JP3690646B2 - Connection structure between optical waveguide circuit board and optical fiber array - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信モジュール等に用いられる光導波路回路と光ファイバとの接続構造に関し、より詳細には、光ファイバアレイを接続する際の光軸調整を簡易に行なうことが可能な光導波路回路と光ファイバとの接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、基板上に光導波路からなる種々の機能を持つ光導波路回路が製作されている。そのような光導波路回路には、例えば、N×Mの光スプリッタやAWG(Arrayed Waveguide Grating :導波路型回折格子)・マッハツェンダ型干渉計光回路等がある。
【0003】
また、基板内の光導波路回路に、SOA(Semiconductor Optical Amplifier :半導体光増幅素子)や非線形光導波路素子、LD(Laser Diode :レーザダイオード)・PD(Photodiode:フォトダイオード)・OEIC(Opto-Electronic Integrated Circuit:光電子集積回路)等の光デバイスが組み込まれた光導波路回路もある。
【0004】
これらの光導波路回路と外部との光信号の入出力を行なうためには、基板端部に配置された光導波路の各入出力ポートに対応させて光ファイバが接続される。
【0005】
この際、複数の光ファイバを支持基板に整列させた光ファイバアレイ等を用い、光導波路基板の各光信号入出力用端部(光導波路の各入出力ポート)に、光軸を調整して対向させて、両者を紫外線硬化型接着剤等で接合されていた。また、この光ファイバアレイとそれに対応する各光信号入出力用ポートとの光軸を調整する場合においては、入力ポートから光を入射しつつ入力側の光ファイバアレイと出力側の光ファイバアレイとをそれぞれ動かして、出力ポートからの出力光の強度がなるべく大きくなるようにして光軸を調整することが行なわれていた。
【0006】
なお、光導波路回路を構成する光導波路としては、例えば石英ガラス基板やシリコン基板上に火炎堆積法により成膜したシリカ膜を利用して3次元形状のクラッドおよびコア部を形成したシリカ系光導波路や、ニオブ酸リチウム単結晶基板をクラッド部とし、この基板上にチタンを熱拡散して3次元導波路形状にコア部を形成した光導波路等がある。
【0007】
また、これら無機系材料による光導波路に代えて、低温形成が可能な有機系材料による光導波路も検討されている。この光導波路に利用される有機系材料としては、例えばPMMA(ポリメチルメタアクリレート)樹脂・ポリカーボネート樹脂・ポリイミド樹脂・ポリシロキサン樹脂・BCB(ベンゾシクロブテン)樹脂・フッ素樹脂等が検討されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、N×Mの光スプリッタやAWG・マッハツェンダ型干渉計光回路等は複数の入出力ポートを持つが、意図的にあるいは製造上のばらつきにより出力光の強度がポートによって異なっていたり、また、AWGやマッハツェンダ型干渉計光回路等では波長選択性があるために特定の波長の光のみが特定の出力ポートから出力されたりすること等があることから、光導波路回路の出力ポートから出力される出力光は不均一であることが普通である。
【0009】
従って、光ファイバアレイと光導波路回路基板の光信号入出力用ポートとの光軸を調整する場合においては、入力ポートから光を入射し、入力側の光ファイバアレイと出力側の光ファイバアレイとをそれぞれ動かしつつ出力ポートからの出力光の強度がなるべく大きくなるように光軸を調整する際に、出力ポートから出力される出力光が不均一であるときには、それぞれの出力ポートからの出力光の強度がなるべく大きくなるように光軸を調整するアルゴリズムが複雑となり、光軸調整に時間がかかったり精度が悪化したりする等の問題点があった。
【0010】
また、基板内の光導波路回路にSOAや非線形光導波路素子・LD・PD・OEIC等の光デバイスが組み込まれた光導波路回路基板においては、入力ポートから入射した光はこれらデバイスに光接続されているため必ずしも出力ポートから出力されるものではないことから、入力ポートから光を入射し、入力側の光ファイバアレイと出力側の光ファイバアレイとをそれぞれ動かしつつ出力ポートからの出力光の強度がなるべく大きくなるように光軸を調整する方法が利用できないという問題点があった。
【0011】
さらに、2つの光ファイバアレイと光導波路回路基板とを接続する場合には、2つの光ファイバアレイをそれぞれ光軸を合わせて接合する必要があり、1つずつの光ファイバアレイを独立に接続することができないという問題点もあった。
【0012】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、光ファイバアレイを接合する際の光軸調整を簡易に行なうことが可能な光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の光導波路回路と光ファイバアレイとの接続構造は、基板上に、複数の光導波路で構成され、前記基板の同じ側の端部に光入力ポートおよび光出力ポートを有する光導波路回路を形成するとともに、前記光入力ポートおよび光出力ポートが配置された前記基板の前記同じ側の端部に前記光入力ポートおよび光出力ポートと所定の位置関係で配置した一端側の光入力ポートおよび他端側の光出力ポートを有する光軸調整用光導波路を形成して成る光導波路回路基板に対し、前記光導波路回路の前記光入力ポートおよび光出力ポートに対応する光ファイバならびに前記光軸調整用光導波路の前記光入力ポートおよび光出力ポートにそれぞれ対応する光軸調整用光ファイバを前記所定の位置関係で配列して成る光ファイバアレイを、前記光軸調整用光導波路の前記光入力ポートおよび光出力ポートの光軸とそれぞれに対応する前記光軸調整用光ファイバの光軸とを合わせて接合したことを特徴とするものである。
