JP3573200B2 - 平面型光部品の位置合わせ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型光部品の位置合わせ方法に関する。詳しくは、光部品の位置合わせ・接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの光部品の位置合わせ・接続方法として割スリーブ内でフェルールを突き合わせる方法（ＳＣ、ＭＵコネクタ等）、フェルールに設置した位置決め用ピンを用いる方法（ＭＴコネクタ）及び光を入射して調心する方法が知られている。
しかし、これらコネクタで用いられている技術では平面型光部品の実装は難しく、またフェルールヘ設置した場合も研磨等の繁雑な工程が残っている。
一方、光を入射する方法では調心装置等の設備が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、光を入射せずに容易に平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続する場合に位置合わせ基板又は位置合わせ用アダプタを用いることを特徴とし、平面型光部品の先端部と位置合わせ基板又はアダプタの嵌め合せ部構造を等脚台形にすることにより、位置合わせ精度を向上した。
本発明においては、複数の光導波路とは、光が導波する平面型光部品に限らず、光ファイバを含むものであり、従って、光が導波する平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続する場合に適用されるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
平面型光部品の先端部表面に等脚台形構造としたプラグを形成し、プラグ受容体として位置合わせ基板を用いた光部品の接続を試みた。
等脚台形構造にすることはエッチング時におこるエッチバックによる位置ずれを防ぐ効果をもつ。
図１には形成する等脚台形の設計指針を示す。
等脚台形の凸型、凹型が動くことなく嵌め合うには図に示す角度θが９０°未満である必要がある。
【０００６】
つまり、θ＝１８０°−α−β＜９０° …（１）
である。等脚台形の上底の長さをｄ、下底の長さをｗ、高さをＬとすると、
ｔａｎα＝２Ｌ／ｗ−ｄ …（２）
ｔａｎβ＝２Ｌ／ｗ＋ｄ …（３）
となり、よって、式（１）は
となる。
式（４）が等脚台形が動くことなく嵌め合う条件であり、この式を満足することにより、接続精度が向上できる。
【０００７】
上記設計指針を元に作製した等脚台形構造をもつ平面型光部品と位置合わせ基板の設計図を図２に示す。
図２（ａ）に示す平面型光カプラ１０は、シリコン基板上にガラス堆積法でコアとクラッドを形成して作製し、その後、先端の入力部を等脚台形形状に、かつ全体が凸型となるように周囲をエッチング除去したプラグである。
エッチング深さは３０μｍである。
【０００８】
図２（ｂ）（ｃ）に示す位置合わせ基板は、何れも、同図（ａ）に示す平面型光カプラ１０を嵌め込むために等形状で凹型となるように設計し、熱硬化性樹脂を用いた射出成形法で作製したプラグ受容体である。
図２（ｂ）は、平面型光カプラ１０と光ファイバを接続する基板２０であり、一方側には、平面型光カプラ１０を嵌め込む平面型光カプラ取り付け用凹部２を形成し、他方側に光ファイバを取り付けるＶ溝３を形成している。
一方、図２（ｃ）は平面型光カプラ１０同士を接続する基板３０であり、平面型光カプラ１０を嵌め込む平面型光カプラ取り付け用凹部２を向かい合わせて形成している。
【０００９】
ここで、平面型光カプラ１０や光ファイバを位置合わせ基板に嵌め込めば自動的に位置合わせ・接続できることになる。
上述したように作製した平面型光カプラを位置合わせ基板に装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムを図３に示す。
また、式（４）を満たさない条件で作成した場合を図４に示す。
両図を比較すれば明らかなように、式（４）を満たす等脚台形構造の方が良好な接続特性が観測された。
ここで、θ＝０°（１８０°）の場合は、図４とほぼ同じ結果であった。
【００１０】
〔実施例２〕
本実施例に係る平面型光カプラと接続アダプタの構造を図５（ａ）（ｂ）に示す。
本実施例は、実施例１の設計指針に基づき、表面ではなく全体を等脚台形形状に加工した平面型光カプラと接続用アダプタを作製し、その接続特性を調べたものである。
平面型光カプラ１０は実施例１と同様に作製し、先端の等脚台形形状はダイシングソーを用いて形成した。
【００１１】
接続アダプタ４０は、熱硬化性樹脂を用いた射出成形法で、平面型光カプラの先端形状に対して２μｍ大きくなるように平面型カプラ挿入口４を向かい合わせて作製した。
