面の間隔を２０〜３
０μｍ程度まで近づける。接続部の様子は上部と側部の
２方向からＣＣＤカメラを用いてモニタする。このた
め、目視で確認しながら動作可能である。続いて、光フ
ァイバ部品９と光導波路チップ１１の接続面の平行度を
画像処理により調整する。ＣＣＤカメラによる２方向か
らの接続部の観察画像をパソコンに取り込み、Ｘ、Ｙ、
Ｚ軸回りの回転方向であるθｘ、θｙにより調整してい
る。この画像処理により光ファイバ部品９と光導波路チ
ップ１１の接続面の間隔が認識でき、その後所定の間隔
に設定することができる。
Ｚ軸を光導波路チップの方向に移動させる。光ファイバ
部品９と光導波路チップ１１の接続面の間隔を２０〜３
０μｍ程度まで近づける。接続部の様子は上部と側部の
２方向からＣＣＤカメラを用いてモニタする。このた
め、目視で確認しながら動作可能である。続いて、光フ
ァイバ部品９と光導波路チップ１１の接続面の平行度を
画像処理により調整する。ＣＣＤカメラによる２方向か
らの接続部の観察画像をパソコンに取り込み、Ｘ、Ｙ、
Ｚ軸回りの回転方向であるθｘ、θｙにより調整してい
る。この画像処理により光ファイバ部品９と光導波路チ
ップ１１の接続面の間隔が認識でき、その後所定の間隔
に設定することができる。
【００１５】接続面の間隔を所定の値にセットした後、
入力用光ファイバ部品９に入射した光が光導波路チップ
１１を通過するように入力光ファイバ部品９をＸ、Ｙ軸
方向に自動調芯すなわち、光を受けた光センサＰＤが最
大光量を検出するように入力光ファイバ部品９をステー
ジ制御回路により移動させる。まずは粗調芯として、５
〜１０μｍピッチで動かしてわずかでも光導波路チップ
に光が通る位置を探し出す。続いて、わずかに入射した
光が最大光量となるように０．１μｍピッチで入力光フ
ァイバ部品をＸ、Ｙ軸方向に微調芯を行う。このように
調芯工程は粗調芯と微調芯からなる。
入力用光ファイバ部品９に入射した光が光導波路チップ
１１を通過するように入力光ファイバ部品９をＸ、Ｙ軸
方向に自動調芯すなわち、光を受けた光センサＰＤが最
大光量を検出するように入力光ファイバ部品９をステー
ジ制御回路により移動させる。まずは粗調芯として、５
〜１０μｍピッチで動かしてわずかでも光導波路チップ
に光が通る位置を探し出す。続いて、わずかに入射した
光が最大光量となるように０．１μｍピッチで入力光フ
ァイバ部品をＸ、Ｙ軸方向に微調芯を行う。このように
調芯工程は粗調芯と微調芯からなる。
【００１６】次に出力側の光ファイバ部品をＭＭ光ファ
イバ部品７から単芯出力光ファイバ部品１０に変更す
る。この変更は、出力側ステージ３をＺ軸方向に移動し
てＭＭ光ファイバ部品７を直線光導波路チップ１１から
遠ざけた後、ステージ３をＹ軸方向に所定量移動させ、
単芯出力光ファイバ部品１０と直線光導波路チップ１１
の高さを合わせる。その後、再度ステージ３をＺ軸方向
に調整して単芯出力光ファイバ部品１０を直線光導波路
チップ１１に近づけ、画像処理による平行出しを行う。
その後、入力側と同様に、出力側もＸ、Ｙ軸に自動調芯
することにより最適調芯位置を決定する。
イバ部品７から単芯出力光ファイバ部品１０に変更す
る。この変更は、出力側ステージ３をＺ軸方向に移動し
てＭＭ光ファイバ部品７を直線光導波路チップ１１から
遠ざけた後、ステージ３をＹ軸方向に所定量移動させ、
単芯出力光ファイバ部品１０と直線光導波路チップ１１
の高さを合わせる。その後、再度ステージ３をＺ軸方向
に調整して単芯出力光ファイバ部品１０を直線光導波路
チップ１１に近づけ、画像処理による平行出しを行う。
その後、入力側と同様に、出力側もＸ、Ｙ軸に自動調芯
することにより最適調芯位置を決定する。
【００１７】続いて紫外線硬化樹接着剤の塗布工程を行
う。光ファイバ部品と光導波路チップの接続面の間隔を
約３００μｍに設定した後、ディスペンサーを用いて接
続部に所定量の紫外線硬化樹接着剤を塗布する。その
後、光ファイバ部品と光導波路チップの接続面の間隔を
約５μｍに設定する。この接着剤塗布工程により、塗布
前に探し出した最適調芯位置からずれることが考えられ
るため、再度両側の光ファイバ部品９、１０をＸ、Ｙ軸
