JP3624972B2

JP3624972B2 - 光導波路装置

Info

Publication number: JP3624972B2
Application number: JP26263095A
Authority: JP
Inventors: 泰介小口; 壮一小林; 和憲千田; 章宏高木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2015-10-11
Also published as: JPH09105825A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉フィルタ等の光学素子を光導波路を横切る溝内に配設した光導波路装置に関し、たとえば、光伝送システム，光線路監視システム，光信号処理システムなどの構成部品として用いられる光導波路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光導波路に波長選択機能を付与する光学部品として、光導波路装置が知られている。
【０００３】
従来の光導波路装置は、図４に示すように、矩形板状の光導波路チップ本体１と、この光導波路チップ本体１の主面（上面）に設けられかつ光導波路チップ本体１の長手方向に沿って平行に設けられる複数の光導波路２と、前記光導波路チップ本体１の主面に前記光導波路２を横切るように設けられた溝３と、前記溝３に挿入される薄板の光学素子４と、前記光導波路チップ本体１の一端側の主面に固定された補強板５とからなっている。前記光学素子４は、各種のフィルタ、例えば干渉フィルタとなっている。
【０００４】
このような構造の光導波路装置においては、フィルタ配設部の損失は溝幅が狭い程小さく、従って狭い溝に薄いフィルタを配設することが必要となる。フィルタ厚は、通常３０〜１００μｍ程度に設定される。
【０００５】
光導波路装置の端面は、光導波路チップ本体の光入出力端部の主面に補強板５が固定（固着）されているために、図示しない光ファイバ保持具との接続に必要な断面積が確保される。
【０００６】
以上のような構成によって光導波路２に波長選択機能を付与し、かつ光ファイバ保持具との接続を可能とする光導波路装置を得ることができる。
【０００７】
この種の光導波路装置については、例えば、富田他，電子情報通信学会秋季大会予稿集，Ｂ−８４２，１９９４年に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光導波路装置は、光導波路の端部近くの補強板が配置される領域に光学素子が配置できず、光学素子の配設位置が限定されるという問題があった。
【０００９】
これを解決するために、所定の位置に光学素子を配置し、補強板を被せる領域を光導波路チップ本体の端部に新たに設ければよいが、この場合には光導波路装置が長く大型となる。
【００１０】
また、光学素子は通常３０〜１００μｍ以下の薄くて壊れやすい材質が用いられ、光導波路の上面から少し突き出す形で溝に配設されるので外力に対して損傷を受け易い。
【００１１】
さらに、光導波路チップ本体も溝形成部において、溝が設けられていることから機械的強度が劣化する。
【００１２】
この結果、端面研磨やファイバ接続などの後工程において、光学素子の配設部の取り扱いに注意を要し、作業効率低下の原因となっている。
【００１３】
本発明の目的は、光学素子の配設位置の選択自由度が高い光導波路装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、光学素子の破損を防止できる光導波路装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、光学素子配設部の機械的強度向上が達成できる光導波路装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、取扱性の良好な光導波路装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１９】
（１）主面に光導波路を有する光導波路チップ本体と、前記光導波路チップ本体の光入出力端部の主面に固定されかつ前記光導波路に接続される光ファイバを保持する光ファイバ保持具と接続するための補強板とを有する光導波路装置であって、
前記光導波路は前記光導波路チップ本体の長手方向に沿って設けられ、
前記長手方向を横切る方向に前記光導波路チップ本体の主面を端から端まで切り通して設けられた溝に挿入され、その一部が前記光導波路面から突出する状態で配設された板状の光学素子を備え、
前記補強板は凹部を備え、前記凹部を前記光導波路チップ本体の主面側に向けて前記溝を跨ぐように、かつ前記凹部によって前記溝に挿入された前記光学素子と接触しないように前記光導波路チップ本体の主面に固着して配置され、前記補強板の前記凹部は前記溝に沿って延在し、前記補強板の端面の少なくとも一方の端面が前記光導波路チップ本体の光入出力端面と一つの均一平滑面を形成している。前記板状の光学素子は、フィルタ，波長板，偏光子のいずれか一つであることを特徴とする。
【００２０】
（２）前記手段（１）の構成において、前記補強板は光導波路チップ本体の両端側にそれぞれ設けられ、一方の補強板に凹部が設けられている。
