JP3954510B2 - 埋込型光部品及びその製造方法並びに埋込型光部品を用いた光回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋込型光部品及びその製造方法並びに埋込型光部品を用いた光回路に関し、特に光学素子とこれを支持する補強部材とを有する埋込型光部品及びその製造方法並びに埋込型光部品を用いた光回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報伝送の高速化・大容量化を達成すべく光通信が幅広く利用されている。光通信においては、目的に応じ、光導波路（光ファイバや埋込型光導波路）の所定の部分に光アイソレータや光フィルタ等が適宜挿入され、光回路が構成される。
【０００３】
光アイソレータ等の光非相反デバイスは、特許文献１に記載されているように、一般にファラデー回転子や偏光子等からなる光アイソレータ素子が２つのレンズ間に配置された構成を有しており、光フィルタについても特許文献２に記載されているように、一般に２つのレンズ間に光フィルタ素子が配置された構成を有している。
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する光回路は部品点数が多いことから小型化が困難であるとともに、精密な光軸調整が必要であることから製造コストが高くなるという問題があった。このため、レンズを用いることなく、光導波路を分断して設けられた溝に単一の光部品を直接挿入するタイプの光回路が注目されている。光導波路を分断して設けられた溝に直接挿入可能な光部品は、一般に「埋込型光部品」と呼ばれている。
【０００５】
図２３は従来の埋込型光部品の外観を示す略斜視図であり、図２４は図２３に示す埋込型光部品を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【０００６】
図２３に示すように、従来の埋込型光部品１００は、補強部材１０２と光学素子１０４によって構成されている。補強部材１０２は光学素子１０４を支持するための部材であり、補強部材１０２の凹部１０２ａに光学素子１０４を収容した後、生じる隙間を接着剤１０６で埋め、光学素子１０４を固定することによって埋込型光部品１００が完成する。組み立て後（図２３参照）においては、光学素子１０４の一方の主面１０４ａ及びその裏面に位置する他方の主面１０４ｂが露出する板状体となる。このような構成を有する埋込型光部品１００は、図２５に示すように、一方の主面１０４ａが一方の光導波路１０８に対向し、他方の主面１０４ｂ（図２５には示されていない）が他方の光導波路１１０に対向するよう、これら光導波路を分断する溝１１２に挿入され、これによって光回路が構成される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−６８９１０号公報
【特許文献２】
特開平９−６８６６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学素子は、通常、そのサイズが非常に小さいことから、従来の埋込型光部品１００では、補強部材１０２の凹部１０２ａの中に光学素子１０４を正しく位置決めすることは困難である。このため従来の埋込型光部品１００においては、これを溝１１２に挿入した場合に、光導波路１０８，１１０を伝搬する光の光軸と光学素子１０４との相対的な位置関係に誤差が生じるという問題があった。このような問題は、光軸と光学素子１０４との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合において特に顕著となる。このため、例えば、光学素子１０４がファラデー回転子や偏光子等からなる光アイソレータ素子である場合には、光軸と光学素子１０４との相対的な位置関係によって生じる光軸ずれにより、光学特性が大きく変動するという深刻な問題が発生する。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、光学素子が高精度に位置決めされた埋込型光部品及びその製造方法並びに埋込型光部品を用いた光回路を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、第１及び第２の側面を有する光学素子と、第１及び第２の支持面を有し、これらが成す角が前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しい第１の補強部材と、前記第１及び第２の側面を前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めする第２の補強部材とを備えることを特徴とする埋込型光部品によって達成される。
【００１１】
本発明によれば、第２の補強部材によって光学素子が確実に第１の補強部材に位置決めされることから、光学素子を高精度に位置決めした状態で固定することが可能となる。このため、光軸と光学素子との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であっても、かかる要求を容易に満たすことが可能となる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、前記光学素子は第３及び第４の側面をさらに有し、前記第２の補強部材は第３及び第４の支持面を有しており、前記第３及び第４の側面が成す角と前記第３及び第４の支持面が成す角が実質的に等しく、前記第１の補強部材は、前記第３及び第４の側面を前記第３及び第４の支持面にそれぞれ位置決め可能に構成されている。これによれば、光学素子をより高精度に位置決めした状態で固定することが可能となる。
【００１３】
また、前記第１の補強部材には、前記第１及び第２の支持面の間に切り欠き部が設けられていることが好ましい。このような切り欠き部を設ければ、光学素子の第１及び第２の側面を第１の補強部材の第１及び第２の支持面により確実に密着させることができるので、光学素子をより高精度に位置決めすることができるとともに、光学素子の角部の損傷を防止することが可能となる。
【００１４】
また、前記第１の光学素子には、前記第１及び第２の側面の間に面取り部が設けられていることが好ましい。このような面取り部を設ければ、第１の補強部材に切り欠き部を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施態様においては、前記光学素子には、少なくともファラデー回転子が含まれている。ファラデー回転子を含む光学素子は、光軸との相対的な位置関係に高い精度が要求されるが、本発明によれば、これを容易に達成することが可能となる。
【００１６】
本発明の好ましい実施態様においては、前記光学素子には、少なくとも光フィルタが含まれている。光フィルタを含む光学素子は、光軸との相対的な位置関係に高い精度が要求されるが、本発明によれば、これを容易に達成することが可能となる。
【００１７】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第１及び第２の補強部材の少なくとも一方の一部又は全部が磁石からなる。これによれば、部品点数を減らし、埋込型光部品を用いた光回路全体を小型化することが可能となる。
【００１８】
本発明の前記目的はまた、それぞれ第１及び第２の側面を有する複数の光学素子と、前記複数の光学素子に対して各々第１及び第２の支持面を有し対応する前記第１及び第２の支持面が成す角が対応する光学素子の前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しい第１の補強部材と、各光学素子の前記第１及び第２の側面を対応する前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めする第２の補強部材とを備えることを特徴とする埋込型光部品によって達成される。
【００１９】
本発明によれば、第２の補強部材によって複数の光学素子を確実に第１の補強部材に位置決めすることができることから、複数の光学素子に対して、簡単且つ高精度に光軸に対する位置決めを行うことが可能となる。
【００２０】
本発明の前記目的はまた、第１及び第２の補強部材を用いて複数の光学素子を固定するステップと、前記第１及び第２の補強部材を切断することにより、少なくとも一つの光学素子をそれぞれ含む複数の埋込型光部品に分離するステップとを備える埋込型光部品の製造方法であって、前記複数の光学素子はそれぞれ第１及び第２の側面を有し、前記第１の補強部材は前記複数の光学素子に対して各々第１及び第２の支持面を有し対応する前記第１及び第２の支持面が成す角が対応する光学素子の前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しく、前記第２の補強部材は各光学素子の前記第１及び第２の側面を対応する前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めするものであることを特徴とする埋込型光部品の製造方法によって達成される。
【００２１】
本発明によれば、第２の補強部材によって複数の光学素子を確実に第１の補強部材に位置決めすることが可能であるとともに、切断により複数の埋込型光部品に分離していることから、より少ない工程にて高精度に光軸に対する位置された複数の埋込型光部品を製造することができる。
【００２２】
また、本発明の光回路は、溝により分断された少なくとも一対の光導波路と、前記溝に挿入された本発明の埋込型光部品とを備える。これによれば、光軸のずれを最小限に抑え、高性能な光回路を構成することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態による埋込型光部品について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施の形態による埋込型光部品２の外観を示す略斜視図であり、図２は、図１に示す埋込型光部品２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本実施形態による埋込型光部品２は、光学素子４と、補強部材６と、補強部材８とから構成される。
【００２６】
光学素子４は、一方の主面４ａ及びその裏面に位置する他方の主面４ｂの形状が四角形である板状体の素子であり、図２に示すように、主面４ａ、４ｂに対して実質的に垂直である４つの側面Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１を有している。側面Ａ１と側面Ｃ１とは互いに対向する面であり、側面Ｂ１と側面Ｄ１とは互いに対向する面である。
【００２７】
補強部材６及び補強部材８は光学素子４を支持するための部材であり、いずれも断面が略Ｌ字状の板状体である。その厚さ（一方の主面６ａ又は８ａから他方の主面６ｂ又は８ｂまでの距離）は光学素子４の厚さ（一方の主面４ａから他方の主面４ｂまでの距離）とほぼ等しく設定されている。補強部材６及び補強部材８の材料としては特に限定されないが、機械的強度や加工性、小型化、信頼性などを考慮してその材料が選ばれる。
【００２８】
例えば、光ファイバ接着済みフェルールに埋め込む場合、このフェルール材質がジルコニアの場合は、補強部材にジルコニアを用いることで高信頼性を得ることができる。また加工性や価格などを考慮すると結晶化ガラスや硼珪酸ガラスを用いることが好ましい。その他、埋込型光部品を構成する機能材料を用いることもできる。例えば、光アイソレータの場合にはファラデー回転子への磁界印可磁石を補強部材に用いることにより、部品全体の小型化、低価格化を図ることができる。
【００２９】
例えば、光ファイバ接着済みフェルールに埋め込む場合、このフェルール材質がジルコニアの場合は、補強部材にジルコニアを用いることで高信頼性を得ることができる。また加工性や価格などを考慮するとや結晶化ガラスや硼珪酸ガラスを用いることが好ましい。その他、埋込型光部品を構成する機能材料を用いることもできる。例えば、光アイソレータの場合にはファラデー回転子への磁界印可磁石を補強部材に用いることにより、部品全体の小型化、低価格化を図ることができる。
【００３０】
補強部材６は、主面６ａ，６ｂに対して実質的に垂直である２つの支持面Ｅ１，Ｆ１及び接着面Ｇ１を有しており、これら支持面Ｅ１，Ｆ１がなす角θＥＦ１は、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１がなす角θＡＢ１と実質的に等しく設定されている。したがって、例えば、光学素子４の主面４ａ，４ｂの形状が正方形又は長方形であるために、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１がなす角θＡＢ１が約９０°である場合には、補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１がなす角θＥＦ１もまた約９０°に設定される。
【００３１】