接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムを図６に示す。
図６（ａ）は式（４）を満たす場合、図６（ｂ）は満たさない場合であり、明らかに実施例１と同様、式（４）を満たす場合において良好な接続特性が得られた。
【００１２】
尚、本発明におけるプラグとして、図２（ａ）に示す実施例１のように平面基板上に等脚台形形状を形成したものでも良いし、図５（ａ）（ｂ）に示す本実施例のように基板全体を等脚台形形状としても良い。
【００１３】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明によれば、平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続する場合に、式（４）を満たすように先端部を等脚台形としたプラグと、そのプラグが受容されるプラグ受容体を用いて光導波路を位置合せしたので、位置合わせ精度を向上できた。このことは、簡易に光部品同士を接続できることを意味し、光部品の集積化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は形成する等脚台形の設計指針を示す説明図である。
【図２】図２は作製した等脚台形構造をもつ平面型光部品と位置合わせ基板の設計図を示し、同図（ａ）は平面型光カプラであり、先端の入力部を等脚台形に、かつ全体が凸型となるように周囲をエッチングしており、同図（ｂ）は平面型光カプラと光ファイバを接続する基板を示し、同図（ｃ）は平面型光カプラ同士を接続する基板を示す。
【図３】図３は作製した平面型光カプラを位置合わせ基板に装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムを示し、同図（ａ）は平面型光カプラと光ファイバを接続した場合を示し、同図（ｂ）は平面型光カプラ同士を接続した場合を示す。
【図４】図４は式（４）を満たさない条件で作製した平面型光カプラを位置合わせ基板に装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムであり、同図（ａ）は式（４）を満たさない条件で平面型光カプラと光ファイバを接続した場合を示し、同図（ｂ）は式（４）を満たさない条件で平面型光カプラ同士を接続した場合を示す。
【図５】図５は作製した等脚台形構造をもつ平面型光部品と位置合わせアダプタを示す設計図である。
【図６】図６は作製した平面型光カプラを位置合わせアダプタに装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムであり、同図（ａ）は式（４）を満たす条件で平面型光カプラ同士を接続した場合を示し、同図（ｂ）は式（４）を満たさない条件で平面型光カプラ同士を接続した場合を示す。
【符号の説明】
２ 平面型光カプラ取り付け用凹部
３ Ｖ溝
１０ 平面型光カプラ
２０，３０ 基板
４０ 接続用アダプタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型光部品の位置合わせ方法に関する。詳しくは、光部品の位置合わせ・接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの光部品の位置合わせ・接続方法として割スリーブ内でフェルールを突き合わせる方法（ＳＣ、ＭＵコネクタ等）、フェルールに設置した位置決め用ピンを用いる方法（ＭＴコネクタ）及び光を入射して調心する方法が知られている。
しかし、これらコネクタで用いられている技術では平面型光部品の実装は難しく、またフェルールヘ設置した場合も研磨等の繁雑な工程が残っている。
一方、光を入射する方法では調心装置等の設備が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、光を入射せずに容易に平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続する場合に位置合わせ基板又は位置合わせ用アダプタを用いることを特徴とし、平面型光部品の先端部と位置合わせ基板又はアダプタの嵌め合せ部構造を等脚台形にすることにより、位置合わせ精度を向上した。
本発明においては、複数の光導波路とは、光が導波する平面型光部品に限らず、光ファイバを含むものであり、従って、光が導波する平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続する場合に適用されるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
平面型光部品の先端部表面に等脚台形構造としたプラグを形成し、プラグ受容体として位置合わせ基板を用いた光部品の接続を試みた。