【0016】
本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造によれば、基板上に、複数の光導波路で構成され、基板の同じ側の端部に光入力ポートおよび光出力ポートを有する光導波路回路を形成するとともに、光入力ポートおよび光出力ポートが配置された基板の前記同じ側の端部に光入力ポートおよび光出力ポートと所定の位置関係で配置した一端側の光入力ポートおよび他端側の光出力ポートを有する光軸調整用光導波路を形成して成る光導波路回路基板に対し、光導波路回路の光入力ポートおよび光出力ポートに対応する光ファイバならびに光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートにそれぞれ対応する光軸調整用光ファイバを前記所定の位置関係で配列して成る光ファイバアレイを、光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートの光軸とそれぞれに対応する光軸調整用光ファイバの光軸とを合わせて接合したことから、光導波路回路の機能にかかわらず、基板の同じ側の端部に一端側の光入力ポートおよび他端側の光出力ポートを有する光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートの光軸とそれぞれに対応する光軸調整用光ファイバとの光軸を調整することだけによって、光導波路回路の光入力ポートおよび光出力ポートとそれに対応する光ファイバとについても同時に光軸を合わせることができるため、光ファイバアレイを光導波路回路基板に接続する際の光軸調整を簡易に行なうことが可能である。
【0018】
さらに、光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートを基板の同じ側の端部に配置しているので、光導波路回路基板に対して1つの光ファイバアレイを正確に光軸調整して接続することができるものとなる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光導波路回路と光ファイバアレイとの接続構造について図面を参照しつつ説明する。
【0020】
図1は本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造の参考例を示す平面図である。図1において、1は光導波路回路が形成される基板、2は基板1上に形成され、基板1の端部に光入出力ポートを有する光導波路回路を形成する複数の光導波路のコア部、3はコア部2の周囲に形成された光導波路のクラッド部である。これらコア部2およびクラッド部3により光導波路回路が形成されている。4は、基板1の端部にコア部2の光入出力ポートと所定の位置関係で配置した光入力ポートおよび光出力ポートを有する光軸調整用光導波路のコア部であり、ここでは光導波路回路のクラッド部3と同じクラッド部中に光導波路回路の両側にそれぞれ形成した例を示している。すなわち、この例では光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートをそれぞれ基板1の異なる側の端部、ここでは対向する2辺側の端部に配置するとともに、光軸調整用光導波路のコア部4を2つ形成している。これらにより、光導波路回路基板5が構成されている。
【0021】
また、6は光ファイバアレイの支持基板、7は光導波路回路のコア部2の光入出力ポートに対応するように支持基板6上に配列された光ファイバ、8は光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートにそれぞれ対応するように、支持基板6上に光ファイバ7に対して前記所定の位置関係で配列された光軸調整用光ファイバである。これらにより、光ファイバアレイ9が構成されている。
【0022】
なお、10は、基板1上に搭載されて光導波路回路に組み込まれる、SOAや非線形光導波路素子・LD・PD・OEIC等の光デバイスである。
【0023】
本参考例の光導波路回路基板5と光ファイバアレイ9との接続構造によれば、このような光導波路回路の光入出力ポートに対して所定の位置関係で光入力ポートおよび光出力ポートを配列して成る光軸調整用光導波路を形成した光導波路回路基板5に対し、光導波路回路の光入出力ポートに対応する光ファイバ7と光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートにそれぞれ対応する光軸調整用光ファイバ8を所定の位置関係で配列して成る光ファイバアレイ9を、光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートの光軸と光軸調整用光ファイバ8の光軸とを合わせて接合したことを特徴とするものである。これにより、光導波路回路の機能にかかわらず、光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートの光軸とそれに対応する光軸調整用光ファイバ8との光軸を調整することだけによって、光導波路回路の光導波路のコア部2の光入出力ポートとそれに対応する光ファイバ7とについても同時に光軸を合わせることができるため、光ファイバアレイ9を光導波路回路基板5に接続する際の光軸調整を簡易に行なうことができる。
