JP4128704B2

JP4128704B2 - Method of connecting optical waveguide and optical fiber, and optical waveguide module formed using the connection method

Info

Publication number: JP4128704B2
Application number: JP30054399A
Authority: JP
Inventors: 恒聡斎藤; 寿彦太田
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: JP2000193846A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信などに用いられる光導波路と光ファイバとの接続方法およびその接続方法を用いて形成される光導波路モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、光通信の分野では、低価格化、高集積化の観点から、複数の光導波路をシリコンおよび石英ウエハ上に並設した平型光導波路回路(ＰＬＣ；ＰｌａｎｅｒｅＬｉｇｈｔ−ｗａｖｅＣｉｒｃｕｉｔ)の実用化が進んでいる。ＰＬＣのような光導波路部品(導波路チップ)を光通信用として用いる場合、複数の光ファイバを精度良く並設した光ファイバアレイを光導波路部品に接続して光導波路モジュールとして用いることが行なわれる。
【０００３】
図６には、光導波路部品に形成される光導波路回路の一例として、１６分岐光スプリッタの構成が示されており、同図に示すものは、１本の光入力導波路２を有し、この光入力導波路２の出射側にスラブ導波路１３が接続され、スラブ導波路１３の出射側に１６本の光出力導波路６が接続されている。
【０００４】
この分岐光スプリッタにおいては、光入力導波路２から入射した光は、スラブ導波路１３で広がって、各光出力導波路６に入射するが、スラブ導波路１３を通る光は強度分布を持っており、それにより、光出力導波路６に入射して伝播する光強度は、その並設中央側から並設端部側にいくにつれて弱まる傾向がある。言い換えれば、同図に示す光導波路回路を有する光導波路部品は、光導波路部品の並設中央側の光出力導波路６に対して並設位置が両端側に向かうにつれて、光出力導波路６の光透過損失が大きくなる光透過特性を有することになり、各光出力導波路６を図の左側から、ａポート、ｂポート、といったように、順に、ａポートからｐポートと表現すると、各ポートａ〜ｐの光透過損失は、例えば図７に示すようになる。
【０００５】
すなわち、同図から明らかなように、この１６分岐光スプリッタにおいては、並設中央側の(８〜９ポート目の)ｈポートやｉポートの光透過損失に比べ、並設両端側のａポートやｐポートの光透過損失は、３ｄＢ程度大きくなっている。
【０００６】
また、図８には、光導波路部品に形成される光導波路回路の別の例として、３２分岐アレイ導波路型回折格子の構成が示されており、同図に示すものは、３２本の並設された光入力導波路２の出射側に、入力側スラブ導波路３が接続され、入力側スラブ導波路３の出射側には、複数の並設されたアレイ導波路４が接続され、複数のアレイ導波路４の出射側には出力側スラブ導波路５が接続され、出力側スラブ導波路５の出射側には３２本の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【０００７】
前記アレイ導波路４は、入力側スラブ導波路３から導出された光を伝播するものであり、互いに異なる長さに形成されている。なお、アレイ導波路４は、通常、例えば１００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、アレイ導波路４の本数を簡略的に示してある。
【０００８】
光入力導波路２には、送信側の光ファイバが接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、光入力導波路２を通って入力側スラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によって広がって複数の各アレイ導波路４に入射し、各アレイ導波路４を伝播する。この各アレイ導波路４を伝播した光は、出力側スラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、各アレイ導波路４の長さが互いに異なることから、各アレイ型導波路４を伝播した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まるため、波長の異なる光は互いに集光する位置が異なり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【０００９】
また、アレイ導波路４から出力側スラブ導波路５に光が入射する際に、光の回折する方向により回折効果が異なり、光の強度が異なるため、アレイ導波路型回折格子においても、分岐光スプリッタと同様に、各光出力導波路６から出力される光強度は、並設中央側から並設端部側にいくにつれて弱まる傾向がある。
【００１０】