方向に粗調芯、微調芯の自動調芯を行う。続いて紫外線
照射工程を行う。入力側と出力側の２箇所、上下２方向
の合計４方向から紫外線を照射し、接着剤を硬化させ
る。照射紫外線の強度は例えば１０ｍＷ／ｃｍ2、照射
時間は１０分に設定する。
う。光ファイバ部品と光導波路チップの接続面の間隔を
約３００μｍに設定した後、ディスペンサーを用いて接
続部に所定量の紫外線硬化樹接着剤を塗布する。その
後、光ファイバ部品と光導波路チップの接続面の間隔を
約５μｍに設定する。この接着剤塗布工程により、塗布
前に探し出した最適調芯位置からずれることが考えられ
るため、再度両側の光ファイバ部品９、１０をＸ、Ｙ軸
方向に粗調芯、微調芯の自動調芯を行う。続いて紫外線
照射工程を行う。入力側と出力側の２箇所、上下２方向
の合計４方向から紫外線を照射し、接着剤を硬化させ
る。照射紫外線の強度は例えば１０ｍＷ／ｃｍ2、照射
時間は１０分に設定する。
【００１８】照射開始直後から、出力光量を光センサＰ
Ｄによりモニタしながら、両側の光ファイバ部品９、１
０のＸ、Ｙ軸の自動調芯を行う。このようにして単芯の
入出力光ファイバ部品と直線光導波路の接続を５回行
い、その損失を測定する。
Ｄによりモニタしながら、両側の光ファイバ部品９、１
０のＸ、Ｙ軸の自動調芯を行う。このようにして単芯の
入出力光ファイバ部品と直線光導波路の接続を５回行
い、その損失を測定する。
【００１９】上記の方法を５サンプルについて実施した
ところ、平均接続損失は、０．１２ｄＢと非常に良好な
低い接続損失が得られた。比較のために出力光量をモニ
タしないで、紫外線を照射して接着剤を硬化させる実験
を５回行い、その損失を測定した。その結果、５サンプ
ルの平均接続損失は０．６５ｄＢとモニタする場合に比
べて、約５倍の接続損失となった。
ところ、平均接続損失は、０．１２ｄＢと非常に良好な
低い接続損失が得られた。比較のために出力光量をモニ
タしないで、紫外線を照射して接着剤を硬化させる実験
を５回行い、その損失を測定した。その結果、５サンプ
ルの平均接続損失は０．６５ｄＢとモニタする場合に比
べて、約５倍の接続損失となった。
【００２０】実施例３
実施例１とほぼ同様な調芯方法、接続方法により、１×
４スプリッタの接続を行った。より詳細には図３に示す
ような単芯入力光ファイバ部品９と１×４スプリッタ光
導波路チップ１３、４芯出力光ファイバ部品１２の接続
を行った。紫外線照射時の出力光量モニタポートは、出
力４ポートの中の端にあるポート１とした。
４スプリッタの接続を行った。より詳細には図３に示す
ような単芯入力光ファイバ部品９と１×４スプリッタ光
導波路チップ１３、４芯出力光ファイバ部品１２の接続
を行った。紫外線照射時の出力光量モニタポートは、出
力４ポートの中の端にあるポート１とした。
【００２１】この方法を使用して１×４スプリッタの接
続を行い、その損失を測定した結果を図４に示す。モニ
タポートに設定したポート１での接続損失は良好な値で
あるが、そのポートから離れるにつれ、接続損失が顕著
に増大する傾向が見られ、最も離れたポートであるポー
ト４では約１ｄＢの接続損失となった。
続を行い、その損失を測定した結果を図４に示す。モニ
タポートに設定したポート１での接続損失は良好な値で
あるが、そのポートから離れるにつれ、接続損失が顕著
に増大する傾向が見られ、最も離れたポートであるポー
ト４では約１ｄＢの接続損失となった。
【００２２】この接続損失は、光導波路チップ状態で光
ファイバ突合せ法により評価した挿入損失のデータと接
続後に評価した挿入損失のデータとの差をとることによ
り算出した。以上より、接着剤硬化時の軸ズレはＸ、Ｙ
軸方向の並進方向のみでなく、回転方向のズレも生じて
おり、多芯光ファイバ部品を用いた多芯導波路の接続に
おいては１ポートのみのモニタでは不十分であることが
わかった。
ファイバ突合せ法により評価した挿入損失のデータと接
続後に評価した挿入損失のデータとの差をとることによ
り算出した。以上より、接着剤硬化時の軸ズレはＸ、Ｙ
軸方向の並進方向のみでなく、回転方向のズレも生じて
おり、多芯光ファイバ部品を用いた多芯導波路の接続に