【0024】
そして、図1に示す例においては、光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートをそれぞれ基板の異なる側の端部、ここでは基板1の対向する2辺側の端部にそれぞれ配置するとともに、光軸調整用光導波路を光導波路回路の両側に1つずつ、計2つ形成している。これにより、基板1(光導波路回路基板5)の異なる側の端部にそれぞれ接続される光ファイバアレイ9を、同時に正確な光軸合わせを行なって光導波路回路基板5に接続させることができる。
【0025】
また、本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造の実施の形態の一例を、図2に図1と同様の平面図で示す。図2において図1と同様の箇所には同じ符号を付してあり、1は基板、2は光導波路のコア部、3は光導波路のクラッド部であり、これらにより光導波路回路基板5が構成されている。なお、図2において光デバイスは図示していない。また、6は支持基板、7は光導波路回路のコア部2の光入出力ポートと対応して配列された光ファイバ、8は光軸調整用光導波路のコア部4と対応させて光ファイバ7と所定の位置関係で配列された光軸調整用光ファイバであり、これらにより光ファイバアレイ9が構成されている。
【0026】
そして、図2に示す例においては、光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートを基板1(光導波路回路基板5)の同じ側の端部、ここでは基板1の1辺側の端部に配置している。これにより、光導波路回路基板5に対して1つの光ファイバアレイ9を正確に光軸調整して接続することができ、光導波路回路基板5に単一の光ファイバアレイ9を接続する場合に好適なものとなる。
【0027】
このように基板1(光導波路回路基板5)の同じ側の端部に光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートおよび光出力ポートを配置する場合には、光軸調整用光ファイバ8から光軸調整用光導波路のコア部4の光入力ポートに入射した光がこのコア部4を伝搬して光ファイバアレイ9の別の光軸調整用光ファイバ8への光出力ポートに出力されるように、例えば図2に示すように光軸調整用光導波路のコア部4を配置する。その際、コア部4が他の光導波路回路を横切る場合には、光軸調整用光導波路と他の光導波路回路との間で光結合が生じて光信号の乗り移りやクロストークが生じないように、その交差角度を十分大きくする必要がある。例えばシングルモード光導波路の場合であれば、一般的には交差角度が20度程度以上あれば問題ないものとできる。また、他の光導波路回路を横切ることがないように、光導波路回路および光デバイスを迂回するように光軸調整用光導波路のコア部4を配置したり、コア部4をコア部2と立体的に交差させて、十分な間隔を持って他の光導波路回路を横切るように配置しても良い。
【0029】
本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造において、基板1は光集積回路基板や光電子混在基板等の光信号を扱う基板として使用される種々の基板であり、例えばシリコン基板やアルミナ基板・ガラスセラミックス基板・多層セラミック電気回路基板・プラスチック電気配線基板等が使用できる。
【0030】
基板1上に形成される光導波路は、クラッド部3中にコア部2が形成された3次元光導波路であり、その形成材料としては、シリカやニオブ酸リチウム等の無機系材料、あるいはPMMA樹脂・ポリカーボネート樹脂・ポリイミド樹脂・ポリシロキサン樹脂・BCB樹脂・フッ素樹脂等の有機系材料を用いれば良い。
【0031】
光導波路の作製方法としては、例えば、まずクラッド部3のうち下部クラッド層を形成する。有機系材料を用いる場合には上記各樹脂等の有機系材料の有機溶媒溶液を基板1にスピンコート法等により所定厚みに塗布し、熱処理することにより形成する。
【0032】
コア部2は下部クラッド層上に上記各樹脂等の有機系材料の有機溶媒溶液をスピンコート法等により所定厚みに塗布し、熱処理することにより形成した後、フォトリソグラフィやRIE等の周知の薄膜微細加工技術を用いて所定の形状で形成すればよい。ここで、コア部2は下部クラッド層よりも高い屈折率を有する材料とする。
【0033】
次に、コア部2を形成した後に、上記各樹脂等の有機系材料の有機溶媒溶液をスピンコート法等により所定厚みに塗布し、熱処理することにより、クラッド部3のうち上部クラッド層を被覆形成する。
【0034】
または、火炎堆積法により成膜したシリカ膜を利用して3次元形状のクラッド部3およびコア部2を形成したシリカ系光導波路や、ニオブ酸リチウム単結晶基板をクラッド部3とし、この基板上にチタンを熱拡散して3次元導波路形状にコア部2を形成して作製した光導波路等を用いてもよい。
【0035】
ここで、コア部3の高さや幅・屈折率、下部クラッド層の厚さ・屈折率、上部クラッド層の厚さ・屈折率などは、周知の光導波路理論を用いて所望の仕様で設計すればよい。
【0036】