【００２１】
（３）前記手段（１）の構成において、前記補強板は光導波路チップ本体の全長に亘って延在している。
【００２２】
前記（１）の手段によれば、（ａ）補強板に光学素子を収容する凹部が設けられているので、光学素子の配設位置の選択自由度が高くなる。
【００２３】
（ｂ）光学素子は補強板によって覆われていることから、光学素子の破損防止が達成できる。
【００２４】
（ｃ）光学素子を配設する溝が設けられる光導波路チップ本体には、前記溝を跨いで補強板が固定されていることから、光学素子配設部の機械的強度が向上し、光導波路装置が破損し難くなる。
【００２５】
（ｄ）前記のように光学素子が破損し難くなることと、光学素子配設部の機械的強度が向上することから、光導波路装置の取扱性が良好となり、光伝送システム等への組み込み作業の作業性の向上が図れる。
【００２６】
前記（２）の手段によれば、前記手段（１）の効果に加えて、光導波路チップ本体の両端に補強板が固定されていることから、光ファイバ保持具が確実に接続できるとともに、光導波路装置の機械的強度が高くなる。
【００２７】
前記（３）の手段によれば、前記手段（１）の効果に加えて、前記補強板は光導波路チップ本体の全長に亘って延在する構造となっていることから、光導波路チップ本体の主面に補強板を重ねて固定すればよく、光導波路装置の組み立てが容易となり、組立作業性が高くなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２９】
なお、実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００３０】
（実施形態１）
図１は本発明の一実施形態（実施形態１）である光導波路装置の斜視図である。
【００３１】
本実施形態１の光導波路装置は、図１に示すように、矩形板状の光導波路チップ本体１を有している。この光導波路チップ本体１は、例えば厚さ約１ｍｍ，幅４ｍｍ，長さ２０ｍｍである。
【００３２】
光導波路チップ本体１の主面には、その長手方向に沿って複数の光導波路２が設けられている。
【００３３】
また、図１に示すように、光導波路チップ本体１の手前側の端、すなわち、光入出力端から約３ｍｍの位置には、前記光導波路２を横切るように溝３が光導波路チップ本体１の主面に設けられている。
【００３４】
前記溝３は、例えば幅が３０μｍとなっている。
【００３５】
前記溝３には、板状の光学素子４が挿入されている。本実施形態１の光導波路装置は波長選択機能を有するものであることから、前記光学素子４は干渉フィルタとなっている。
【００３６】
干渉フィルタ４は、縦２ｍｍ，横１ｍｍ，厚さ２０μｍの板体となり、前記溝３に光導波路２面から約０．３ｍｍ程度突出する状態で配設されている。干渉フィルタ４は複数の光導波路２の全てを横切るように配設される。干渉フィルタ４は、図示しない接着剤によって光導波路チップ本体１に固定されている。
【００３７】
干渉フィルタとして好適なものは、ポリイミド薄膜上に多層干渉膜を形成したもの（小口他、電子情報通信学会春季大会予稿集、Ｃ−２７５，１９９１年）などがあり、厚さ２０μｍ程度まで薄くできる。
【００３８】
本実施形態１では、溝３が光入出力端近傍に設けられることから、前記補強板５の固定領域内に溝３が位置することになる。したがって、補強板５で干渉フィルタ４を損傷させないため、光導波路チップ本体１の主面に対面する補強板５の面に凹部６が設けられている。
【００３９】
すなわち、凹部６は、前記溝３に沿って延在し、かつ前記溝３に挿入された干渉フィルタ４に接触しない溝となっている。干渉フィルタ４は光導波路２の面から約０．３ｍｍ突出することから、前記凹部６の深さは約０．５ｍｍとなっている。
【００４０】
補強板５は厚さ１ｍｍとなるとともに、幅は前記光導波路チップ本体１と同じ４ｍｍである。また、長さは、前記溝３を越えることと、光導波路チップ本体１の補強体となることを条件として適当に選択すればよい。
【００４１】
光導波路チップ本体１の光入出力端部の端面およびこの光入出力端部に固着された補強板５の端面、すなわち、光導波路装置の端面は、光ファイバを保持する光ファイバ保持具との接続のために研磨によって平滑にされている。
【００４２】
光導波路装置の端面は、光導波路チップ本体の光入出力端部の主面に補強板５が固定（固着）されているために、図示しない光ファイバ保持具との接続に必要な断面積が確保される。
【００４３】
本実施形態１の光導波路装置は、光導波路チップ本体１に補強板５を固定する領域にも溝３を設けて光学素子（干渉フィルタ）４を取り付けることができるため、光学素子４の配設位置の選択自由度が高くなる。したがって、光導波路チップ本体１の光入出力端部に光学素子４を取り付けるために光導波路チップ本体１を長くする必要もなく、光導波路装置の小型化が維持できる。
【００４４】
本実施形態１の光導波路装置は、光導波路装置の端面の研磨作業において、干渉フィルタ４が補強板５で覆われていることから、干渉フィルタ４の接触に起因する損傷に注意を払わなくてもよくなる。また、干渉フィルタ４の配設部分は溝３が設けられていることから機械的強度が小さくなるが、前記溝３を跨ぐように補強板５が固定されていることから、光導波路チップ本体１の光学素子配設部の機械的強度が増し、外力によって損傷し難くなる。この結果、光導波路装置の取扱性が向上する。