おいては１ポートのみのモニタでは不十分であることが
わかった。
【００２３】今回、我々は紫外線照射時の出力光量モニ
タポートを２箇所設定し、光導波路と光ファイバ部品と
の接続を試みた。１×４スプリッタの４つの出カポート
内で、外側２つのポート（ポートＡとポートＢ）をモニ
タポートとした。紫外線照射時の出力側自動調芯におい
て、まずポートＡに着目しＸ、Ｙ軸の調芯を行い、調芯
終了時の調芯座標（Ｘ1、Ｙ1）を記憶した。続いてポー
トＢに着目しＸ、Ｙ軸の調芯を行い、同様に調芯終了時
の調芯座標（Ｘ2、Ｙ2）を記憶した。この調芯座標結果
よりＺ軸まわりのあおり角度θｚのズレ量△θｚを算出
し、ＡとＢの両ポートに対する調芯位置を最適化する工
程を追加した。
タポートを２箇所設定し、光導波路と光ファイバ部品と
の接続を試みた。１×４スプリッタの４つの出カポート
内で、外側２つのポート（ポートＡとポートＢ）をモニ
タポートとした。紫外線照射時の出力側自動調芯におい
て、まずポートＡに着目しＸ、Ｙ軸の調芯を行い、調芯
終了時の調芯座標（Ｘ1、Ｙ1）を記憶した。続いてポー
トＢに着目しＸ、Ｙ軸の調芯を行い、同様に調芯終了時
の調芯座標（Ｘ2、Ｙ2）を記憶した。この調芯座標結果
よりＺ軸まわりのあおり角度θｚのズレ量△θｚを算出
し、ＡとＢの両ポートに対する調芯位置を最適化する工
程を追加した。
【化１】
【００２４】このようにして１×４スプリッタの接続を
行い、その損失を測定した結果を図５に示す。全４ポー
トにおいて光導波路チップ状態で評価した挿入損失デー
タと接続後に評価した挿入損失のデータがほぼ同様な値
となった。その差で算出した接続損失の値も平均０．１
ｄＢと非常に小さな値であり、良好な低い接続損失が全
ポートに渡って得られた。
行い、その損失を測定した結果を図５に示す。全４ポー
トにおいて光導波路チップ状態で評価した挿入損失デー
タと接続後に評価した挿入損失のデータがほぼ同様な値
となった。その差で算出した接続損失の値も平均０．１
ｄＢと非常に小さな値であり、良好な低い接続損失が全
ポートに渡って得られた。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、紫外線照
射時に出力ポートをモニターしその結果を最適位置に調
芯することにより、簡易且つ安価なステージでも導波路
と光ファイバの接続を高精度、低損失で行うことが可能
となる。又、本発明によると接着剤硬化時の収縮応力に
起因する接続損失の増加を防ぐことができる。又、多芯
光ファイバ部品と多芯光導波路との接続においても接着
剤硬化時の収縮応力に起因する接続損失の増加を防ぐこ
とができる。
射時に出力ポートをモニターしその結果を最適位置に調
芯することにより、簡易且つ安価なステージでも導波路
と光ファイバの接続を高精度、低損失で行うことが可能
となる。又、本発明によると接着剤硬化時の収縮応力に
起因する接続損失の増加を防ぐことができる。又、多芯
光ファイバ部品と多芯光導波路との接続においても接着
剤硬化時の収縮応力に起因する接続損失の増加を防ぐこ
とができる。
【図１】本発明による光導波路と光ファイバとの接続装
置の概略構造である。
置の概略構造である。
【図２】単芯光ファイバ部品と直線導波路チップとの接
続を示す概略図である。
続を示す概略図である。
【図３】単芯光ファイバ部品と１×４スプリッタ光導波
路チップと４芯光ファイバ部品との接続を示す概略図で
ある。
路チップと４芯光ファイバ部品との接続を示す概略図で
ある。
【図４】紫外線照射工程時に１箇所のみの透過光量をモ
ニタした場合に試作した１×４スプリッタの各１〜４ポ
ートにおける接続損失を示すグラフである。
ニタした場合に試作した１×４スプリッタの各１〜４ポ
ートにおける接続損失を示すグラフである。
【図５】紫外線照射工程時に２箇所の透過光量をモニタ
した場合に試作した１×４スプリッタの各１〜４ポート
における接続損失を示すグラフである。
した場合に試作した１×４スプリッタの各１〜４ポート
における接続損失を示すグラフである。
【図６】従来の光導波路と光ファイバとの接続装置の概
略構造である。
略構造である。
１ 光導波路固定部