以上のようにして、クラッド部3中にコア部2が形成された3次元光導波路を作製する。このとき、光軸調整用光導波路のコア部4は、例えば図2に示すように、基板1の1つの端部に接続される光ファイバアレイ9に、それぞれ光軸調整用光導波路のコア部4との接続ポート(光入力ポート・光出力ポート)が2つ接続されるように配置する。これにより、基板1の端部において光ファイバアレイ9がそれぞれ光軸調整用光導波路のコア部4の2つの接続ポートで光軸合わせを行なって接続することができ、光導波路回路基板5に対する光ファイバアレイ9の傾きも所定の状態に調整して両者を精度良く接続することができる。
【0037】
光ファイバアレイ9は、ガラス基板やセラミック基板に切削により等ピッチで溝を形成した基板やシリコン基板に周知の微細加工技術によって溝を形成した基板等の支持基板6を用いて、その表面に形成した保持溝に光ファイバ7および光軸調整用光ファイバ8を載置し固定することによって作製すればよい。
【0038】
ここで、光導波路回路のコア部2の光入出力ポートの光軸中心の相対的な位置と、それに接続する光ファイバアレイ9の光ファイバ7の光軸中心の相対的な位置とは一致させておく。さらに、前述のように、1つの光ファイバアレイ9に光軸調整用光導波路のコア部4との接続ポートをコア部2および光ファイバ7に対して所定の位置関係で2つ設置して、2つの接続ポートでもって、光を入射しつつ入力側の光ファイバアレイ9と出力側の光ファイバアレイ9とをそれぞれ動かして、出力される光の強度が最大値をとるようにしてコア部4の光軸と光ファイバ8の光軸とが合うように位置を調整すれば、つまり、1つの光ファイバアレイ9の2つの接続ポートでもって光軸を合わせれば、光導波路回路のコア部2の光入出力ポートの光軸中心の相対的な位置と、それに接続する光ファイバアレイ9の光ファイバ7の光軸中心の相対的な位置とは一致しているので、これら他の接続ポートについても同時に光軸を合わせることができる。
【0039】
【実施例】
次に、本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造について具体例を説明する。
【0040】
<参考例>
図3に図1および図2と同様の平面図で示すように、厚さ1mmのシリコン基板1上に、クラッド部3がシロキサン系ポリマ、コア部2がチタン含有シロキサン系ポリマから成るステップインデックス型の光導波路を用いて、2個の方向性結合器を2本の直線光導波路で連結してなるマッハツェンダ形光干渉計から成る光回路を作製した。ここで、2個の方向性結合器は、いわゆる3dBカップラーとして機能するように結合部の長さおよび間隔を設定した。
【0041】
2個の方向性結合器を連結する2本の直線光導波路の間には、光デバイスとして2個の非線形光導波路素子10をそれぞれ実装した。また、非線形光導波路素子10の制御用光信号を入射するための光導波路もそれぞれ形成した。
【0042】
さらに、この光導波路回路基板5に光ファイバアレイ9を接続する際の光軸調整用光導波路のコア部4をマッハツェンダ光回路の両側面のクラッド部3中に形成した。各光入出力ポートのコア中心すなわち光軸の間隔は約250 μmとした。
【0043】
また、光軸は同水準とした。以上のようにして2つの光軸調整用光導波路を有する光導波路回路基板5を作製した。
【0044】
これらの各接続ポートに対応させて、光ファイバアレイ9の光ファイバ7・8の光軸中心を同様に、同水準で光軸の間隔が約250 μmのものとした。
【0045】
2つの光ファイバアレイ9を光導波路回路基板5の両端に配置して、一方の光ファイバアレイ9の両側の2つの光軸調整用光ファイバ8のコア部にそれぞれ波長1.55μmのレーザ光を入射して、光導波路回路基板5の光軸調整用光導波路のコア部4を通して、もう一方の光ファイバアレイ9の両側の2つの光軸調整用光ファイバ8に接続して2つの光パワーメータに導いた。2つのパワーメータでそれぞれの光強度をモニタしながら光強度が最大となるように2つの光ファイバアレイ9の位置を調整して光軸を合わせた後、紫外線硬化樹脂を用いて光ファイバアレイ9と光導波路回路基板5とを接着した。
【0046】
この結果、光軸調整用光導波路のコア部4とそれらに接続される光軸調整用光ファイバ8との接合損失は1dB以下となり、さらに、その他のコア部2の光入出力ポートでの光ファイバ7との接合損失も1dB以下となって、いずれも良好に光軸が合わせられていることが確認できた。
【0047】
<実施例>
厚さ1mmのシリコン基板1上に、クラッド部3がシロキサン系ポリマ、コア部がチタン含有シロキサン系ポリマから成るステップインデックス型の光導波路を用いて、図2に示したような、4本の直線状光導波路のコア部2と光ファイバアレイ9の光ファイバ7とを接続する際の、光軸調整用光導波路を形成した。この光軸調整用光導波路のコア部4は、半径5mmの2つの曲り部によって4本の直線光導波路のコア部2と交差するようにして、基板1の同じ側の端部に光入力ポートと光出力ポートとを配置した。以上のようにして2つの光軸調整用光導波路を有する光導波路回路基板5を作製した。
【0048】
これらの各接続ポートに対応させて、光ファイバアレイ9の光ファイバ7・8の光軸中心を同様に、同水準で光軸の間隔が約250 μmのものとした。
【0049】
そして、図2のように光ファイバアレイ9を光導波路回路基板5の端部に配置して、光ファイバアレイ9の最も外側の1つの光軸調整用光ファイバ8に波長1.55μmのレーザ光を入射して、光導波路回路基板5の光軸調整用光導波路のコア部4を通して光ファイバアレイ9の別の最外側の光ファイバ8に接続して、光パワーメータに導いた。このようにしてパワーメータでその光強度をモニタしながら、光強度が最大となるように光ファイバアレイ9の位置を調整して光軸を合わせた後、紫外線硬化樹脂を用いて光ファイバアレイ9と光導波路回路基板5とを接着した。