補強部材８は、主面８ａ，８ｂに対して実質的に垂直である２つの支持面Ｈ１，Ｉ１及び接着面Ｊ１を有しており、これら支持面Ｈ１，Ｉ１がなす角θＨＩ１は、光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１がなす角θＣＤ１と実質的に等しく設定されている。したがって、例えば、光学素子４の主面４ａ，４ｂの形状が正方形又は長方形であるために、光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１がなす角θＣＤ１が約９０°である場合には、補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１がなす角θＨＩ１もまた約９０°に設定される。
【００３２】
ここで、光学素子４の側面Ａ１及び側面Ｂ１の交線Ｌ１１から、光学素子４の側面Ｂ１及び側面Ｃ１の交線Ｌ１２までの距離をＸ１とし、補強部材６の支持面Ｅ１及び支持面Ｆ１の交線Ｌ２１から、補強部材６の支持面Ｆ１及び接着面Ｇ１の交線Ｌ２２までの距離をＸ２とした場合、
Ｘ１＞Ｘ２
に設定されており、光学素子４の側面Ｃ１及び側面Ｄ１の交線Ｌ１３から、光学素子４の側面Ａ１及び側面Ｄ１の交線Ｌ１４までの距離をＸ３とし、補強部材８の支持面Ｈ１及び支持面Ｉ１の交線Ｌ３１から、補強部材８の支持面Ｉ１及び接着面Ｊ１の交線Ｌ３２までの距離をＸ４とした場合、
Ｘ３＞Ｘ４
に設定されている。
【００３３】
一方、光学素子４の交線Ｌ１１から交線Ｌ１４までの距離をＸ５とし、補強部材６の交線Ｌ２１から、補強部材６の支持面Ｅ１及び端面６ｃの交線Ｌ２３までの距離をＸ６とした場合、
Ｘ５＜Ｘ６
に設定されており、光学素子４の交線Ｌ１２から交線Ｌ１３との距離をＸ７とし、補強部材８の交線Ｌ３１から、補強部材８の支持面Ｈ１及び端面８ｃの交線Ｌ３３までの距離をＸ８とした場合、
Ｘ７＜Ｘ８
に設定されている。
【００３４】
このような構成を有する光学素子４、補強部材６及び補強部材８を用いて本実施形態による埋込型光部品２を作成する場合、光学素子４の側面Ａ１及び側面Ｂ１がそれぞれ補強部材６の支持面Ｅ１及び支持面Ｆ１に接するとともに、光学素子４の側面Ｃ１及び側面Ｄ１がそれぞれ補強部材８の支持面Ｈ１及び支持面Ｉ１に接するようこれらを組み立て、接着剤１０によって固定する。
【００３５】
この場合、補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１がなす角θＥＦ１が光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１がなす角θＡＢ１と実質的に等しく設定されていることから、光学素子４の側面Ａ１と補強部材６の支持面Ｅ１とをほぼ密着させることができると同時に、光学素子４の側面Ｂ１と補強部材６の支持面Ｆ１とをほぼ密着させることができる。同様に、補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１がなす角θＨＩ１が光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１がなす角θＣＤ１と実質的に等しく設定されていることから、光学素子４の側面Ｃ１と補強部材８の支持面Ｈ１とをほぼ密着させることができると同時に、光学素子４の側面Ｄ１と補強部材８の支持面Ｉ１とをほぼ密着させることができる。換言すれば、補強部材８によって、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１が補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めされるとともに、補強部材６によって、光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１が補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めされることになる。
【００３６】
したがって、光学素子４、補強部材６及び補強部材８を組み立てると、図１に示すように、補強部材６の接着面Ｇ１と補強部材８の支持面Ｈ１との間、並びに、補強部材８の接着面Ｊ１と補強部材６の支持面Ｅ１との間に隙間が形成される他は、光学素子４と補強部材６及び補強部材８とをほぼ密着させることができる。補強部材６の接着面Ｇ１と補強部材８の支持面Ｈ１との間に形成される隙間の距離はＸ１−Ｘ２で与えられ、補強部材８の接着面Ｊ１と補強部材６の支持面Ｅ１との間に形成される隙間の距離はＸ３−Ｘ４で与えられる。これら隙間はいずれも接着剤１０によって満たされ、これにより光学素子４、補強部材６及び補強部材８が一体化されて埋込型光部品２となる。
【００３７】
このように、本実施形態による埋込型光部品２は、上記構造を有する補強部材６及び補強部材８を用い、補強部材８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めするとともに、補強部材６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めしていることから、光学素子４が補強部材６及び補強部材８によって確実に固定される。これにより、光学素子４を補強部材６，８に対して高精度に位置決めすることが可能となる。
【００３８】
また、組み立て後において光学素子４の主面４ａ、４ｂを研磨加工すれば、光学素子４、補強部材６及び補強部材８の厚さの相違による段差を解消することが可能となる。
【００３９】
尚、上記実施形態による埋込型光部品２においては、補強部材６の支持面Ｅ１及び補強部材８の支持面Ｈ１が接着面を兼ねているが、これら支持面Ｅ１，Ｈ１とは別の接着面を設けても構わない。
【００４０】
次に、支持面Ｅ１，Ｈ１とは別の接着面を設けた実施形態について説明する。
【００４１】
図３は、本発明の好ましい他の実施形態による埋込型光部品１２の外観を示す略斜視図であり、図４は、図３に示す埋込型光部品１２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００４２】
図３及び図４に示す埋込型光部品１２は、光学素子４と、補強部材１６と、補強部材１８とから構成されており、補強部材１６は、支持面Ｅ１と平行な接着面Ｅ１’を備える点において図１及び図２に示す実施形態において用いた補強部材６と異なり、補強部材１８は、支持面Ｈ１と平行な接着面Ｈ１’を備える点において上記実施形態において用いた補強部材８と異なる。その他の点については上記実施形態による埋込型光部品２と同様である。
【００４３】
このような構成を用いた場合であっても、補強部材１８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材１６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めし、補強部材１６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材１８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めすることができることから、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４４】
また、図１及び図２に示した埋込型光部品２においては、距離Ｘ１とＸ２との関係、距離Ｘ３とＸ４との関係、距離Ｘ５とＸ６との関係、並びに、距離Ｘ７とＸ８との関係が上記の通りに設定されているが、一方の補強部材による光学素子４の位置決め、並びに、他方の補強部材による光学素子４の位置決めが可能であれば、距離Ｘ１，Ｘ３，Ｘ５，Ｘ７と距離Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８との関係がこれ以外であっても構わない。
【００４５】
次に、距離Ｘ１，Ｘ３，Ｘ５，Ｘ７と距離Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８との関係が上記実施形態とは異なる例について説明する。
【００４６】
図５は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品２２の外観を示す略斜視図であり、図６は、図５に示す埋込型光部品２２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００４７】
図５及び図６に示す埋込型光部品２２は、光学素子４と、補強部材２６と、補強部材２８とから構成されており、補強部材２６は、距離Ｘ１とＸ２との関係が
Ｘ１＜Ｘ２
に設定されている点において図１及び図２に示す実施形態において用いた補強部材６と異なり、補強部材２８は、距離Ｘ７とＸ８との関係が
Ｘ７＞Ｘ８
に設定されている点において上記実施形態において用いた補強部材８と異なる。その他の点については図１及び図２に示す実施形態による埋込型光部品２と同様である。
【００４８】
このような構成を用いた場合であっても、補強部材２８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材２６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めし、補強部材２６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材２８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めすることができることから、図１及び図２に示す実施形態と同様の効果を得ることが可能である。 さらに、図１乃至図６に示した埋込型光部品２，１２，２２においては、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１が補強部材８，１８，２８の底面８ｄ，１８ｄ，２８ｄと平行又は垂直であるが、光学素子の側面が補強部材の底面に対して斜めであっても構わない。
【００４９】
次に、光学素子の側面が補強部材の底面に対して斜めである実施形態について説明する。
【００５０】
図７は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品３２の外観を示す略斜視図であり、図８は、図７に示す埋込型光部品３２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００５１】
図７及び図８に示す埋込型光部品３２は、光学素子４と、補強部材３６と、補強部材３８とから構成されており、補強部材３６，３８の支持面Ｅ１，Ｆ１，Ｈ１，Ｉ１は、補強部材３８の底面３８ｄに対して斜めに形成されている。また、補強部材３６は、接着面Ｇ１と同一平面を構成する接着面Ｇ１’を備え、補強部材３８は、接着面Ｊ１と同一平面を構成する接着面Ｊ１’を備えている。本実施形態において距離Ｘ６は、補強部材３６の交線Ｌ２１から補強部材３６の支持面Ｅ１と接着面Ｇ１’との交線Ｌ２４までの距離によって定義され、距離Ｘ８は、補強部材３８の交線Ｌ３１から補強部材３８の支持面Ｈ１と接着面Ｊ１’との交線Ｌ３４までの距離によって定義される。本実施形態においては、距離Ｘ１，Ｘ３，Ｘ５，Ｘ７と距離Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８との関係が
Ｘ１＞Ｘ２、
Ｘ３＞Ｘ４、
Ｘ５＞Ｘ６、
Ｘ７＞Ｘ８
に設定されている。
【００５２】
このため、光学素子４、補強部材３６及び補強部材３８を組み合わせた場合、補強部材３６の接着面Ｇ１と補強部材３８の接着面Ｊ１’との間に隙間が形成されるとともに、補強部材３６の接着面Ｇ１’と補強部材３８の接着面Ｊ１との間に隙間が形成されることから、この隙間を接着剤１０で埋めれば、光学素子４、補強部材３６及び補強部材３８を固定することができる。
【００５３】
このような構成を用いた場合であっても、補強部材３８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材３６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めし、補強部材３６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材３８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めすることができることから、図１及び図２に示す実施形態と同様の効果を得ることが可能である。さらに、本実施態様においては、光学素子４の各側面が補強部材３８の底面３８ｄに対して斜めとなり、その角度も自由に設定可能であることから、光学素子４に複屈折素子等が含まれている場合、その光学軸を底面３８ｄに対して所望の角度に設定することが可能となる。
【００５４】
さらに、図１乃至図８に示した埋込型光部品２，１２，２２，３２においては、主面４ａ，４ｂの平面形状が四角形である光学素子４を用いているが、光学素子の形状としてはこれに限定されず、例えば、主面の形状が三角形等である光学素子を用いても構わない。
【００５５】