そのため、上記アレイ導波路型回折格子において、各光出力導波路６のポートナンバーを図８の上側から順に、(１)〜(３２)とすると、各ポート(１)〜(３２)の光透過損失の波長依存性は、図９に示すようになり、アレイ導波路型回折格子においても、光透過損失は、光出力導波路６の並設中央側から並設端部側にいくにつれて大きくなる。なお、光透過損失の最小ピーク値の最大値((１６)，(１７)ポートにおける光透過損失ピーク値)と最小値((１)，(３２)ポートにおける光透過損失ピーク値)との差は、例えば３ｄＢ〜４ｄＢにもなることがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような複数の光導波路を備えた光導波路モジュールを光通信用として用いる場合には、例えば、複数の各光出力導波路６に接続された光ファイバから出力される光強度が均一であること、言い換えれば、光導波路モジュールを構成するポート間の光透過損失の差がないことが求められる。
【００１２】
しかしながら、上記のように、分岐光スプリッタやアレイ導波路型回折格子等の光導波路部品は、並設された光出力導波路６から出力される光強度が、並設中央側から並設端部側にいくにつれて小さくなり、光導波路部品におけるポート間の光透過損失の差が、その並設中央側と並設端部側とで３ｄＢ〜４ｄＢにもなることがあるため、単純に光導波路部品と光ファイバとを接続して光導波路モジュールを形成した場合は、上記の要求に答えることができない。
【００１３】
そこで、従来は、アッテネータ等を用いて、並設中央側の光出力導波路６から出力される光の通過特性を抑制することにより、光導波路モジュールにおける光導波路と光ファイバとのトータル損失(光導波路の光透過損失に該光導波路と光ファイバとの接続損失をあわせた損失)の最大値と最小値との差を小さくしていたが、このように、アッテネータなどを用いると、光導波路モジュールの大型化や高コスト化を招くことになり、問題であった。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、光導波路部品に並設された３本以上の光導波路と光ファイバアレイに並設された３本以上の光ファイバとを一括して光接続するときに、光導波路と光ファイバとのトータル損失をできるだけ均一にすることができる光導波路と光ファイバとの接続方法を提供することであり、本発明の第２の目的は、このような光導波路と光ファイバとの接続方法を用いることにより、前記接続組のトータル損失差が小さく、かつ、小型でコストが安い光導波路モジュールを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、光導波路と光ファイバとの接続方法の第１の発明は、光導波路部品に並設された３本以上の光導波路と光ファイバアレイに並設された３本以上の光ファイバとを一括して光接続する光導波路と光ファイバとの接続方法であって、前記光導波路部品の前記並設光導波路は並設中央側の光導波路に対して並設位置が両端側に向かうにつれて光導波路の光透過損失が大きくなる光透過特性を持たせて形成しておき、並設光導波路と並設光ファイバの少なくとも一方側を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設し、然る後に前記光導波路と対応する前記光ファイバとの接続端面同士を並設両端から並設中央側に向かうにつれて前記並設直交方向の軸ずれが大きくなるように対向させて光導波路と対応する光ファイバとを一括して光接続する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１６】
また、光導波路と光ファイバとの接続方法の第２の発明は、前記第１の発明の構成に加え、前記光導波路部品と光ファイバアレイの少なくとも一方を光導波路または光ファイバの配列方向に直交する方向に湾曲させることにより、並設光導波路と並設光ファイバの少なくとも一方側を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１７】
さらに、光導波路と光ファイバとの接続方法の第３の発明は、光導波路部品に並設された３本以上の光導波路と光ファイバアレイに並設された３本以上の光ファイバとを一括して光接続する光導波路と光ファイバとの接続方法であって、前記光導波路部品の前記並設光導波路は並設中央側の光導波路に対して並設位置が両端側に向かうにつれて光導波路の光透過損失が大きくなる光透過特性を持たせて形成しておき、光導波路同士の接続端面並設間隔と光ファイバ同士の接続端面並設間隔の少なくとも一方の並設間隔を不均一に形成し、然る後に光導波路の接続端面の位置と対応する光ファイバの接続端面の位置とのずれ量が光導波路および光ファイバの並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きくなるように対向させて光導波路と対応する光ファイバとを一括して光接続する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１８】