２ 入力光ファイバ用調芯ステージ
３ 出力光ファイバ用調芯ステージ
４ 光導波路チップ
５ 入力光ファイバ部品
６ 出力光ファイバ部品
７ ＭＭ光ファイバ部品
８ ＭＭ光ファイバ固定治具
９ 単芯入力光ファイバ部品
１０ 単芯出力光ファイバ部品
１１ 直線光導波路チップ
１２ ４芯出力光ファイバ部品
１３ １×４スプリッタ光導波路チップ
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/30
G02B 6/122
Claims (7)
- 【請求項１】 光導波路と入力側光ファイバと出力側光
ファイバの３部品の接続方法において、前記入力側光フ
ァイバと前記光導波路の接続部及び、前記光導波路と前
記出力側光ファイバの接続部に紫外線硬化樹脂を施し、
前記光導波路と光ファイバのコアとを光軸が一致するよ
うに調整した後、前記紫外線硬化樹脂を硬化させるため
の紫外線照射工程において、前記入力側光ファイバ及び
前記光導波路、前記出力側光ファイバを通過した光パワ
ーを少なくとも１ポート常時測定し、前記紫外線硬化工
程内で、前記光軸を調整する工程を有することを特徴と
する接続方法。 - 【請求項２】 光導波路と入力側光ファイバと出力側光
ファイバの３部品の接続方法において、前記入力側光フ
ァイバと前記出力側光ファイバのいずれか一方が多芯光
ファイバ部品である際に、前記入力側光ファイバと前記
光導波路の接続部及び、前記光導波路と前記出力側光フ
ァイバの接続部に紫外線硬化樹脂を施し、前記紫外線硬
化樹脂を硬化させるための紫外線照射工程において、前
記入力側光ファイバ及び前記光導波路、前記出力側光フ
ァイバを通過した光パワーを２ポート常時測定し、前記
紫外線硬化工程内で前記ポートの一方に着目し前記光軸
を調整した後の調芯座標と、前記ポートの残り一つに着
目し前記光軸を調整した後の調芯座標より、角度ズレを
算出し、２つのポートに対する調芯位置を最適化する工
程を有することを特徴とする接続方法。 - 【請求項３】 入力側光ファイバと光導波路と出力側光
ファイバの３部品の端部を紫外線硬化樹脂により互いに
接続するための接続装置において、前記入力側光ファイ
バを支持するための第１のステージと、前記光導波路を
支持するための第２のステージと、前記出力側光ファイ
バを支持するための第３のステージと、前記入力側光フ
ァイバに整列したレーザ光源と、前記出力側光ファイバ
に整列した光センサと、前記光センサの出力に接続され
た前記第１、第２及び第３のステージのうち少なくとも
第１及び第２のステージの位置及び向きを制御するため
のステージ制御回路と、前記接続端部に紫外線硬化樹脂
を施す手段と、前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する
手段とよりなり、前記制御回路は、少なくとも前記入力
側光ファイバと前記光導波路の接続部に施された紫外線
硬化樹脂に紫外線 が照射される工程中にも、前記光導波
路と光ファイバのコアとを光軸が一致するように調芯を
行うように構成されている接続装置。 - 【請求項４】 前記第３のステージは前記出力側光ファ
イバに代えて前記整列導波路に整列しうるＭＭ（マルチ
モード）光ファイバ部品を支持している請求項３の接続
装置。 - 【請求項５】 入力側光ファイバと光導波路と出力側光
ファイバの３部品であって前記両光ファイバの少なくと
も一方が多芯光ファイバである場合に、前記３部品の端
部を紫外線硬化樹脂により互いに接続するための接続装
置において、前記入力側光ファイバを支持するための第
１のステージと、前記光導波路を支持するための第２の
ステージと、前記出力側光ファイバを支持するための第
３のステージと、前記入力側光ファイバの１つに整列し
たレーザ光源と、前記出力側光ファイバの１つに整列し
た光センサと、前記光センサの出力に接続された前記第
１、第２及び第３のステージのうち少なくとも第１及び
第２のステージの位置及び向きを制御するためのステー
ジ制御回路と、前記接続端部に紫外線硬化樹脂を施す手
段と、前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する手段とよ