次に、光学素子の主面の形状が三角形である実施態様について説明する。
【００５６】
図９は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品４２の外観を示す略斜視図であり、図１０は、図９に示す埋込型光部品４２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００５７】
図９及び図１０に示すように、本実施形態による埋込型光部品４２は、図１及び図２に示した埋込型光部品２と同様、１つの光学素子４４と、２つの補強部材４６，４８とを備えて構成されているが、まず光学素子４４の主面４４ａ，４４ｂが三角形である点において図１及び図２に示した埋込型光部品２と大きく異なっており、これに伴い、補強部材４６，４８も対応する形状に設計されている。
【００５８】
光学素子４４は、主面４４ａ，４４ｂが三角形である板状体の素子であり、主面４４ａ，４４ｂに対して実質的に垂直である３つの側面Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を有している。補強部材４６及び補強部材４８は光学素子４４を支持するための部材であり、補強部材４８には三角形の切り込みが設けられている。
【００５９】
補強部材４６は、主面４６ａ，４６ｂに対して実質的に垂直である１つの支持面Ｄ２を有している。また、補強部材４８は、主面４８ａ，４８ｂに対して実質的に垂直である２つの支持面Ｅ２，Ｆ２及び２つの接着面Ｇ２，Ｈ２を有しており、これら支持面Ｅ２，Ｆ２がなす角θＥＦ２は、光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２がなす角θＡＢ２と実質的に等しく設定されている。したがって、光学素子４４の主面４４ａ，４４ｂの形状が正三角形であるために、光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２がなす角θＡＢ２が約６０°である場合には、補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２がなす角θＥＦ２もまた約６０°に設定される。接着面Ｇ２と接着面Ｈ２は、互いに同一平面を構成している。
【００６０】
本実施形態においては、光学素子４４の側面Ａ２及び側面Ｂ２の交線Ｌ４１から、光学素子４４の側面Ａ２及び側面Ｃ２の交線Ｌ４２までの距離をＸ１１とし、補強部材４８の支持面Ｅ２及び支持面Ｆ２の交線Ｌ５１から、補強部材４８の支持面Ｅ２及び接着面Ｇ２の交線Ｌ５２までの距離をＸ１２とした場合、
Ｘ１１＞Ｘ１２
に設定されており、光学素子４４の交線Ｌ４１から、光学素子４４の側面Ｂ２及び側面Ｃ２の交線Ｌ４３までの距離をＸ１３とし、補強部材４８の交線Ｌ５１から、補強部材４８の支持面Ｆ２及び接着面Ｈ２の交線Ｌ５３までの距離をＸ１４とした場合、
Ｘ１３＞Ｘ１４
に設定されている。
【００６１】
このような構成を有する光学素子４４、補強部材４６及び補強部材４８を用いて本実施形態による埋込型光部品４２を作成する場合、光学素子４４の側面Ａ２及び側面Ｂ２がそれぞれ補強部材４８の支持面Ｅ２及び支持面Ｆ２に接するとともに、光学素子４４の側面Ｃ２が補強部材１６の支持面Ｄ２に接するようこれらを組み立て、接着剤１０によって固定する。
【００６２】
この場合、補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２がなす角θＥＦ２が光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２がなす角θＡＢ２と実質的に等しく設定されていることから、光学素子４４の側面Ａ２と補強部材４８の支持面Ｅ２とをほぼ密着させることができると同時に、光学素子４４の側面Ｂ２と補強部材４８の支持面Ｆ２とをほぼ密着させることができる。つまり、補強部材４６によって、光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２が補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２にそれぞれ位置決めされることになる。
【００６３】
したがって、光学素子４４、補強部材４６及び補強部材４８を組み立てると、図９に示すように、補強部材４６の支持面Ｄ２と補強部材４８の接着面Ｇ２，Ｈ２との間に隙間が形成される他は、光学素子４４と補強部材４６及び補強部材４８とをほぼ密着させることができる。補強部材４６の支持面Ｄ２と補強部材４８の接着面Ｇ２，Ｈ２との間に形成される隙間は接着剤１０によって満たされ、これにより光学素子４４、補強部材４６及び補強部材４８が一体化されて埋込型光部品４２となる。
【００６４】
このように、本実施形態による埋込型光部品４２は、上記構造を有する補強部材４６及び補強部材４８を用い、補強部材４６によって光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２を補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２にそれぞれ位置決めしていることから、光学素子４４が補強部材４６及び補強部材４８によって確実に固定される。これにより、光学素子４４を高精度に位置決めすることが可能となる。
【００６５】
さて、補強部材６，８等の作製は、板状部材の切削加工によって行うことが可能であるが、このような加工にはある程度の誤差が生じることから、一対の支持面（Ｅ１とＦ１、Ｈ１とＩ１、Ｅ２とＦ２）により形成される交線（Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ５１）に対応する角部は、図１１に示すようにやや丸くなってしまうことがある。このような場合、光学素子４，４４の一対の側面（Ａ１とＢ１、Ｃ１とＤ１、Ａ２とＢ２）により形成される交線（Ｌ１１，Ｌ１３，Ｌ４１）に対応する角部が十分に鋭利であれば、光学素子４，４４の角部が補強部材６，８等の角部の丸くなっている部分に当たってしまうことから、光学素子４，４４の一対の側面を補強部材６，８等の対応する一対の支持面に密着させることができない。このため、光学素子４，４４を補強部材６，８等に正しく位置決めできなくなるおそれがあるとともに、光学素子４，４４の角部を損傷させるおそれがある。このような問題を解消するためには、図１２に示すように、一対の支持面（Ｅ１とＦ１、Ｈ１とＩ１、Ｅ２とＦ２）により形成される交線（Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ５１）部分に切り欠き５０を設ければよい。このような切り欠き５０は、一般に”逃げ”や”遊び”と言われるものである。このような切り欠き５０を補強部材６，８等に設ければ、光学素子４，４４の一対の側面を補強部材６，８等の対応する一対の支持面により確実に密着させることができるので、光学素子４，４４を補強部材６，８等により確実に位置決めさせることができるとともに、光学素子４，４４の角部の損傷を防止することが可能となる。
【００６６】
また上記の問題は、補強部材６，８等に切り欠き５０を設ける代わりに、図１３に示すように、光学素子４，４４の一対の側面（Ａ１とＢ１、Ｃ１とＤ１、Ａ２とＢ２）により形成される交線（Ｌ１１，Ｌ１３，Ｌ４１）部分に面取り部５２を設けることによっても解消することができる。もちろん、補強部材６，８等に切り欠き部５０を設けるとともに、光学素子４，４４に面取り部５２を設けても構わない。
【００６７】
上記各実施形態において用いたまた、光学素子４（４４）の種類としては特に限定されるものではないが、例えば、波長選択性を持った光フィルタ素子や、光非相反特性を持った光アイソレータ素子を用いることができる。
【００６８】
図１４は、光アイソレータ素子６０の構造を概略的に示す斜視図である。
【００６９】
図１４に示す光アイソレータ素子６０は、偏光を４５°回転させるファラデー回転子６２と、ファラデー回転子６２の対向する２つの表面にそれぞれ設けられ、通過偏光方向が互いに４５度異なる偏光子６４、偏光子６６によって構成され、磁界を光軸方向に印加することにより光非相反特性を得ることができる。光学素子４（４４）として図１４に示す光アイソレータ素子６０を用いる場合、一方の偏光子６４の表面６４ａが光学素子４（４４）の一方の主面４ａ（４４ａ）を構成し、他方の偏光子６６の表面６６ａが光学素子４（４４）の他方の主面４ｂ（４４ｂ）を構成する。
【００７０】
また、光学素子４（４４）として、光アイソレータ素子を用いる場合、一対の補強部材（補強部材６及び補強部材８等）の一方又は両方の一部又は全部として磁石を用いることにより、光アイソレータ素子に対して磁界を印加することができる。通常、光アイソレータ素子に対して磁界を印可する場合、補強部材とは別に磁石を用いる必要があるが、補強部材自体を磁石によって構成すれば、部品点数を減らし、埋込型光部品を用いた光回路全体を小型化することが可能である。
【００７１】
次に、以上説明した埋込型光部品を用いた光回路について説明する。 図１５は、本発明の好ましい実施の形態による光回路７０の外観（組み立て前の状態）を示す略斜視図であり、図１６は、図１５のＡ−Ａ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【００７２】
図１５に示す光回路７０は、埋込型光部品２、光ファイバ７２、光ファイバ７４及びフェルール７６から構成される。フェルール７６内には、光ファイバ７２と光ファイバ７４からなる一対の光ファイバが固定されており、溝７６ａを介してこれら光ファイバ７２と光ファイバ７４の終端部が対向している。溝７６ａには埋込型光部品２が挿入され、図１６に示すように、生じる隙間に光学接着剤７８を充填することにより溝７６ａ内に埋込型光部品２が固定される。ここで、溝７６ａの幅（光ファイバ７２の終端部から光ファイバ７４の終端部までの距離）は、埋込型光部品２が挿入可能な限度においてできる限り狭く設定することが好ましく、溝７６ａの底面７６ｂから光ファイバ７２，７４の終端部までの距離は、埋込型光部品２を挿入した場合、光ファイバ７２，７４の終端部が埋込型光部品２に含まれる光学素子４の主面４ａ，４ｂに対向するような距離に設定される。
【００７３】
これにより、溝７６ａに埋込型光部品２を挿入すると、図１６に示すように、光ファイバ７２と光ファイバ７４との間に光学素子４が介在することになるので、光ファイバ７２，７４を伝搬する光には光学素子４が持つ所定の光学特性が与えられ、光回路として機能することになる。したがって、光学素子４が光フィルタ素子であれば本光回路は光フィルタ回路として機能し、光学素子４が光アイソレータ素子であれば本光回路は光アイソレータ回路として機能することになる。
【００７４】
そして、上述の通り、埋込型光部品２に含まれる光学素子４は補強部材６，８によって正確に位置決めされていることから、溝７６ａの底面７６ｂと光学素子４の相対的な位置関係にはほとんどズレが生じず、その結果、光ファイバ７２，７４を伝搬する光の光軸と光学素子４との相対的な位置関係にもほとんどズレが生じない。したがって、光学素子４が光アイソレータ素子である場合のように、光軸と光学素子４との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であって 図１７は、本発明の好ましい他の実施の形態による光回路８０の外観（組み立て前の状態）を示す略斜視図であり、図１８は、図１７のＢ−Ｂ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【００７５】
図１７に示す光回路８０は、埋込型光部品２、導波路層８２及び基板８３から構成される。導波路層８２内には、溝８２ａによって分断された光導波路８４と光導波路８６からなる一対の埋込型導波路が設けられており、溝８２ａを介してこれら光導波路８４と光導波路８６の終端部が対向している。溝８２ａには埋込型光部品２が挿入され、図１８に示すように、生じる隙間に光学接着剤８８を充填することにより溝８２ａ内に埋込型光部品２が固定される。ここで、溝８２ａの幅（光導波路８４の終端部から光導波路８６の終端部までの距離）は、埋込型光部品２が挿入可能な限度においてできる限り狭く設定することが好ましく、溝８２ａの底面８２ｂから光導波路８４，８６の終端部までの距離は、埋込型光部品２を挿入した場合、光導波路８４，８６の終端部が埋込型光部品２に含まれる光学素子４の主面４ａ，４ｂに対向するような距離に設定される。
【００７６】
これにより、溝８２ａに埋込型光部品２を挿入すると、図１８に示すように、光導波路８４と光導波路８６との間に光学素子４が介在することになるので、光導波路８４，８６を伝搬する光には光学素子４が持つ所定の光学特性が与えられ、光回路として機能することになる。したがって、光学素子４が光フィルタ素子であれば本光回路は光フィルタ回路として機能し、光学素子４が光アイソレータ素子であれば本光回路は光アイソレータ回路として機能することになる。
【００７７】