【0050】
この結果、光軸調整用光導波路のコア部4とそれらに接続される光軸調整用光ファイバ8との接合損失は1dB以下となり、さらに、その他のコア部2の接続ポートでの光ファイバ7との接合損失も1dB以下となり、いずれも良好に光軸が合わせられていることが確認できた。
【0051】
以上により、本発明によれば、光導波路回路基板と光ファイバアレイとを接合する際の光軸調整を簡易に行なうことが可能であることが確認できた。また、光導波路回路基板と1つの光ファイバアレイとを接続する場合であっても、光導波路回路基板と光ファイバアレイとを接続する際の光軸調整を簡易に行なうことが可能であることが確認できた。
【0052】
なお、本発明は以上の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更・改良を加えることは何ら差し支えない。
【0053】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光導波路回路と光ファイバアレイとの接続構造によれば、基板上に、複数の光導波路で構成され、基板の同じ側の端部に光入力ポートおよび光出力ポートを有する光導波路回路を形成するとともに、光入力ポートおよび光出力ポートが配置された基板の前記同じ側の端部に光入力ポートおよび光出力ポートと所定の位置関係で配置した一端側の光入力ポートおよび他端側の光出力ポートを有する光軸調整用光導波路を形成して成る光導波路回路基板に対し、光導波路回路の光入力ポートおよび光出力ポートに対応する光ファイバならびに光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートにそれぞれ対応する光軸調整用光ファイバを前記所定の位置関係で配列して成る光ファイバアレイを、光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートの光軸とそれぞれに対応する光軸調整用光ファイバの光軸とを調整して合わせて接合することから、光導波路回路の機能に関わらず、基板の同じ側の端部に一端側の光入力ポートおよび他端側の光出力ポートを有する光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートの光軸とそれぞれに対応する光軸調整用光ファイバとの光軸を調整することだけによって、光導波路回路の他の光導波路の光入出力ポートについても、すなわち光導波路回路の光入力ポートおよび光出力ポートとそれに対応する光ファイバとについても同時に光軸を合わせることができるため、光導波路回路基板に光ファイバアレイを接続する際の光軸調整を簡易に行なうことが可能である。
【0055】
さらに、光軸調整用光導波路の光入力ポートおよび光出力ポートを基板の同じ側の端部に配置しているので、光導波路回路基板に対して1つの光ファイバアレイを正確に光軸調整して接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造の参考例を示す平面図である。
【図2】 本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図3】 本発明の光導波路回路基板と光ファイバアレイとの接続構造の参考例を示す平面図である。
【符号の説明】
1・・・基板
2・・・光導波路のコア部
3・・・光導波路のクラッド部
4・・・光軸調整用光導波路のコア部
5・・・光導波路回路基板
6・・・支持基板
7・・・光ファイバ
8・・・光軸調整用光ファイバ
9・・・光ファイバアレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a connection structure between an optical waveguide circuit used in an optical communication module or the like and an optical fiber, and more specifically, an optical waveguide circuit capable of easily adjusting an optical axis when connecting an optical fiber array, and The present invention relates to a connection structure with an optical fiber.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, optical waveguide circuits composed of optical waveguides having various functions have been manufactured on a substrate. Examples of such an optical waveguide circuit include an N × M optical splitter, an AWG (Arrayed Waveguide Grating) / Mach-Zehnder interferometer optical circuit, and the like.