りなり、前記制御回路は、少なくとも前記入力側光ファ
イバと前記光導波路の接続部に施された紫外線硬化樹脂
に紫外線が照射される工程中にも、前記光導波路と光フ
ァイバのコアとを光軸が一致するように調芯を行うよう
に構成されている接続装置。 - 【請求項６】 前記第３のステージは前記出力側光ファ
イバに代えて前記整列導波路に整列しうるＭＭ（マルチ
モード）光ファイバ部品を支持している請求項５の接続
装置。 - 【請求項７】 光導波路と入力側光ファイバと出力側光
ファイバの３部品の光軸を整列させて、前記光導波路と
前記入力側光ファイバとの接続部及び前記光導波路と前
記出力側光ファイバとの接続部に紫外線硬化樹脂を塗布
するための塗布手段と、前記樹脂を硬化させる紫外線照
射手段とを備えた、前記３部品を接続するための接続装
置において、前記入力側光ファイバを支持する第１のス
テージと、光導波路を支持する第２のステージと、前記
少なくとも１つの出力側ファイバを支持する第３のステ
ージと、前記入力側光ファイバに調芯用の光を入射させ
るレーザ光源と、前記出力側光ファイバのうちの１つ又
は２つから出射する光量を常時モニターする光センサ
と、前記光センサの出力に接続された前記第１、第２及
び第３のステージのうち少なくとも第１及び第２のステ
ージの位置及び向きを制御するためのステージ制御回路
とよりなり、前記制御回路は、前記少なくとも前記光導
波路と前記入力側光ファイバとの接続部に施された紫外
線硬化樹脂に紫外線が照射される工程中にも、前記光導
波路と光ファイバのコアとを光軸が一致するように調芯
を行うように構成されている接続装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001334244A JP3486181B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 光導波路と光ファイバ部品の接続方法及び接続装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001334244A JP3486181B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 光導波路と光ファイバ部品の接続方法及び接続装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003139990A JP2003139990A (ja) | 2003-05-14 |
| JP3486181B2 true JP3486181B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=19149401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001334244A Expired - Fee Related JP3486181B2 (ja) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | 光導波路と光ファイバ部品の接続方法及び接続装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486181B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023243227A1 (ja) * | 2022-06-16 | 2023-12-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光導波路の接続方法及び光導波路接続装置 |
-
2001
- 2001-10-31 JP JP2001334244A patent/JP3486181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003139990A (ja) | 2003-05-14 |
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