そして、上述の通り、埋込型光部品２に含まれる光学素子４は補強部材６，８によって正確に位置決めされていることから、溝８２ａの底面８２ｂと光学素子４の相対的な位置関係にはほとんどズレが生じず、その結果、光導波路８４，８６を伝搬する光の光軸と光学素子４との相対的な位置関係にもほとんどズレが生じない。したがって、光学素子４が光アイソレータ素子である場合のように、光軸と光学素子４との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であっても、かかる要求を容易に満たすことが可能となる。
【００７８】
尚、上記光回路７０，８０においては、一例として図１及び図２に示した埋込型光回路２を用いたが、埋込型光回路２の代わりに既に説明した他の埋込型光回路を用いることも当然に可能である。
【００７９】
次に、本発明をアレイタイプの埋込型光学部品に適用した例について説明する。
【００８０】
図１９は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品９２の外観を示す略斜視図であり、図２０は、図１９に示す埋込型光部品９２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００８１】
図１９及び図２０に示す埋込型光部品９２は、複数の光学素子９４−１，９４−２，９４−３（これらをまとめて光学素子９４と呼ぶことがある）と、補強部材９６と、補強部材９８とから構成されており、補強部材９６は光学素子９４−１，９４−２，９４−３にそれぞれ対応したＬ字型領域９６−１，９６−２，９６−３を有し、補強部材９８は光学素子９４−１，９４−２，９４−３にそれぞれ対応したＬ字型領域９８−１，９８−２，９８−３を有している。補強部材９６のＬ字型領域９６−１，９６−２，９６−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材６と同じ役割を果たし、補強部材９８のＬ字型領域９８−１，９８−２，９８−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材８と同じ役割を果たす。つまり、各Ｌ字型領域と対応する光学素子との相対的な関係は、図１及び図２に示した補強部材６，８と光学素子４との相対的な関係と同じ関係を有する。したがって、各Ｌ字型領域の形状やサイズが対応する光学素子９４の形状やサイズに応じて設定されていれば、各光学素子９４の形状やサイズが互いに異なっていても構わない。
【００８２】
このため、光学素子９４−１，９４−２，９４−３と補強部材９６，９８とを組み合わせた場合、光学素子９４−１はＬ字型領域９６−１及びＬ字型領域９８−１によって位置決めされ、光学素子９４−２はＬ字型領域９６−２及びＬ字型領域９８−２によって位置決めされ、光学素子９４−３はＬ字型領域９６−３及びＬ字型領域９８−３によって位置決めされる。補強部材９６と補強部材９８との間に形成される隙間はいずれも接着剤１０によって満たされ、これにより複数の光学素子９４、補強部材９６及び補強部材９８が一体化されてアレイ状の埋込型光部品９２となる。
【００８３】
このようなアレイ状の埋込型光部品９２は、アレイ状の光導波路を分断して設けられた溝に挿入することによって、アレイ状の光回路を構成することが可能である。
【００８４】
図２１はアレイ状の光回路１２０の一例を示す分解斜視図である。光回路１２０は、基板１２２と、基板１２２上に設けられた導波路層１２４と、導波路層１２４内に設けられた複数対の光導波路１２６−１，１２６−２，１２６−３（これらをまとめて光導波路１２６と呼ぶことがある）及び１２８−１，１２８−２，１２８−３（これらをまとめて光導波路１２８と呼ぶことがある）と、これら複数対の光導波路を分断する溝１２４ａに挿入された埋込型光部品９２とを備えて構成される。
【００８５】
溝１２４ａの底面１２４ｂから光導波路１２６，１２８の終端部までの距離は、埋込型光部品９２を挿入した場合、光導波路１２６，１２８の終端部が埋込型光部品９２に含まれる光学素子９４の主面に対向するような距離に設定される。これにより、溝１２４ａに埋込型光部品９２を挿入すると、対応する光導波路間（光導波路１２６−１と光導波路１２８−１との間、光導波路１２６−２と光導波路１２８−２との間、光導波路１２６−３と光導波路１２８−３との間）に光学素子９４が介在することになるので、光導波路１２６，１２８を伝搬する光には光学素子９４が持つ所定の光学特性が与えられ、アレイ状の光回路として機能することになる。
【００８６】
尚、図１９及び図２０に示した埋込型光部品９２は、図１及び図２に示した埋込型光部品２をアレイ状としたものであるが、図３及び図４に示した埋込型光部品１２等、既に説明した他の埋込型光部品をアレイ状に構成することも可能である。
【００８７】
また、埋込型光部品９２は、図２２（ａ）で示す面で切断することにより、図２２（ｂ）に示すように複数の埋込型光部品９２−１、９２−２、９２−３を分離することができる。ここで、図２２（ａ）に示す切断面は、光学素子９４−１と光学素子９４−２との間及び光学素子９４−２と光学素子９４−３との間であり、好ましくは、Ｌ字型領域９６−１とＬ字型領域９８−２の間及びＬ字型領域９６−２とＬ字型領域９８−３との間である。
【００８８】
補強部材９６のＬ字型領域９６−１，９６−２，９６−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材６と同じ役割を果たし、補強部材９８のＬ字型領域９８−１，９８−２，９８−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材８と同じ役割を果たす。したがって、光学素子９４−１はＬ字型領域９６−１及びＬ字型領域９８−１によって位置決めされ、光学素子９４−２はＬ字型領域９６−２及びＬ字型領域９８−２によって位置決めされ、光学素子９４−３はＬ字型領域９６−３及びＬ字型領域９８−３によって位置決めされる。
【００８９】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００９０】
例えば、上記各実施形態にかかる埋込型光部品は、主面が四角形又は三角形である光学素子を用いているが、本発明において用いる光学素子の形状は特に限定されず、六角形等の多角形であっても構わないし、扇形のように一部の辺が曲面であっても構わない。
【００９１】
また、上記各実施形態にかかる埋込型光部品においては、光学素子の隣り合う一対の側面（例えば側面Ａ１と側面Ｂ１）を補強部材の隣り合う一対の支持面（例えば側面Ｅ１と側面Ｆ１）に位置決めしているが、これら一対の側面や一対の支持面が互いに隣り合う側面又は支持面である必要はなく、これらの間に他の側面又は支持面が存在していても構わない。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学素子の一対の側面を補強部材の一対の支持面に位置決めすることができることから、光学素子を高精度に位置決めした状態で補強部材に固定することが可能となる。このため、光軸と光学素子との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であっても、かかる要求を容易に満たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態による埋込型光部品２の外観を示す略斜視図である。
【図２】図１に示す埋込型光部品２の分解斜視図である。
【図３】本発明の好ましい他の実施形態による埋込型光部品１２の外観を示す略斜視図である。
【図４】図３に示す埋込型光部品１２の分解斜視図である。
【図５】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品２２の外観を示す略斜視図である。
【図６】図５に示す埋込型光部品２２の分解斜視図である。
【図７】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品３２の外観を示す略斜視図である。
【図８】図７に示す埋込型光部品３２の分解斜視図である。
【図９】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品４２の外観を示す略斜視図である。
【図１０】図９に示す埋込型光部品４２の分解斜視図である。
【図１１】補強部材の角部が丸くなっている状態を示す部分斜視図である。
【図１２】補強部材の角部に切り欠き部５０を設けた状態を示す部分斜視図である。
【図１３】光学素子の角部に面取り部５２を設けた状態を示す部分斜視図である。
【図１４】光アイソレータ素子６０の構造を概略的に示す斜視図である。
【図１５】本発明の好ましい実施の形態による光回路７０の組み立て前における外観を示す略斜視図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【図１７】本発明の好ましい他の実施の形態による光回路８０の組み立て前における外観を示す略斜視図である。
【図１８】図１７のＢ−ｂ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【図１９】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品９２の外観を示す略斜視図である。
【図２０】図１９に示す埋込型光部品９２の分解斜視図である。
【図２１】本発明の好ましいさらに他の実施形態による光回路１２０の組み立て前における外観を示す略斜視図である。
【図２２】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品９２から埋込型光部品２を製造する過程を示す図である。
【図２３】従来の埋込型光部品１００の外観を示す略斜視図である。
【図２４】従来の埋込型光部品１００を各要素に分解した状態を示す分解斜視図である。
【図２５】従来の埋込型光部品１００を用いた光回路を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
２、１２、２２、３２、４２、９２、１００ 埋込型光部品
４、４４、９４、９４−１、９４−２、９４−３、１０４ 光学素子
４ａ、４ｂ、４４ａ、４４ｂ、１０４ａ、１０４ｂ 光学素子の主面
６、８、１６、１８、２６、２８、３６、３８、４６、４８、９６、９８、１０２ 補強部材
６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ 補強部材の主面
６ｃ、８ｃ 補強部材の端面
８ｄ、１８ｄ、２８ｄ、３８ｄ 補強部材の底面
１０、１０６ 接着剤
７８、８８ 光学接着剤
５０ 切り欠き部
５２ 面取り部
６０ 光アイソレータ素子
６２ ファラデー回転子
６４、６６ 偏光子
６４ａ、６６ａ 偏光子の表面
７０、８０、１２０ 光回路
７２、７４ 光ファイバ
７６ フェルール
７６ａ、８２ａ、１１２、１２４ａ 溝
７６ｂ、８２ｂ、１２４ｂ 溝の底面
８２、１２４ 導波路層
８３、１２２ 基板
８４、８６、１０８、１１０、１２６−１、１２６−２、１２６−３、１２８−１、１２８−２、１２８−３ 光導波路
９６−１、９６−２、９６−３、９８−１、９８−２、９８−３ Ｌ字型領域
１０２ａ 凹部
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２ 光学素子の側面
Ｅ１，Ｆ１，Ｈ１，Ｉ１，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２ 補強部材の支持面
Ｇ１，Ｊ１，Ｅ１’，Ｈ１’，Ｇ１’，Ｊ１’，Ｇ２，Ｈ２ 補強部材の接着面
Ｌ１１〜Ｌ１４、Ｌ２１〜Ｌ２４、Ｌ３１〜Ｌ３４、Ｌ４１〜Ｌ４３、Ｌ５１〜Ｌ５３ 交線
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋込型光部品及びその製造方法並びに埋込型光部品を用いた光回路に関し、特に光学素子とこれを支持する補強部材とを有する埋込型光部品及びその製造方法並びに埋込型光部品を用いた光回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報伝送の高速化・大容量化を達成すべく光通信が幅広く利用されている。光通信においては、目的に応じ、光導波路（光ファイバや埋込型光導波路）の所定の部分に光アイソレータや光フィルタ等が適宜挿入され、光回路が構成される。
【０００３】
光アイソレータ等の光非相反デバイスは、特許文献１に記載されているように、一般にファラデー回転子や偏光子等からなる光アイソレータ素子が２つのレンズ間に配置された構成を有しており、光フィルタについても特許文献２に記載されているように、一般に２つのレンズ間に光フィルタ素子が配置された構成を有している。
【０００４】
しかしながら、このような構成を有する光回路は部品点数が多いことから小型化が困難であるとともに、精密な光軸調整が必要であることから製造コストが高くなるという問題があった。このため、レンズを用いることなく、光導波路を分断して設けられた溝に単一の光部品を直接挿入するタイプの光回路が注目されている。光導波路を分断して設けられた溝に直接挿入可能な光部品は、一般に「埋込型光部品」と呼ばれている。