さらに、光導波路モジュールの第１の発明は、上記光導波路と光ファイバとの接続方法の第１乃至第３のいずれか一つの発明を用いて形成される光導波路モジュールであって、光導波路部品の並設中央側の光導波路に対して並設位置が両端側に向かうにつれて光導波路の光透過損失が大きくなるように形成されており、該光導波路の光透過損失に該光導波路と対応する光ファイバとの接続損失をあわせた値を光導波路と光ファイバとの接続組のトータル損失としたとき、該接続組のトータル損失の最大値と最小値との差が、前記光導波路の光透過損失の最大値と最小値との差よりも小さく形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１９】
さらに、光導波路モジュールの第２の発明は、上記第１の発明の構成に加え、前記光導波路と光ファイバとの接続組のトータル損失の最大値と最小値との差がほぼ零と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２０】
上記構成の本発明の光導波路と光ファイバとの接続方法においては、まず、並設光導波路と並設光ファイバの少なくとも一方側を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設したり、光導波路同士の接続端面並設間隔と光ファイバ同士の接続端面並設間隔の少なくとも一方の並設間隔を不均一に形成したりする。そして、然る後に前記光導波路と対応する前記光ファイバとの接続端面同士を並設両端から並設中央側に向かうにつれてずれが大きくなるように対向させて光導波路と対応する光ファイバとを一括して光接続する。
【００２１】
ところで、３本以上の光導波路を並設してなる光導波路部品として、例えば、分岐光スプリッタやアレイ導波路型回折格子が挙げられるが、これらの光導波路部品においては、光導波路部品の並設光導波路は並設中央側の光導波路に対して並設位置が両端側に向かうにつれて光導波路の光透過損失が大きくなる光透過特性に形成されている。
【００２２】
したがって、これらの光導波路部品と光ファイバアレイとを接続するにあたり、上記のように、光導波路と該光導波路に対応する光ファイバとのずれが光導波路と光ファイバとの並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きくなるように対向させて、光導波路と光ファイバとを一括接続する本発明においては、光導波路の光透過損失に該光導波路と対応する光ファイバとの接続損失をあわせた値を光導波路と光ファイバとの接続組のトータル損失としたとき、該接続組のトータル損失の最大値と最小値との差を、光導波路の光透過損失の最大値と最小値との差よりも小さくすることが可能となる。
【００２３】
そして、光ファイバと光導波路とを対向させたときに互いに接続相手となる光導波路と光ファイバとの相対位置が、前記光導波路の並設位置の違いによる光透過損失の違いを相殺するような適切な値となるように、光導波路部品に並設する光導波路並設位置と光ファイバアレイに並設する光ファイバ並設位置を形成して、前記接続を行なうことにより、光導波路と光ファイバとの接続組のトータル損失の最大値と最小値との差をほぼ零とすることが可能となる。
【００２４】
したがって、従来のように、アッテネータ等を介設する必要はなく、光導波路部品と光ファイバアレイとを接続して形成される光導波路モジュールの小型化や低コスト化を達成することが可能となり、上記課題が解決される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係る光導波路と光ファイバとの接続方法を用いて形成した光導波路モジュールの一実施形態例が斜視図により示されている。同図に示す光導波路モジュールは、導波路チップ１１の一端側に光ファイバアレイ１２を接続し、他端側に光ファイバ固定部品１８を接続して形成されている。
【００２６】
導波路チップ１１は、基板１上に、図６に示した１６分岐光スプリッタの導波路パタンを形成し、１６分岐光スプリッタの光入力導波路２と光出力導波路６の上部側に、それぞれ、ガラス板１５を設けて形成されている。
【００２７】
光ファイバ固定部品１８は、光ファイバ配列具２４に形成した１本のＶ溝(図示せず)に１本の光入力用の光ファイバ１７を挿入固定し、光ファイバ配列具２４の表面側に、光ファイバ１７を押える光ファイバ押え部材２６を設けて形成されており、光ファイバ１７は、導波路チップ１１に形成された光入力導波路２に光接続されている。
【００２８】
光ファイバアレイ１２は、光ファイバ配列具１４に形成した１６本のＶ溝(同図には図示せず)に、それぞれ１本ずつ、光出力用の光ファイバ７を挿入固定し、光ファイバ配列具１４の表面側に、光ファイバ７を押える光ファイバ押え部材１６を設けて形成されており、各光ファイバ７は、導波路チップ１１に形成された各光出力導波路６に光接続されている。
【００２９】
なお、光ファイバ１７の接続端面は、光ファイバ固定部品１８の接続端面３１と共に研磨されており、同様に、光ファイバ７の接続端面は、光ファイバアレイ１２の接続端面２９と共に研磨されており、光入力導波路２および光出力導波路６の接続端面は、導波路チップ１１の接続端面３０，２８と共に研磨されている。そして、光ファイバ固定部品１８の接続端面３１と導波路チップ１１の接続端面３０とが接着剤により固定され、導波路チップ１１の接続端面２８と光ファイバアレイ１２の接続端面２９とが接着剤により固定されている。