【００４５】
本実施形態１の光導波路装置は、干渉フィルタ４を取り付ける溝３の幅が３０μｍと狭いことから、フィルタ配設部の損失が小さくなり、高性能な光導波路装置となる。
【００４６】
（実施形態２）
図２は本発明の他の実施形態（実施形態２）である光導波路装置の斜視図である。
【００４７】
前記実施形態１では、光導波路の光入出力端子が片端に集められていたが、本実施形態２の場合には光入出力端子は光導波路チップ本体１の両端に設けられている。すなわち、光導波路チップ本体１の両端側の主面にそれぞれ補強板５が固定されている。
【００４８】
しかし、溝３は、図２に示すように、光導波路チップ本体１の手前側の補強板５の固定領域内に設けられている。この場合、溝３に取り付けられた干渉フィルタ４が補強板５に接触しないように補強板５には凹部６が設けられている。
【００４９】
本実施形態２の光導波路装置も、前記実施形態１と同様の効果を奏する。また、本実施形態２の光導波路装置は両端に光ファイバ保持具の接続が可能となる特長がある。
【００５０】
（実施形態３）
図３は本発明の他の実施形態（実施形態３）である光導波路装置の斜視図である。
【００５１】
本実施形態３の光導波路装置は、補強板５が光導波路チップ本体１の全長に亘って延在した構造となっている。
【００５２】
本実施形態３の場合には、凹部６は溝３を設ける位置に対応して必ず設けることができるため、光学素子４の配設位置の選択自由度が高くなるとともに、補強板５による干渉フィルタ４の保護および干渉フィルタ４の配設部の補強が確実となる。したがって、光導波路装置の取扱性が向上する。
【００５３】
また、本実施形態３では、光導波路装置の両端に光ファイバ保持具を接続できる特長があるとともに、光導波路チップ本体１と補強板５の大きさが同じであることから、光導波路装置の組立作業が容易となり、組立が正確にかつ短時間で行える特長がある。
【００５４】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない、たとえば、前記実施形態では、光学素子４は干渉フィルタ４としたが、他の偏光素子やフィルタ等としてもよい。
【００５５】
例えば、前記干渉フィルタに代えて各種のフィルタを組み込んでもよい。
【００５６】
また、光学素子として偏光子（偏光素子）を用いれば、特定の方向に偏光した直線偏光を得る光導波路装置が得られる。偏光子としては厚さ３０μｍ程度の市販のものがある。
【００５７】
また、光学素子として波長板（偏光素子）を用いれば、偏光状態を制御する光導波路装置が得られる。波長板としては、プラスチックフィルムを特定方向に引き延ばして光学異方性を持たせた、例えば厚さ５μｍ程度のポリイミド波長板がある（井上他、電子情報通信学会春季大会予稿集、Ｃ−３３９，１９９４年）。
【００５８】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００５９】
（１）光導波路装置は、補強板の固定領域にも溝を設けて光学素子を配設できる構造となっていることから、光導波路の任意の位置に光学素子を配設でき、光学素子の配設位置の選択自由度が高くなる。
【００６０】
（２）補強板は配設された光学素子を外力から保護するとともに、配設部の機械的強度をも向上させるため、小形で取り扱いの容易な光導波路装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態（実施形態１）である光導波路装置の斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態（実施形態２）である光導波路装置の斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態（実施形態３）である光導波路装置の斜視図である。
【図４】従来の光導波路装置の斜視図である。
【符号の説明】
１…光導波路チップ本体、２…光導波路、３…溝、４…光学素子、５…補強板、６…凹部。

Claims

主面に光導波路を有する光導波路チップ本体と、前記光導波路チップ本体の光入出力端部の主面に固定されかつ前記光導波路に接続される光ファイバを保持する光ファイバ保持具と接続するための補強板とを有する光導波路装置であって、
前記光導波路は前記光導波路チップ本体の長手方向に沿って設けられ、
前記長手方向を横切る方向に前記光導波路チップ本体の主面を端から端まで切り通して設けられた溝に挿入され、その一部が前記光導波路面から突出する状態で配設された板状の光学素子を備え、
前記補強板は凹部を備え、前記凹部を前記光導波路チップ本体の主面側に向けて前記溝を跨ぐように、かつ前記凹部によって前記溝に挿入された前記光学素子と接触しないように前記光導波路チップ本体の主面に固着して配置され、前記補強板の前記凹部は前記溝に沿って延在し、前記補強板の端面の少なくとも一方の端面が前記光導波路チップ本体の光入出力端面と一つの均一平滑面を形成していることを特徴とする光導波路装置。
前記板状の光学素子は、フィルタ，波長板，偏光子のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の光導波路装置。