[0003]
In addition, the optical waveguide circuit in the substrate includes an SOA (Semiconductor Optical Amplifier), a nonlinear optical waveguide device, an LD (Laser Diode), a PD (Photodiode), and an OEIC (Opto-Electronic Integrated). There is also an optical waveguide circuit in which an optical device such as a circuit (optoelectronic integrated circuit) is incorporated.
[0004]
In order to input / output optical signals between these optical waveguide circuits and the outside, optical fibers are connected in correspondence with the respective input / output ports of the optical waveguide arranged at the end of the substrate.
[0005]
At this time, using an optical fiber array or the like in which a plurality of optical fibers are aligned with a support substrate, the optical axis is adjusted to each optical signal input / output end portion (each input / output port of the optical waveguide) of the optical waveguide substrate. The two were opposed to each other with an ultraviolet curable adhesive or the like. In the case of adjusting the optical axes of the optical fiber array and the corresponding optical signal input / output ports, the input side optical fiber array and the output side optical fiber array And adjusting the optical axis so that the intensity of the output light from the output port is as large as possible.
[0006]
As an optical waveguide constituting the optical waveguide circuit, for example, a silica-based optical waveguide in which a three-dimensional clad and a core portion are formed using a silica film formed by a flame deposition method on a quartz glass substrate or a silicon substrate. In addition, there is an optical waveguide in which a lithium niobate single crystal substrate is used as a cladding portion, and titanium is thermally diffused on the substrate to form a core portion in a three-dimensional waveguide shape.
[0007]
In addition, instead of these optical waveguides made of inorganic materials, optical waveguides made of organic materials that can be formed at a low temperature have been studied. For example, PMMA (polymethyl methacrylate) resin, polycarbonate resin, polyimide resin, polysiloxane resin, BCB (benzocyclobutene) resin, fluorine resin, and the like have been studied as organic materials used for the optical waveguide.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the N × M optical splitter, AWG / Mach-Zehnder interferometer optical circuit, etc. have a plurality of input / output ports, the intensity of the output light differs depending on the port intentionally or due to manufacturing variations. In AWG, Mach-Zehnder interferometer optical circuit, etc., since there is wavelength selectivity, only light of a specific wavelength may be output from a specific output port. The output light is usually non-uniform.
[0009]
Therefore, when adjusting the optical axes of the optical fiber array and the optical signal input / output port of the optical waveguide circuit board, light is incident from the input port, and the input side optical fiber array and the output side optical fiber array When adjusting the optical axis so that the intensity of the output light from the output port becomes as large as possible while moving each of the output ports, if the output light output from the output port is uneven, the output light from each output port The algorithm for adjusting the optical axis so that the intensity becomes as large as possible becomes complicated, and there are problems such as that it takes time to adjust the optical axis and the accuracy deteriorates.
[0010]
In an optical waveguide circuit board in which an optical device such as an SOA, nonlinear optical waveguide element, LD, PD, or OEIC is incorporated in the optical waveguide circuit in the substrate, the light incident from the input port is optically connected to these devices. Therefore, it is not always output from the output port, so that the light from the input port is incident and the intensity of the output light from the output port is increased while moving the optical fiber array on the input side and the optical fiber array on the output side. There has been a problem that the method of adjusting the optical axis to be as large as possible cannot be used.
[0011]
Furthermore, when connecting two optical fiber arrays and an optical waveguide circuit board, it is necessary to join the two optical fiber arrays with their optical axes aligned, and each optical fiber array is connected independently. There was also a problem that it was not possible.