【００３０】
本実施形態例の特徴的なことは、導波路チップ１１に並設された１６本の光出力導波路６と光ファイバアレイ１２に並設された１６本の光ファイバ７との接続方法を、以下に示す特有な接続方法により接続して、導波路チップ１１を形成したことである。
【００３１】
すなわち、並設光出力導波路６と並設光ファイバ７の両方を、それぞれの並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設し、然る後に光出力導波路６と対応する光ファイバ７との接続端面８，９同士を、並設両端から並設中央側に向かうにつれて前記並設直交方向の軸ずれが大きくなるように対向させて光出力導波路６と対応する光ファイバ７とを一括して光接続するようにしたことである。
【００３２】
本実施形態例では、図２に示すように、導波路チップ１１と光ファイバアレイ１２を、光出力導波路６または光ファイバ７の配列方向(図のＸ方向)に直交するＹ方向に、円弧状に湾曲させており、それにより、並設光出力導波路６と並設光ファイバ７の両方を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設している。なお、導波路チップ１１は図の上側に凸形状になるように湾曲させ、光ファイバアレイ１２は図の下側に凸形状となるように湾曲させている。
【００３３】
導波路チップ１１と光ファイバアレイ１２をこのように形成した後、本実施形態例では、前記の如く、光出力導波路６と対応する光ファイバ７との接続端面８，９同士を、並設両端から並設中央側に向かうにつれて前記並設直交方向の軸ずれが大きくなるように対向させて光出力導波路６と対応する光ファイバ７とを一括して光接続している。
【００３４】
このような接続方法によって導波路チップ１１と光ファイバアレイ１２とを接続して光導波路モジュールを形成することにより、本実施形態例の光導波路モジュールは、以下の特性を有している。すなわち、光導波路モジュールの光出力導波路６の光透過損失に該光出力導波路６と対応する光ファイバ７との接続損失をあわせた値を、光出力導波路６と光ファイバ７との接続組のトータル損失としたとき、該接続組のトータル損失の最大値と最小値との差が前記光出力導波路６の光透過損失の最大値と最小値との差（３ｄＢ）よりも小さく形成されている。
【００３５】
具体的には、導波路チップ１１の１６分岐光スプリッタの光出力導波路６を、前記の如く、図１の左側(奥側)から、ａポート、ｂポート、といったように、順に、ａポートからｐポートと表現すると、各ポートａ〜ｐの各光出力導波路６の接続端面８と対応する光ファイバ７の接続端面９との軸ずれ量は、図３の特性線Ｂに示すようになっており、中央ポートｈ、ｊ付近では、前記軸ずれ量が約４．２５μｍになる。
【００３６】
そして、各ポートａ〜ｐの各光出力導波路６と対応する光ファイバ７との接続損失は、同図の特性線Ｃに示すようになる。なお、特性線Ｃは、光出力導波路６と光ファイバ７との軸ずれ係数を一般的な値である０．１７として、特性線Ｂに基づいてシミュレーションした結果であり、前記中央ポートｈ、ｊ付近の光出力導波路６と光ファイバ７との接続損失は、約３ｄＢになる。
【００３７】
一方、前記の如く、各ポートａ〜ｐの各光出力導波路６の光透過損失は、同図の特性線Ａに示すように、並設中央側の光出力導波路６に対して並設位置が両端側に向かうにつれて、光出力導波路６の光透過損失が大きくなる光透過特性を有し、光透過損失の最大値と最小値との差は約３ｄＢであることから、前記光出力導波路６と光ファイバ７との接続組のトータル損失は同図の特性線Ｄに示すようになる。
【００３８】
すなわち、同図の特性線Ｄに示すように、各接続組のトータル損失の最大値と最小値との差が、０．１ｄＢ以下になり(ほぼ零になり)、光出力導波路６の光透過損失の最大値と最小値との差である３ｄＢよりも遥かに小さくなる。
【００３９】
本実施形態例によれば、上記の如く、並設中央側の光出力導波路６に対して、並設位置が両端側に向かうにつれて光出力導波路６の光透過損失が大きくなる１６分岐光スプリッタを備えた導波路チップ１１と、光ファイバアレイ１２とを接続する際に、並設光出力導波路６と並設光ファイバ７の両方を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設し、互いに接続相手となる光出力導波路６と光ファイバ７との前記並設直交方向の軸ずれが光出力導波路６と光ファイバ７との並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きくなるように光出力導波路６と光ファイバ７とを対向させて接続したため、光出力導波路６と光ファイバ７との接続組のトータル損失の最大値と最小値との差を、光出力導波路６の光透過損失の最大値と最小値との差よりも小さい値とすることができる。
【００４０】
特に、本実施形態例では、光ファイバ７と光出力導波路６とを対向させたときに互いに接続相手となる光出力導波路６と光ファイバ７との相対位置が、前記光導波路の並設位置の違いによる光透過損失の違いを相殺するような適切な値となるように、導波路チップ１１に並設する光出力導波路６の並設位置と光ファイバアレイ１２に並設する光ファイバ７の並設位置を形成して、前記接続を行なうことにより、光出力導波路６と光ファイバ７との接続組のトータル損失の最大値と最小値との差をほぼ零とすることができる。