【０００５】
図２３は従来の埋込型光部品の外観を示す略斜視図であり、図２４は図２３に示す埋込型光部品を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【０００６】
図２３に示すように、従来の埋込型光部品１００は、補強部材１０２と光学素子１０４によって構成されている。補強部材１０２は光学素子１０４を支持するための部材であり、補強部材１０２の凹部１０２ａに光学素子１０４を収容した後、生じる隙間を接着剤１０６で埋め、光学素子１０４を固定することによって埋込型光部品１００が完成する。組み立て後（図２３参照）においては、光学素子１０４の一方の主面１０４ａ及びその裏面に位置する他方の主面１０４ｂが露出する板状体となる。このような構成を有する埋込型光部品１００は、図２５に示すように、一方の主面１０４ａが一方の光導波路１０８に対向し、他方の主面１０４ｂ（図２５には示されていない）が他方の光導波路１１０に対向するよう、これら光導波路を分断する溝１１２に挿入され、これによって光回路が構成される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−６８９１０号公報
【特許文献２】
特開平９−６８６６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学素子は、通常、そのサイズが非常に小さいことから、従来の埋込型光部品１００では、補強部材１０２の凹部１０２ａの中に光学素子１０４を正しく位置決めすることは困難である。このため従来の埋込型光部品１００においては、これを溝１１２に挿入した場合に、光導波路１０８，１１０を伝搬する光の光軸と光学素子１０４との相対的な位置関係に誤差が生じるという問題があった。このような問題は、光軸と光学素子１０４との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合において特に顕著となる。このため、例えば、光学素子１０４がファラデー回転子や偏光子等からなる光アイソレータ素子である場合には、光軸と光学素子１０４との相対的な位置関係によって生じる光軸ずれにより、光学特性が大きく変動するという深刻な問題が発生する。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、光学素子が高精度に位置決めされた埋込型光部品及びその製造方法並びに埋込型光部品を用いた光回路を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、第１及び第２の側面を有する光学素子と、第１及び第２の支持面を有し、これらが成す角が前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しい第１の補強部材と、前記第１及び第２の側面を前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めする第２の補強部材とを備えることを特徴とする埋込型光部品によって達成される。
【００１１】
本発明によれば、第２の補強部材によって光学素子が確実に第１の補強部材に位置決めされることから、光学素子を高精度に位置決めした状態で固定することが可能となる。このため、光軸と光学素子との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であっても、かかる要求を容易に満たすことが可能となる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、前記光学素子は第３及び第４の側面をさらに有し、前記第２の補強部材は第３及び第４の支持面を有しており、前記第３及び第４の側面が成す角と前記第３及び第４の支持面が成す角が実質的に等しく、前記第１の補強部材は、前記第３及び第４の側面を前記第３及び第４の支持面にそれぞれ位置決め可能に構成されている。これによれば、光学素子をより高精度に位置決めした状態で固定することが可能となる。
【００１３】
また、前記第１の補強部材には、前記第１及び第２の支持面の間に切り欠き部が設けられていることが好ましい。このような切り欠き部を設ければ、光学素子の第１及び第２の側面を第１の補強部材の第１及び第２の支持面により確実に密着させることができるので、光学素子をより高精度に位置決めすることができるとともに、光学素子の角部の損傷を防止することが可能となる。
【００１４】
また、前記第１の光学素子には、前記第１及び第２の側面の間に面取り部が設けられていることが好ましい。このような面取り部を設ければ、第１の補強部材に切り欠き部を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施態様においては、前記光学素子には、少なくともファラデー回転子が含まれている。ファラデー回転子を含む光学素子は、光軸との相対的な位置関係に高い精度が要求されるが、本発明によれば、これを容易に達成することが可能となる。
【００１６】
本発明の好ましい実施態様においては、前記光学素子には、少なくとも光フィルタが含まれている。光フィルタを含む光学素子は、光軸との相対的な位置関係に高い精度が要求されるが、本発明によれば、これを容易に達成することが可能となる。
【００１７】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記第１及び第２の補強部材の少なくとも一方の一部又は全部が磁石からなる。これによれば、部品点数を減らし、埋込型光部品を用いた光回路全体を小型化することが可能となる。
【００１８】
本発明の前記目的はまた、それぞれ第１及び第２の側面を有する複数の光学素子と、前記複数の光学素子に対して各々第１及び第２の支持面を有し対応する前記第１及び第２の支持面が成す角が対応する光学素子の前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しい第１の補強部材と、各光学素子の前記第１及び第２の側面を対応する前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めする第２の補強部材とを備えることを特徴とする埋込型光部品によって達成される。
【００１９】
本発明によれば、第２の補強部材によって複数の光学素子を確実に第１の補強部材に位置決めすることができることから、複数の光学素子に対して、簡単且つ高精度に光軸に対する位置決めを行うことが可能となる。
【００２０】
本発明の前記目的はまた、第１及び第２の補強部材を用いて複数の光学素子を固定するステップと、前記第１及び第２の補強部材を切断することにより、少なくとも一つの光学素子をそれぞれ含む複数の埋込型光部品に分離するステップとを備える埋込型光部品の製造方法であって、前記複数の光学素子はそれぞれ第１及び第２の側面を有し、前記第１の補強部材は前記複数の光学素子に対して各々第１及び第２の支持面を有し対応する前記第１及び第２の支持面が成す角が対応する光学素子の前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しく、前記第２の補強部材は各光学素子の前記第１及び第２の側面を対応する前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めするものであることを特徴とする埋込型光部品の製造方法によって達成される。
【００２１】
本発明によれば、第２の補強部材によって複数の光学素子を確実に第１の補強部材に位置決めすることが可能であるとともに、切断により複数の埋込型光部品に分離していることから、より少ない工程にて高精度に光軸に対する位置された複数の埋込型光部品を製造することができる。
【００２２】
また、本発明の光回路は、溝により分断された少なくとも一対の光導波路と、前記溝に挿入された本発明の埋込型光部品とを備える。これによれば、光軸のずれを最小限に抑え、高性能な光回路を構成することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態による埋込型光部品について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施の形態による埋込型光部品２の外観を示す略斜視図であり、図２は、図１に示す埋込型光部品２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本実施形態による埋込型光部品２は、光学素子４と、補強部材６と、補強部材８とから構成される。
【００２６】
光学素子４は、一方の主面４ａ及びその裏面に位置する他方の主面４ｂの形状が四角形である板状体の素子であり、図２に示すように、主面４ａ、４ｂに対して実質的に垂直である４つの側面Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１を有している。側面Ａ１と側面Ｃ１とは互いに対向する面であり、側面Ｂ１と側面Ｄ１とは互いに対向する面である。
【００２７】
補強部材６及び補強部材８は光学素子４を支持するための部材であり、いずれも断面が略Ｌ字状の板状体である。その厚さ（一方の主面６ａ又は８ａから他方の主面６ｂ又は８ｂまでの距離）は光学素子４の厚さ（一方の主面４ａから他方の主面４ｂまでの距離）とほぼ等しく設定されている。補強部材６及び補強部材８の材料としては特に限定されないが、機械的強度や加工性、小型化、信頼性などを考慮してその材料が選ばれる。
【００２８】
例えば、光ファイバ接着済みフェルールに埋め込む場合、このフェルール材質がジルコニアの場合は、補強部材にジルコニアを用いることで高信頼性を得ることができる。また加工性や価格などを考慮すると結晶化ガラスや硼珪酸ガラスを用いることが好ましい。その他、埋込型光部品を構成する機能材料を用いることもできる。例えば、光アイソレータの場合にはファラデー回転子への磁界印可磁石を補強部材に用いることにより、部品全体の小型化、低価格化を図ることができる。
【００２９】
例えば、光ファイバ接着済みフェルールに埋め込む場合、このフェルール材質がジルコニアの場合は、補強部材にジルコニアを用いることで高信頼性を得ることができる。また加工性や価格などを考慮するとや結晶化ガラスや硼珪酸ガラスを用いることが好ましい。その他、埋込型光部品を構成する機能材料を用いることもできる。例えば、光アイソレータの場合にはファラデー回転子への磁界印可磁石を補強部材に用いることにより、部品全体の小型化、低価格化を図ることができる。
【００３０】
補強部材６は、主面６ａ，６ｂに対して実質的に垂直である２つの支持面Ｅ１，Ｆ１及び接着面Ｇ１を有しており、これら支持面Ｅ１，Ｆ１がなす角θＥＦ１は、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１がなす角θＡＢ１と実質的に等しく設定されている。したがって、例えば、光学素子４の主面４ａ，４ｂの形状が正方形又は長方形であるために、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１がなす角θＡＢ１が約９０°である場合には、補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１がなす角θＥＦ１もまた約９０°に設定される。
【００３１】
補強部材８は、主面８ａ，８ｂに対して実質的に垂直である２つの支持面Ｈ１，Ｉ１及び接着面Ｊ１を有しており、これら支持面Ｈ１，Ｉ１がなす角θＨＩ１は、光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１がなす角θＣＤ１と実質的に等しく設定されている。したがって、例えば、光学素子４の主面４ａ，４ｂの形状が正方形又は長方形であるために、光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１がなす角θＣＤ１が約９０°である場合には、補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１がなす角θＨＩ１もまた約９０°に設定される。
【００３２】
ここで、光学素子４の側面Ａ１及び側面Ｂ１の交線Ｌ１１から、光学素子４の側面Ｂ１及び側面Ｃ１の交線Ｌ１２までの距離をＸ１とし、補強部材６の支持面Ｅ１及び支持面Ｆ１の交線Ｌ２１から、補強部材６の支持面Ｆ１及び接着面Ｇ１の交線Ｌ２２までの距離をＸ２とした場合、
Ｘ１＞Ｘ２
に設定されており、光学素子４の側面Ｃ１及び側面Ｄ１の交線Ｌ１３から、光学素子４の側面Ａ１及び側面Ｄ１の交線Ｌ１４までの距離をＸ３とし、補強部材８の支持面Ｈ１及び支持面Ｉ１の交線Ｌ３１から、補強部材８の支持面Ｉ１及び接着面Ｊ１の交線Ｌ３２までの距離をＸ４とした場合、
Ｘ３＞Ｘ４
に設定されている。
【００３３】
一方、光学素子４の交線Ｌ１１から交線Ｌ１４までの距離をＸ５とし、補強部材６の交線Ｌ２１から、補強部材６の支持面Ｅ１及び端面６ｃの交線Ｌ２３までの距離をＸ６とした場合、