[0012]
The present invention has been devised in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide circuit board and an optical fiber that can easily adjust the optical axis when joining optical fiber arrays. It is to provide a connection structure with an array.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Connection structure between the optical waveguide circuit and the optical fiber array of the present invention, on a substrate, a plurality of consists of an optical waveguide, an optical waveguide circuit having a light input port and optical output port on the same end of said substrate forming together with one end of the light input to said optical input port and optical output port is disposed at the optical input port and optical output port and a predetermined positional relationship to the end of the same side of the substrate disposed to the optical waveguide circuit board obtained by forming an optical axis adjusting optical waveguide having an optical output port of the port and the other end, the optical fiber and the corresponding to the optical input port and optical output port of said optical waveguide circuit An optical fiber array in which optical axis adjusting optical fibers respectively corresponding to the optical input port and the optical output port of the optical axis adjusting optical waveguide are arranged in the predetermined positional relationship, Is characterized in that it has joined together with the optical axis of said optical input port and optical output port of the optical axis and the optical axis adjusting optical fiber corresponding to each integer optical waveguide.
[0016]
According to the connection structure of the optical waveguide circuit board and the optical fiber array of the present invention, on a substrate, formed of a plurality of optical waveguides, optical having a light input port and optical output port on the same end of the substrate to form a waveguide circuit, one end optical input port of the optical input port and optical output port is disposed at the end portion on the light input port and optical output port and a predetermined positional relationship on the same side of the substrate disposed and to the optical waveguide circuit board obtained by forming an optical axis adjusting optical waveguide having an optical output port of the other end, the optical fiber and adjusting the optical axis corresponding to an optical input port and optical output port of the optical waveguide circuit An optical fiber array formed by arranging optical axis adjustment optical fibers corresponding to the optical input port and the optical output port of the optical waveguide in the predetermined positional relationship is used as the optical input port of the optical axis adjustment optical waveguide. And since it has joined together with the optical axis of the optical axis adjusting optical fiber corresponding to each the optical axis of the optical output port, regardless of the function of the optical waveguide circuit, the one end side to the end on the same side of the substrate adjusting the optical axes of the optical input port and the other end the optical axis and the optical axis adjusting optical fiber corresponding to, respectively that of the optical input port and optical output port of the optical axis adjusting optical waveguide having an optical output port of only by, it is possible to align the optical axis at the same time for the optical fiber and the corresponding optical input port and optical output port of the optical waveguide circuit, the optical axis when connecting the optical fiber array to the optical waveguide circuit board that Adjustment can be performed easily.
[0018]
Further, since the optical input port and optical output port of the optical axis adjusting optical waveguide are arranged in the same end of the substrate to accurately adjust the optical axis of one optical fiber array to the optical waveguide circuit board Can be connected.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The connection structure between the optical waveguide circuit and the optical fiber array of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a plan view showing a reference example of a connection structure between an optical waveguide circuit board and an optical fiber array of the present invention. In FIG. 1, 1 is a substrate on which an optical waveguide circuit is formed, 2 is a core portion of a plurality of optical waveguides formed on the substrate 1 and forming an optical waveguide circuit having an optical input / output port at the end of the substrate 1,
[0021]
[0022]
[0023]
According to the connection structure between the optical
[0024]
In the example shown in FIG. 1, the optical input port and the optical output port of the core portion 4 of the optical waveguide for adjusting an optical axis are respectively connected to end portions on different sides of the substrate, here, on the opposite two sides of the substrate 1. Two optical waveguides for adjusting the optical axis are formed, one on each side of the optical waveguide circuit. As a result, the optical fiber arrays 9 respectively connected to the different end portions of the substrate 1 (optical waveguide circuit substrate 5) can be connected to the optical
[0025]
An example of the embodiment of the connection structure between the optical waveguide circuit board and the optical fiber array according to the present invention is shown in FIG. 2 as a plan view similar to FIG. In Figure 2 are denoted by the same reference numerals are used for the same portion as FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is a core part of the
[0026]
In the example shown in FIG. 2, the optical input port and the optical output port of the core portion 4 of the optical waveguide for adjusting an optical axis are connected to the same end of the substrate 1 (optical waveguide circuit substrate 5), here the substrate 1 It arrange | positions at the edge part of one side. Thereby, one optical fiber array 9 can be accurately adjusted and connected to the optical
[0027]
Thus, when the optical input port and the optical output port of the core portion 4 of the optical waveguide for adjusting the optical axis are arranged at the end on the same side of the substrate 1 (optical waveguide circuit substrate 5), an optical fiber for adjusting the optical axis is used. The light incident on the optical input port of the core part 4 of the optical axis adjusting optical waveguide from 8 propagates through the core part 4 and is output to the optical output port to another optical axis adjusting
[0029]
In the connection structure between the optical waveguide circuit board and the optical fiber array of the present invention, the board 1 is various boards used as a board for handling optical signals such as an optical integrated circuit board and an optoelectronic mixed board, for example, a silicon board or an alumina board. Substrates, glass ceramic substrates, multilayer ceramic electric circuit boards, plastic electric wiring boards, etc. can be used.