等脚台形構造にすることはエッチング時におこるエッチバックによる位置ずれを防ぐ効果をもつ。
図１には形成する等脚台形の設計指針を示す。
等脚台形の凸型、凹型が動くことなく嵌め合うには図に示す角度θが９０°未満である必要がある。
【０００６】
つまり、θ＝１８０°−α−β＜９０° …（１）
である。等脚台形の上底の長さをｄ、下底の長さをｗ、高さをＬとすると、
ｔａｎα＝２Ｌ／ｗ−ｄ …（２）
ｔａｎβ＝２Ｌ／ｗ＋ｄ …（３）
となり、よって、式（１）は
式（４）が等脚台形が動くことなく嵌め合う条件であり、この式を満足することにより、接続精度が向上できる。
【０００７】
上記設計指針を元に作製した等脚台形構造をもつ平面型光部品と位置合わせ基板の設計図を図２に示す。
図２（ａ）に示す平面型光カプラ１０は、シリコン基板上にガラス堆積法でコアとクラッドを形成して作製し、その後、先端の入力部を等脚台形形状に、かつ全体が凸型となるように周囲をエッチング除去したプラグである。
エッチング深さは３０μｍである。
【０００８】
図２（ｂ）（ｃ）に示す位置合わせ基板は、何れも、同図（ａ）に示す平面型光カプラ１０を嵌め込むために等形状で凹型となるように設計し、熱硬化性樹脂を用いた射出成形法で作製したプラグ受容体である。
図２（ｂ）は、平面型光カプラ１０と光ファイバを接続する基板２０であり、一方側には、平面型光カプラ１０を嵌め込む平面型光カプラ取り付け用凹部２を形成し、他方側に光ファイバを取り付けるＶ溝３を形成している。
一方、図２（ｃ）は平面型光カプラ１０同士を接続する基板３０であり、平面型光カプラ１０を嵌め込む平面型光カプラ取り付け用凹部２を向かい合わせて形成している。
【０００９】
ここで、平面型光カプラ１０や光ファイバを位置合わせ基板に嵌め込めば自動的に位置合わせ・接続できることになる。
上述したように作製した平面型光カプラを位置合わせ基板に装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムを図３に示す。
また、式（４）を満たさない条件で作成した場合を図４に示す。
両図を比較すれば明らかなように、式（４）を満たす等脚台形構造の方が良好な接続特性が観測された。
ここで、θ＝０°（１８０°）の場合は、図４とほぼ同じ結果であった。
【００１０】
〔実施例２〕
本実施例に係る平面型光カプラと接続アダプタの構造を図５（ａ）（ｂ）に示す。
本実施例は、実施例１の設計指針に基づき、表面ではなく全体を等脚台形形状に加工した平面型光カプラと接続用アダプタを作製し、その接続特性を調べたものである。
平面型光カプラ１０は実施例１と同様に作製し、先端の等脚台形形状はダイシングソーを用いて形成した。
【００１１】
接続アダプタ４０は、熱硬化性樹脂を用いた射出成形法で、平面型光カプラの先端形状に対して２μｍ大きくなるように平面型カプラ挿入口４を向かい合わせて作製した。
接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムを図６に示す。
図６（ａ）は式（４）を満たす場合、図６（ｂ）は満たさない場合であり、明らかに実施例１と同様、式（４）を満たす場合において良好な接続特性が得られた。
【００１２】
尚、本発明におけるプラグとして、図２（ａ）に示す実施例１のように平面基板上に等脚台形形状を形成したものでも良いし、図５（ａ）（ｂ）に示す本実施例のように基板全体を等脚台形形状としても良い。
【００１３】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明によれば、平面型光部品を光ファイバ又は他の平面型光部品に接続する場合に、式（４）を満たすように先端部を等脚台形としたプラグと、そのプラグが受容されるプラグ受容体を用いて光導波路を位置合せしたので、位置合わせ精度を向上できた。このことは、簡易に光部品同士を接続できることを意味し、光部品の集積化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は形成する等脚台形の設計指針を示す説明図である。
【図２】図２は作製した等脚台形構造をもつ平面型光部品と位置合わせ基板の設計図を示し、同図（ａ）は平面型光カプラであり、先端の入力部を等脚台形に、かつ全体が凸型となるように周囲をエッチングしており、同図（ｂ）は平面型光カプラと光ファイバを接続する基板を示し、同図（ｃ）は平面型光カプラ同士を接続する基板を示す。
【図３】図３は作製した平面型光カプラを位置合わせ基板に装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムを示し、同図（ａ）は平面型光カプラと光ファイバを接続した場合を示し、同図（ｂ）は平面型光カプラ同士を接続した場合を示す。