Ｘ５＜Ｘ６
に設定されており、光学素子４の交線Ｌ１２から交線Ｌ１３との距離をＸ７とし、補強部材８の交線Ｌ３１から、補強部材８の支持面Ｈ１及び端面８ｃの交線Ｌ３３までの距離をＸ８とした場合、
Ｘ７＜Ｘ８
に設定されている。
【００３４】
このような構成を有する光学素子４、補強部材６及び補強部材８を用いて本実施形態による埋込型光部品２を作成する場合、光学素子４の側面Ａ１及び側面Ｂ１がそれぞれ補強部材６の支持面Ｅ１及び支持面Ｆ１に接するとともに、光学素子４の側面Ｃ１及び側面Ｄ１がそれぞれ補強部材８の支持面Ｈ１及び支持面Ｉ１に接するようこれらを組み立て、接着剤１０によって固定する。
【００３５】
この場合、補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１がなす角θＥＦ１が光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１がなす角θＡＢ１と実質的に等しく設定されていることから、光学素子４の側面Ａ１と補強部材６の支持面Ｅ１とをほぼ密着させることができると同時に、光学素子４の側面Ｂ１と補強部材６の支持面Ｆ１とをほぼ密着させることができる。同様に、補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１がなす角θＨＩ１が光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１がなす角θＣＤ１と実質的に等しく設定されていることから、光学素子４の側面Ｃ１と補強部材８の支持面Ｈ１とをほぼ密着させることができると同時に、光学素子４の側面Ｄ１と補強部材８の支持面Ｉ１とをほぼ密着させることができる。換言すれば、補強部材８によって、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１が補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めされるとともに、補強部材６によって、光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１が補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めされることになる。
【００３６】
したがって、光学素子４、補強部材６及び補強部材８を組み立てると、図１に示すように、補強部材６の接着面Ｇ１と補強部材８の支持面Ｈ１との間、並びに、補強部材８の接着面Ｊ１と補強部材６の支持面Ｅ１との間に隙間が形成される他は、光学素子４と補強部材６及び補強部材８とをほぼ密着させることができる。補強部材６の接着面Ｇ１と補強部材８の支持面Ｈ１との間に形成される隙間の距離はＸ１−Ｘ２で与えられ、補強部材８の接着面Ｊ１と補強部材６の支持面Ｅ１との間に形成される隙間の距離はＸ３−Ｘ４で与えられる。これら隙間はいずれも接着剤１０によって満たされ、これにより光学素子４、補強部材６及び補強部材８が一体化されて埋込型光部品２となる。
【００３７】
このように、本実施形態による埋込型光部品２は、上記構造を有する補強部材６及び補強部材８を用い、補強部材８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めするとともに、補強部材６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めしていることから、光学素子４が補強部材６及び補強部材８によって確実に固定される。これにより、光学素子４を補強部材６，８に対して高精度に位置決めすることが可能となる。
【００３８】
また、組み立て後において光学素子４の主面４ａ、４ｂを研磨加工すれば、光学素子４、補強部材６及び補強部材８の厚さの相違による段差を解消することが可能となる。
【００３９】
尚、上記実施形態による埋込型光部品２においては、補強部材６の支持面Ｅ１及び補強部材８の支持面Ｈ１が接着面を兼ねているが、これら支持面Ｅ１，Ｈ１とは別の接着面を設けても構わない。
【００４０】
次に、支持面Ｅ１，Ｈ１とは別の接着面を設けた実施形態について説明する。
【００４１】
図３は、本発明の好ましい他の実施形態による埋込型光部品１２の外観を示す略斜視図であり、図４は、図３に示す埋込型光部品１２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００４２】
図３及び図４に示す埋込型光部品１２は、光学素子４と、補強部材１６と、補強部材１８とから構成されており、補強部材１６は、支持面Ｅ１と平行な接着面Ｅ１’を備える点において図１及び図２に示す実施形態において用いた補強部材６と異なり、補強部材１８は、支持面Ｈ１と平行な接着面Ｈ１’を備える点において上記実施形態において用いた補強部材８と異なる。その他の点については上記実施形態による埋込型光部品２と同様である。
【００４３】
このような構成を用いた場合であっても、補強部材１８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材１６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めし、補強部材１６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材１８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めすることができることから、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４４】
また、図１及び図２に示した埋込型光部品２においては、距離Ｘ１とＸ２との関係、距離Ｘ３とＸ４との関係、距離Ｘ５とＸ６との関係、並びに、距離Ｘ７とＸ８との関係が上記の通りに設定されているが、一方の補強部材による光学素子４の位置決め、並びに、他方の補強部材による光学素子４の位置決めが可能であれば、距離Ｘ１，Ｘ３，Ｘ５，Ｘ７と距離Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８との関係がこれ以外であっても構わない。
【００４５】
次に、距離Ｘ１，Ｘ３，Ｘ５，Ｘ７と距離Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８との関係が上記実施形態とは異なる例について説明する。
【００４６】
図５は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品２２の外観を示す略斜視図であり、図６は、図５に示す埋込型光部品２２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００４７】
図５及び図６に示す埋込型光部品２２は、光学素子４と、補強部材２６と、補強部材２８とから構成されており、補強部材２６は、距離Ｘ１とＸ２との関係が
Ｘ１＜Ｘ２
に設定されている点において図１及び図２に示す実施形態において用いた補強部材６と異なり、補強部材２８は、距離Ｘ７とＸ８との関係が
Ｘ７＞Ｘ８
に設定されている点において上記実施形態において用いた補強部材８と異なる。その他の点については図１及び図２に示す実施形態による埋込型光部品２と同様である。
【００４８】
このような構成を用いた場合であっても、補強部材２８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材２６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めし、補強部材２６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材２８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めすることができることから、図１及び図２に示す実施形態と同様の効果を得ることが可能である。 さらに、図１乃至図６に示した埋込型光部品２，１２，２２においては、光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１が補強部材８，１８，２８の底面８ｄ，１８ｄ，２８ｄと平行又は垂直であるが、光学素子の側面が補強部材の底面に対して斜めであっても構わない。
【００４９】
次に、光学素子の側面が補強部材の底面に対して斜めである実施形態について説明する。
【００５０】
図７は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品３２の外観を示す略斜視図であり、図８は、図７に示す埋込型光部品３２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００５１】
図７及び図８に示す埋込型光部品３２は、光学素子４と、補強部材３６と、補強部材３８とから構成されており、補強部材３６，３８の支持面Ｅ１，Ｆ１，Ｈ１，Ｉ１は、補強部材３８の底面３８ｄに対して斜めに形成されている。また、補強部材３６は、接着面Ｇ１と同一平面を構成する接着面Ｇ１’を備え、補強部材３８は、接着面Ｊ１と同一平面を構成する接着面Ｊ１’を備えている。本実施形態において距離Ｘ６は、補強部材３６の交線Ｌ２１から補強部材３６の支持面Ｅ１と接着面Ｇ１’との交線Ｌ２４までの距離によって定義され、距離Ｘ８は、補強部材３８の交線Ｌ３１から補強部材３８の支持面Ｈ１と接着面Ｊ１’との交線Ｌ３４までの距離によって定義される。本実施形態においては、距離Ｘ１，Ｘ３，Ｘ５，Ｘ７と距離Ｘ２，Ｘ４，Ｘ６，Ｘ８との関係が
Ｘ１＞Ｘ２、
Ｘ３＞Ｘ４、
Ｘ５＞Ｘ６、
Ｘ７＞Ｘ８
に設定されている。
【００５２】
このため、光学素子４、補強部材３６及び補強部材３８を組み合わせた場合、補強部材３６の接着面Ｇ１と補強部材３８の接着面Ｊ１’との間に隙間が形成されるとともに、補強部材３６の接着面Ｇ１’と補強部材３８の接着面Ｊ１との間に隙間が形成されることから、この隙間を接着剤１０で埋めれば、光学素子４、補強部材３６及び補強部材３８を固定することができる。
【００５３】
このような構成を用いた場合であっても、補強部材３８によって光学素子４の側面Ａ１，Ｂ１を補強部材３６の支持面Ｅ１，Ｆ１にそれぞれ位置決めし、補強部材３６によって光学素子４の側面Ｃ１，Ｄ１を補強部材３８の支持面Ｈ１，Ｉ１にそれぞれ位置決めすることができることから、図１及び図２に示す実施形態と同様の効果を得ることが可能である。さらに、本実施態様においては、光学素子４の各側面が補強部材３８の底面３８ｄに対して斜めとなり、その角度も自由に設定可能であることから、光学素子４に複屈折素子等が含まれている場合、その光学軸を底面３８ｄに対して所望の角度に設定することが可能となる。
【００５４】
さらに、図１乃至図８に示した埋込型光部品２，１２，２２，３２においては、主面４ａ，４ｂの平面形状が四角形である光学素子４を用いているが、光学素子の形状としてはこれに限定されず、例えば、主面の形状が三角形等である光学素子を用いても構わない。
【００５５】
次に、光学素子の主面の形状が三角形である実施態様について説明する。
【００５６】
図９は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品４２の外観を示す略斜視図であり、図１０は、図９に示す埋込型光部品４２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００５７】
図９及び図１０に示すように、本実施形態による埋込型光部品４２は、図１及び図２に示した埋込型光部品２と同様、１つの光学素子４４と、２つの補強部材４６，４８とを備えて構成されているが、まず光学素子４４の主面４４ａ，４４ｂが三角形である点において図１及び図２に示した埋込型光部品２と大きく異なっており、これに伴い、補強部材４６，４８も対応する形状に設計されている。
【００５８】
光学素子４４は、主面４４ａ，４４ｂが三角形である板状体の素子であり、主面４４ａ，４４ｂに対して実質的に垂直である３つの側面Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を有している。補強部材４６及び補強部材４８は光学素子４４を支持するための部材であり、補強部材４８には三角形の切り込みが設けられている。
【００５９】
補強部材４６は、主面４６ａ，４６ｂに対して実質的に垂直である１つの支持面Ｄ２を有している。また、補強部材４８は、主面４８ａ，４８ｂに対して実質的に垂直である２つの支持面Ｅ２，Ｆ２及び２つの接着面Ｇ２，Ｈ２を有しており、これら支持面Ｅ２，Ｆ２がなす角θＥＦ２は、光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２がなす角θＡＢ２と実質的に等しく設定されている。したがって、光学素子４４の主面４４ａ，４４ｂの形状が正三角形であるために、光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２がなす角θＡＢ２が約６０°である場合には、補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２がなす角θＥＦ２もまた約６０°に設定される。接着面Ｇ２と接着面Ｈ２は、互いに同一平面を構成している。