[0030]
The optical waveguide formed on the substrate 1 is a three-dimensional optical waveguide in which the
[0031]
As a method for manufacturing the optical waveguide, for example, a lower cladding layer is first formed in the
[0032]
The
[0033]
Next, after the
[0034]
Alternatively, a silica-based optical waveguide in which a three-dimensional
[0035]
Here, the height and width / refractive index of the
[0036]
As described above, a three-dimensional optical waveguide in which the
[0037]
The optical fiber array 9 is formed on the surface using a
[0038]
Here, the relative position of the optical axis center of the optical input / output port of the
[0039]
【Example】
Next, a specific example of the connection structure between the optical waveguide circuit board of the present invention and the optical fiber array will be described.
[0040]
< Reference example >
As shown in a plan view similar to FIGS. 1 and 2 in FIG. 3, a step index type in which a
[0041]
Two nonlinear
[0042]
Further, the core portion 4 of the optical waveguide for adjusting the optical axis when the optical fiber array 9 is connected to the optical
[0043]
The optical axis was the same level. As described above, an optical
[0044]
Corresponding to each of these connection ports, the optical axis centers of the
[0045]
Two optical fiber arrays 9 are arranged at both ends of the optical
[0046]
As a result, the junction loss between the core portion 4 of the optical axis adjusting optical waveguide and the optical axis adjusting
[0047]
<Example>
On a silicon substrate 1 having a thickness of 1 mm, four linear lines as shown in FIG. 2 are formed using a step index type optical waveguide in which the clad
[0048]
Corresponding to each of these connection ports, the optical axis centers of the
[0049]
Then, as shown in FIG. 2, the optical fiber array 9 is disposed at the end of the optical
[0050]
As a result, the bonding loss between the core portion 4 of the optical axis adjusting optical waveguide and the optical axis adjusting
[0051]
As described above, according to the present invention, it was confirmed that the optical axis adjustment when joining the optical waveguide circuit board and the optical fiber array can be easily performed. Further, even when the optical waveguide circuit board and one optical fiber array are connected, it is possible to easily adjust the optical axis when connecting the optical waveguide circuit board and the optical fiber array. It could be confirmed.
[0052]
It should be noted that the present invention is not limited to the above examples, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention .
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the connection structure between the optical waveguide circuit and the optical fiber array of the present invention, on a substrate, formed of a plurality of optical waveguides, optical input port and optical output ends of the same side of the substrate and forming an optical waveguide circuit having a port, one end of the optical input port and optical output port is disposed at the same side of the end portion to the optical input port and optical output port and a predetermined positional relationship between a substrate disposed to the optical waveguide circuit board obtained by forming an optical axis adjusting optical waveguide having an optical output port of the optical input port and the other end, as well as the optical fiber corresponding to the optical input port and optical output port of the optical waveguide circuit An optical fiber array in which optical axis adjusting optical fibers respectively corresponding to the optical input port and the optical output port of the optical axis adjusting optical waveguide are arranged in the predetermined positional relationship is formed on the optical axis adjusting optical waveguide. Since joining to fit and adjust the optical axis of the input port and optical output port of the optical axis and the optical axis adjusting optical fiber corresponding to each, regardless of the function of the optical waveguide circuit, the end of the same side of the substrate The optical axis of the optical axis adjusting optical waveguide having an optical input port on one end side and an optical output port on the other end side of the optical axis, and the optical axis of the optical axis adjusting optical fiber corresponding to each of the optical axes By simply adjusting the optical axis, the optical axes of the optical input / output ports of the other optical waveguides of the optical waveguide circuit, that is , the optical input ports and optical output ports of the optical waveguide circuit, and the corresponding optical fibers can be adjusted simultaneously. because it is, it is possible to perform optical axis adjustment when connecting the optical fiber array to the optical waveguide circuit board easily.
[0055]
Further, since the optical input port and optical output port of the optical axis adjusting optical waveguide are arranged in the same end of the substrate to accurately adjust the optical axis of one optical fiber array to the optical waveguide circuit board Can be connected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a reference example of a connection structure between an optical waveguide circuit board and an optical fiber array according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an example of an embodiment of a connection structure between an optical waveguide circuit board and an optical fiber array of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a reference example of a connection structure between an optical waveguide circuit board and an optical fiber array according to the present invention.
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