【図４】図４は式（４）を満たさない条件で作製した平面型光カプラを位置合わせ基板に装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムであり、同図（ａ）は式（４）を満たさない条件で平面型光カプラと光ファイバを接続した場合を示し、同図（ｂ）は式（４）を満たさない条件で平面型光カプラ同士を接続した場合を示す。
【図５】図５は作製した等脚台形構造をもつ平面型光部品と位置合わせアダプタを示す設計図である。
【図６】図６は作製した平面型光カプラを位置合わせアダプタに装着したときの接続Ｌｏｓｓの累積ヒストグラムであり、同図（ａ）は式（４）を満たす条件で平面型光カプラ同士を接続した場合を示し、同図（ｂ）は式（４）を満たさない条件で平面型光カプラ同士を接続した場合を示す。
【符号の説明】
２ 平面型光カプラ取り付け用凹部
３ Ｖ溝
１０ 平面型光カプラ
２０，３０ 基板
４０ 接続用アダプタ
Claims (2)
- １又は２以上の光導波路を対向させて光学接続するための位置合わせ方法であって、前記光導波路の一方として光が導波する平面型光部品を用い、前記光導波路の他方として光が導波する光ファイバを用いる場合には、前記平面型光部品の先端部を等脚台形状としたプラグと、前記プラグの受容されるプラグ受容部とを少なくとも有し、前記プラグが前記プラグ受容部に受容された状態で対向する前記光導波路が相互に光学接続される平面型光部品の位置合わせ方法において、前記等脚台形形状が下式を満足することを特徴とする平面型光部品の位置合わせ方法。
ｔａｎ -1 （２Ｌ／（ｗ−ｄ））＋ｔａｎ -1 （２Ｌ／（ｗ＋ｄ））＞９０°
但し、ｄ：上底の長さ
ｗ：下底の長さ
Ｌ：高さ - １又は２以上の光導波路を対向させて光学接続するための位置合わせ方法であって、前記光導波路として何れも、光が導波する平面型光部品を用いる場合には、前記平面型光部品の先端部を等脚台形状としたプラグと、前記プラグがそれぞれ受容されるプラグ受容部とを少なくとも有し、前記プラグが前記プラグ受容部にそれぞれ受容された状態で対向する前記光導波路が相互に光学接続される平面型光部品の位置合わせ方法において、前記等脚台形形状が下式を満足することを特徴とする平面型光部品の位置合わせ方法。
ｔａｎ -1 （２Ｌ／（ｗ−ｄ））＋ｔａｎ -1 （２Ｌ／（ｗ＋ｄ））＞９０°
但し、ｄ：上底の長さ
ｗ：下底の長さ
Ｌ：高さ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015339A JP3573200B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 平面型光部品の位置合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000015339A JP3573200B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 平面型光部品の位置合わせ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001208928A JP2001208928A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3573200B2 true JP3573200B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=18542659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000015339A Expired - Lifetime JP3573200B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 平面型光部品の位置合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573200B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3570882B2 (ja) * | 1997-03-13 | 2004-09-29 | 日本電信電話株式会社 | 光素子実装基板、該実装基板を用いた光モジュール、およびそれらの製造方法 |
-
2000
- 2000-01-25 JP JP2000015339A patent/JP3573200B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001208928A (ja) | 2001-08-03 |
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