【００６０】
本実施形態においては、光学素子４４の側面Ａ２及び側面Ｂ２の交線Ｌ４１から、光学素子４４の側面Ａ２及び側面Ｃ２の交線Ｌ４２までの距離をＸ１１とし、補強部材４８の支持面Ｅ２及び支持面Ｆ２の交線Ｌ５１から、補強部材４８の支持面Ｅ２及び接着面Ｇ２の交線Ｌ５２までの距離をＸ１２とした場合、
Ｘ１１＞Ｘ１２
に設定されており、光学素子４４の交線Ｌ４１から、光学素子４４の側面Ｂ２及び側面Ｃ２の交線Ｌ４３までの距離をＸ１３とし、補強部材４８の交線Ｌ５１から、補強部材４８の支持面Ｆ２及び接着面Ｈ２の交線Ｌ５３までの距離をＸ１４とした場合、
Ｘ１３＞Ｘ１４
に設定されている。
【００６１】
このような構成を有する光学素子４４、補強部材４６及び補強部材４８を用いて本実施形態による埋込型光部品４２を作成する場合、光学素子４４の側面Ａ２及び側面Ｂ２がそれぞれ補強部材４８の支持面Ｅ２及び支持面Ｆ２に接するとともに、光学素子４４の側面Ｃ２が補強部材１６の支持面Ｄ２に接するようこれらを組み立て、接着剤１０によって固定する。
【００６２】
この場合、補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２がなす角θＥＦ２が光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２がなす角θＡＢ２と実質的に等しく設定されていることから、光学素子４４の側面Ａ２と補強部材４８の支持面Ｅ２とをほぼ密着させることができると同時に、光学素子４４の側面Ｂ２と補強部材４８の支持面Ｆ２とをほぼ密着させることができる。つまり、補強部材４６によって、光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２が補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２にそれぞれ位置決めされることになる。
【００６３】
したがって、光学素子４４、補強部材４６及び補強部材４８を組み立てると、図９に示すように、補強部材４６の支持面Ｄ２と補強部材４８の接着面Ｇ２，Ｈ２との間に隙間が形成される他は、光学素子４４と補強部材４６及び補強部材４８とをほぼ密着させることができる。補強部材４６の支持面Ｄ２と補強部材４８の接着面Ｇ２，Ｈ２との間に形成される隙間は接着剤１０によって満たされ、これにより光学素子４４、補強部材４６及び補強部材４８が一体化されて埋込型光部品４２となる。
【００６４】
このように、本実施形態による埋込型光部品４２は、上記構造を有する補強部材４６及び補強部材４８を用い、補強部材４６によって光学素子４４の側面Ａ２，Ｂ２を補強部材４８の支持面Ｅ２，Ｆ２にそれぞれ位置決めしていることから、光学素子４４が補強部材４６及び補強部材４８によって確実に固定される。これにより、光学素子４４を高精度に位置決めすることが可能となる。
【００６５】
さて、補強部材６，８等の作製は、板状部材の切削加工によって行うことが可能であるが、このような加工にはある程度の誤差が生じることから、一対の支持面（Ｅ１とＦ１、Ｈ１とＩ１、Ｅ２とＦ２）により形成される交線（Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ５１）に対応する角部は、図１１に示すようにやや丸くなってしまうことがある。このような場合、光学素子４，４４の一対の側面（Ａ１とＢ１、Ｃ１とＤ１、Ａ２とＢ２）により形成される交線（Ｌ１１，Ｌ１３，Ｌ４１）に対応する角部が十分に鋭利であれば、光学素子４，４４の角部が補強部材６，８等の角部の丸くなっている部分に当たってしまうことから、光学素子４，４４の一対の側面を補強部材６，８等の対応する一対の支持面に密着させることができない。このため、光学素子４，４４を補強部材６，８等に正しく位置決めできなくなるおそれがあるとともに、光学素子４，４４の角部を損傷させるおそれがある。このような問題を解消するためには、図１２に示すように、一対の支持面（Ｅ１とＦ１、Ｈ１とＩ１、Ｅ２とＦ２）により形成される交線（Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ５１）部分に切り欠き５０を設ければよい。このような切り欠き５０は、一般に”逃げ”や”遊び”と言われるものである。このような切り欠き５０を補強部材６，８等に設ければ、光学素子４，４４の一対の側面を補強部材６，８等の対応する一対の支持面により確実に密着させることができるので、光学素子４，４４を補強部材６，８等により確実に位置決めさせることができるとともに、光学素子４，４４の角部の損傷を防止することが可能となる。
【００６６】
また上記の問題は、補強部材６，８等に切り欠き５０を設ける代わりに、図１３に示すように、光学素子４，４４の一対の側面（Ａ１とＢ１、Ｃ１とＤ１、Ａ２とＢ２）により形成される交線（Ｌ１１，Ｌ１３，Ｌ４１）部分に面取り部５２を設けることによっても解消することができる。もちろん、補強部材６，８等に切り欠き部５０を設けるとともに、光学素子４，４４に面取り部５２を設けても構わない。
【００６７】
上記各実施形態において用いたまた、光学素子４（４４）の種類としては特に限定されるものではないが、例えば、波長選択性を持った光フィルタ素子や、光非相反特性を持った光アイソレータ素子を用いることができる。
【００６８】
図１４は、光アイソレータ素子６０の構造を概略的に示す斜視図である。
【００６９】
図１４に示す光アイソレータ素子６０は、偏光を４５°回転させるファラデー回転子６２と、ファラデー回転子６２の対向する２つの表面にそれぞれ設けられ、通過偏光方向が互いに４５度異なる偏光子６４、偏光子６６によって構成され、磁界を光軸方向に印加することにより光非相反特性を得ることができる。光学素子４（４４）として図１４に示す光アイソレータ素子６０を用いる場合、一方の偏光子６４の表面６４ａが光学素子４（４４）の一方の主面４ａ（４４ａ）を構成し、他方の偏光子６６の表面６６ａが光学素子４（４４）の他方の主面４ｂ（４４ｂ）を構成する。
【００７０】
また、光学素子４（４４）として、光アイソレータ素子を用いる場合、一対の補強部材（補強部材６及び補強部材８等）の一方又は両方の一部又は全部として磁石を用いることにより、光アイソレータ素子に対して磁界を印加することができる。通常、光アイソレータ素子に対して磁界を印可する場合、補強部材とは別に磁石を用いる必要があるが、補強部材自体を磁石によって構成すれば、部品点数を減らし、埋込型光部品を用いた光回路全体を小型化することが可能である。
【００７１】
次に、以上説明した埋込型光部品を用いた光回路について説明する。 図１５は、本発明の好ましい実施の形態による光回路７０の外観（組み立て前の状態）を示す略斜視図であり、図１６は、図１５のＡ−Ａ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【００７２】
図１５に示す光回路７０は、埋込型光部品２、光ファイバ７２、光ファイバ７４及びフェルール７６から構成される。フェルール７６内には、光ファイバ７２と光ファイバ７４からなる一対の光ファイバが固定されており、溝７６ａを介してこれら光ファイバ７２と光ファイバ７４の終端部が対向している。溝７６ａには埋込型光部品２が挿入され、図１６に示すように、生じる隙間に光学接着剤７８を充填することにより溝７６ａ内に埋込型光部品２が固定される。ここで、溝７６ａの幅（光ファイバ７２の終端部から光ファイバ７４の終端部までの距離）は、埋込型光部品２が挿入可能な限度においてできる限り狭く設定することが好ましく、溝７６ａの底面７６ｂから光ファイバ７２，７４の終端部までの距離は、埋込型光部品２を挿入した場合、光ファイバ７２，７４の終端部が埋込型光部品２に含まれる光学素子４の主面４ａ，４ｂに対向するような距離に設定される。
【００７３】
これにより、溝７６ａに埋込型光部品２を挿入すると、図１６に示すように、光ファイバ７２と光ファイバ７４との間に光学素子４が介在することになるので、光ファイバ７２，７４を伝搬する光には光学素子４が持つ所定の光学特性が与えられ、光回路として機能することになる。したがって、光学素子４が光フィルタ素子であれば本光回路は光フィルタ回路として機能し、光学素子４が光アイソレータ素子であれば本光回路は光アイソレータ回路として機能することになる。
【００７４】
そして、上述の通り、埋込型光部品２に含まれる光学素子４は補強部材６，８によって正確に位置決めされていることから、溝７６ａの底面７６ｂと光学素子４の相対的な位置関係にはほとんどズレが生じず、その結果、光ファイバ７２，７４を伝搬する光の光軸と光学素子４との相対的な位置関係にもほとんどズレが生じない。したがって、光学素子４が光アイソレータ素子である場合のように、光軸と光学素子４との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であって 図１７は、本発明の好ましい他の実施の形態による光回路８０の外観（組み立て前の状態）を示す略斜視図であり、図１８は、図１７のＢ−Ｂ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【００７５】
図１７に示す光回路８０は、埋込型光部品２、導波路層８２及び基板８３から構成される。導波路層８２内には、溝８２ａによって分断された光導波路８４と光導波路８６からなる一対の埋込型導波路が設けられており、溝８２ａを介してこれら光導波路８４と光導波路８６の終端部が対向している。溝８２ａには埋込型光部品２が挿入され、図１８に示すように、生じる隙間に光学接着剤８８を充填することにより溝８２ａ内に埋込型光部品２が固定される。ここで、溝８２ａの幅（光導波路８４の終端部から光導波路８６の終端部までの距離）は、埋込型光部品２が挿入可能な限度においてできる限り狭く設定することが好ましく、溝８２ａの底面８２ｂから光導波路８４，８６の終端部までの距離は、埋込型光部品２を挿入した場合、光導波路８４，８６の終端部が埋込型光部品２に含まれる光学素子４の主面４ａ，４ｂに対向するような距離に設定される。
【００７６】
これにより、溝８２ａに埋込型光部品２を挿入すると、図１８に示すように、光導波路８４と光導波路８６との間に光学素子４が介在することになるので、光導波路８４，８６を伝搬する光には光学素子４が持つ所定の光学特性が与えられ、光回路として機能することになる。したがって、光学素子４が光フィルタ素子であれば本光回路は光フィルタ回路として機能し、光学素子４が光アイソレータ素子であれば本光回路は光アイソレータ回路として機能することになる。
【００７７】
そして、上述の通り、埋込型光部品２に含まれる光学素子４は補強部材６，８によって正確に位置決めされていることから、溝８２ａの底面８２ｂと光学素子４の相対的な位置関係にはほとんどズレが生じず、その結果、光導波路８４，８６を伝搬する光の光軸と光学素子４との相対的な位置関係にもほとんどズレが生じない。したがって、光学素子４が光アイソレータ素子である場合のように、光軸と光学素子４との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であっても、かかる要求を容易に満たすことが可能となる。
【００７８】
尚、上記光回路７０，８０においては、一例として図１及び図２に示した埋込型光回路２を用いたが、埋込型光回路２の代わりに既に説明した他の埋込型光回路を用いることも当然に可能である。
【００７９】
次に、本発明をアレイタイプの埋込型光学部品に適用した例について説明する。
【００８０】
図１９は、本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品９２の外観を示す略斜視図であり、図２０は、図１９に示す埋込型光部品９２を各要素に分解した状態（組み立て前の状態）を示す分解斜視図である。
【００８１】
図１９及び図２０に示す埋込型光部品９２は、複数の光学素子９４−１，９４−２，９４−３（これらをまとめて光学素子９４と呼ぶことがある）と、補強部材９６と、補強部材９８とから構成されており、補強部材９６は光学素子９４−１，９４−２，９４−３にそれぞれ対応したＬ字型領域９６−１，９６−２，９６−３を有し、補強部材９８は光学素子９４−１，９４−２，９４−３にそれぞれ対応したＬ字型領域９８−１，９８−２，９８−３を有している。補強部材９６のＬ字型領域９６−１，９６−２，９６−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材６と同じ役割を果たし、補強部材９８のＬ字型領域９８−１，９８−２，９８−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材８と同じ役割を果たす。つまり、各Ｌ字型領域と対応する光学素子との相対的な関係は、図１及び図２に示した補強部材６，８と光学素子４との相対的な関係と同じ関係を有する。したがって、各Ｌ字型領域の形状やサイズが対応する光学素子９４の形状やサイズに応じて設定されていれば、各光学素子９４の形状やサイズが互いに異なっていても構わない。
【００８２】
このため、光学素子９４−１，９４−２，９４−３と補強部材９６，９８とを組み合わせた場合、光学素子９４−１はＬ字型領域９６−１及びＬ字型領域９８−１によって位置決めされ、光学素子９４−２はＬ字型領域９６−２及びＬ字型領域９８−２によって位置決めされ、光学素子９４−３はＬ字型領域９６−３及びＬ字型領域９８−３によって位置決めされる。補強部材９６と補強部材９８との間に形成される隙間はいずれも接着剤１０によって満たされ、これにより複数の光学素子９４、補強部材９６及び補強部材９８が一体化されてアレイ状の埋込型光部品９２となる。
【００８３】
このようなアレイ状の埋込型光部品９２は、アレイ状の光導波路を分断して設けられた溝に挿入することによって、アレイ状の光回路を構成することが可能である。
【００８４】
図２１はアレイ状の光回路１２０の一例を示す分解斜視図である。光回路１２０は、基板１２２と、基板１２２上に設けられた導波路層１２４と、導波路層１２４内に設けられた複数対の光導波路１２６−１，１２６−２，１２６−３（これらをまとめて光導波路１２６と呼ぶことがある）及び１２８−１，１２８−２，１２８−３（これらをまとめて光導波路１２８と呼ぶことがある）と、これら複数対の光導波路を分断する溝１２４ａに挿入された埋込型光部品９２とを備えて構成される。
【００８５】
溝１２４ａの底面１２４ｂから光導波路１２６，１２８の終端部までの距離は、埋込型光部品９２を挿入した場合、光導波路１２６，１２８の終端部が埋込型光部品９２に含まれる光学素子９４の主面に対向するような距離に設定される。これにより、溝１２４ａに埋込型光部品９２を挿入すると、対応する光導波路間（光導波路１２６−１と光導波路１２８−１との間、光導波路１２６−２と光導波路１２８−２との間、光導波路１２６−３と光導波路１２８−３との間）に光学素子９４が介在することになるので、光導波路１２６，１２８を伝搬する光には光学素子９４が持つ所定の光学特性が与えられ、アレイ状の光回路として機能することになる。
【００８６】
尚、図１９及び図２０に示した埋込型光部品９２は、図１及び図２に示した埋込型光部品２をアレイ状としたものであるが、図３及び図４に示した埋込型光部品１２等、既に説明した他の埋込型光部品をアレイ状に構成することも可能である。
【００８７】
また、埋込型光部品９２は、図２２（ａ）で示す面で切断することにより、図２２（ｂ）に示すように複数の埋込型光部品９２−１、９２−２、９２−３を分離することができる。ここで、図２２（ａ）に示す切断面は、光学素子９４−１と光学素子９４−２との間及び光学素子９４−２と光学素子９４−３との間であり、好ましくは、Ｌ字型領域９６−１とＬ字型領域９８−２の間及びＬ字型領域９６−２とＬ字型領域９８−３との間である。
【００８８】
補強部材９６のＬ字型領域９６−１，９６−２，９６−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材６と同じ役割を果たし、補強部材９８のＬ字型領域９８−１，９８−２，９８−３は、それぞれ光学素子９４−１，９４−２，９４−３に対して図１及び図２に示したＬ字型の補強部材８と同じ役割を果たす。したがって、光学素子９４−１はＬ字型領域９６−１及びＬ字型領域９８−１によって位置決めされ、光学素子９４−２はＬ字型領域９６−２及びＬ字型領域９８−２によって位置決めされ、光学素子９４−３はＬ字型領域９６−３及びＬ字型領域９８−３によって位置決めされる。
【００８９】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００９０】
例えば、上記各実施形態にかかる埋込型光部品は、主面が四角形又は三角形である光学素子を用いているが、本発明において用いる光学素子の形状は特に限定されず、六角形等の多角形であっても構わないし、扇形のように一部の辺が曲面であっても構わない。
【００９１】
また、上記各実施形態にかかる埋込型光部品においては、光学素子の隣り合う一対の側面（例えば側面Ａ１と側面Ｂ１）を補強部材の隣り合う一対の支持面（例えば側面Ｅ１と側面Ｆ１）に位置決めしているが、これら一対の側面や一対の支持面が互いに隣り合う側面又は支持面である必要はなく、これらの間に他の側面又は支持面が存在していても構わない。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光学素子の一対の側面を補強部材の一対の支持面に位置決めすることができることから、光学素子を高精度に位置決めした状態で補強部材に固定することが可能となる。このため、光軸と光学素子との相対的な位置関係に高い精度が要求される場合であっても、かかる要求を容易に満たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態による埋込型光部品２の外観を示す略斜視図である。
【図２】図１に示す埋込型光部品２の分解斜視図である。
【図３】本発明の好ましい他の実施形態による埋込型光部品１２の外観を示す略斜視図である。
【図４】図３に示す埋込型光部品１２の分解斜視図である。
【図５】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品２２の外観を示す略斜視図である。
【図６】図５に示す埋込型光部品２２の分解斜視図である。
【図７】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品３２の外観を示す略斜視図である。
【図８】図７に示す埋込型光部品３２の分解斜視図である。
【図９】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品４２の外観を示す略斜視図である。
【図１０】図９に示す埋込型光部品４２の分解斜視図である。
【図１１】補強部材の角部が丸くなっている状態を示す部分斜視図である。
【図１２】補強部材の角部に切り欠き部５０を設けた状態を示す部分斜視図である。
【図１３】光学素子の角部に面取り部５２を設けた状態を示す部分斜視図である。
【図１４】光アイソレータ素子６０の構造を概略的に示す斜視図である。
【図１５】本発明の好ましい実施の形態による光回路７０の組み立て前における外観を示す略斜視図である。
【図１６】図１５のＡ−Ａ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【図１７】本発明の好ましい他の実施の形態による光回路８０の組み立て前における外観を示す略斜視図である。
【図１８】図１７のＢ−ｂ線に沿った組み立て後の略断面図である。
【図１９】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品９２の外観を示す略斜視図である。
【図２０】図１９に示す埋込型光部品９２の分解斜視図である。
【図２１】本発明の好ましいさらに他の実施形態による光回路１２０の組み立て前における外観を示す略斜視図である。
【図２２】本発明の好ましいさらに他の実施形態による埋込型光部品９２から埋込型光部品２を製造する過程を示す図である。
【図２３】従来の埋込型光部品１００の外観を示す略斜視図である。
【図２４】従来の埋込型光部品１００を各要素に分解した状態を示す分解斜視図である。
【図２５】従来の埋込型光部品１００を用いた光回路を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
２、１２、２２、３２、４２、９２、１００ 埋込型光部品
４、４４、９４、９４−１、９４−２、９４−３、１０４ 光学素子
４ａ、４ｂ、４４ａ、４４ｂ、１０４ａ、１０４ｂ 光学素子の主面
６、８、１６、１８、２６、２８、３６、３８、４６、４８、９６、９８、１０２ 補強部材
６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ、４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂ 補強部材の主面
６ｃ、８ｃ 補強部材の端面
８ｄ、１８ｄ、２８ｄ、３８ｄ 補強部材の底面
１０、１０６ 接着剤
７８、８８ 光学接着剤
５０ 切り欠き部
５２ 面取り部
６０ 光アイソレータ素子
６２ ファラデー回転子
６４、６６ 偏光子
６４ａ、６６ａ 偏光子の表面
７０、８０、１２０ 光回路
７２、７４ 光ファイバ
７６ フェルール
７６ａ、８２ａ、１１２、１２４ａ 溝
７６ｂ、８２ｂ、１２４ｂ 溝の底面
８２、１２４ 導波路層
８３、１２２ 基板
８４、８６、１０８、１１０、１２６−１、１２６−２、１２６−３、１２８−１、１２８−２、１２８−３ 光導波路
９６−１、９６−２、９６−３、９８−１、９８−２、９８−３ Ｌ字型領域
１０２ａ 凹部
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２ 光学素子の側面
Ｅ１，Ｆ１，Ｈ１，Ｉ１，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２ 補強部材の支持面
Ｇ１，Ｊ１，Ｅ１’，Ｈ１’，Ｇ１’，Ｊ１’，Ｇ２，Ｈ２ 補強部材の接着面
Ｌ１１〜Ｌ１４、Ｌ２１〜Ｌ２４、Ｌ３１〜Ｌ３４、Ｌ４１〜Ｌ４３、Ｌ５１〜Ｌ５３ 交線
Claims (10)
- 第１及び第２の側面を有する光学素子と、第１及び第２の支持面を有し、これらが成す角が前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しい第１の補強部材と、前記第１及び第２の側面を前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めする第２の補強部材とを備えることを特徴とする埋込型光部品。
- 前記光学素子は第３及び第４の側面をさらに有し、前記第２の補強部材は第３及び第４の支持面を有しており、前記第３及び第４の側面が成す角と前記第３及び第４の支持面が成す角が実質的に等しく、前記第１の補強部材は、前記第３及び第４の側面を前記第３及び第４の支持面にそれぞれ位置決め可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の埋込型光部品。
- 前記第１の補強部材には、前記第１及び第２の支持面の間に切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋込型光部品。
- 前記第１の光学素子には、前記第１及び第２の側面の間に面取り部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の埋込型光部品。
- 前記光学素子には、少なくともファラデー回転子が含まれていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の埋込型光部品。
- 前記光学素子には、少なくとも光フィルタが含まれていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の埋込型光部品。
- 前記第１及び第２の補強部材の少なくとも一方の一部又は全部が磁石からなることを特徴とする請求項５に記載の埋込型光部品。
- それぞれ第１及び第２の側面を有する複数の光学素子と、前記複数の光学素子に対して各々第１及び第２の支持面を有し対応する前記第１及び第２の支持面が成す角が対応する光学素子の前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しい第１の補強部材と、各光学素子の前記第１及び第２の側面を対応する前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めする第２の補強部材とを備えることを特徴とする埋込型光部品。
- 第１及び第２の補強部材を用いて複数の光学素子を固定するステップと、前記第１及び第２の補強部材を切断することにより、少なくとも一つの光学素子をそれぞれ含む複数の埋込型光部品に分離するステップとを備える埋込型光部品の製造方法であって、前記複数の光学素子はそれぞれ第１及び第２の側面を有し、前記第１の補強部材は前記複数の光学素子に対して各々第１及び第２の支持面を有し対応する前記第１及び第２の支持面が成す角が対応する光学素子の前記第１及び第２の側面が成す角と実質的に等しく、前記第２の補強部材は各光学素子の前記第１及び第２の側面を対応する前記第１及び第２の支持面にそれぞれ位置決めするものであることを特徴とする埋込型光部品の製造方法。
- 溝により分断された少なくとも一対の光導波路と、前記溝に挿入された請求項１乃至８のいずれか１項に記載の埋込型光部品とを備えることを特徴とする光回路。
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