【００４１】
したがって、本実施形態例によれば、光導波路モジュールは、従来のように、アッテネータ等を介設することなく形成できるために、小型で低コストの光導波路モジュールとすることができる。
【００４２】
また、本実施形態例によれば、導波路チップ１１と光ファイバアレイ１２を、光出力導波路６または光ファイバ７の配列方向に直交する方向に、円弧状に湾曲させることにより、並設光出力導波路６の接続端面８と並設光ファイバ７の接続端面９の両方を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるようにしているために、並設光出力導波路６の接続端面８と並設光ファイバ７の接続端面９の両方を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれ量を非常に容易に調整することができ、上記のような優れた光導波路モジュールを非常に容易に作製することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、並設光出力導波路６と並設光ファイバ７の両方を、それぞれの並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設したが、並設光出力導波路６と並設光ファイバ７のいずれか一方を、並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設してもよい。
【００４４】
この場合も、光出力導波路６と対応する光ファイバ７との接続端面８，９同士を、並設両端から並設中央側に向かうにつれて前記並設直交方向の軸ずれが大きくなるように対向させて光出力導波路６と対応する光ファイバ７とを一括して光接続することにより、上記実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【００４５】
また、並設光出力導波路６の接続端面８と並設光ファイバ７の接続端面９を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設したが、例えば、図４に示すように、光出力導波路６同士の接続端面８の並設間隔と光ファイバ７同士の接続端面９の並設間隔の少なくとも一方の並設間隔を不均一に形成し、然る後に光出力導波路６の接続端面８の位置と対応する光ファイバ７の接続端面９の位置とのずれ量が、光出力導波路６および光ファイバ７の並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きくなるように対向させて光出力導波路６と対応する光ファイバ７とを一括して光接続するようにしてもよい。
【００４６】
なお、図４においては、光出力導波路と光ファイバの各軸心の位置を、光出力導波路６および光ファイバ７と図示しており、同図では、光出力導波路６の接続端面８側の並設間隔を不均一に形成している。
【００４７】
さらに、上記実施形態例では、導波路チップ１１と光ファイバアレイ１２を、光出力導波路６または光ファイバ７の配列方向に直交する方向に、互いに反対側に湾曲させたが、導波路チップ１１と光ファイバアレイ１２の湾曲させる方向は互いに同じ方向にし、その曲げ量を互いに異なる量としてもよい。このようにした場合も、光出力導波路６と対応する光ファイバ７との接続端面８，９同士を、並設両端から並設中央側に向かうにつれて並設直交方向の軸ずれが大きくなるように対向させて光出力導波路６と対応する光ファイバ７とを一括して光接続すれば、上記実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
さらに、導波路チップ１１や光ファイバアレイ１２を湾曲させずに、図５に示すように、導波路チップ１１の基板１の表面を曲面として、光出力導波路６を曲線状に配列したり、光ファイバアレイ１２の光ファイバ配列具１４の表面を曲面として、光ファイバ７を曲線状に配列したりして、並設光出力導波路６と並設光ファイバ７の少なくとも一方側を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設し、然る後に光出力導波路６と対応する光ファイバ７との接続端面８，９同士を、並設両端から並設中央側に向かうにつれて前記並設直交方向の軸ずれが大きくなるように対向させて光出力導波路６と対応する光ファイバ７とを一括して光接続するようにしてもよい。
【００４９】
さらに、導波路チップ１１の接続端面２８を光出力導波路６の並設中央側が凹となる曲面としたり、光ファイバアレイ１２の接続端面２９を光ファイバ７の並設中央側が凹となる曲面としたりすることにより、光出力導波路６の並設中央側の接続端面８と光ファイバ７の並設中央側の接続端面９との間に間隙を設けるようにして、光出力導波路６の接続端面８の位置と対応する光ファイバ７の接続端面９の位置とのずれ量を、前記並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きく形成してもよい。
【００５０】
さらに、以上のような方法を２つ以上あわせて、互いに接続相手となる光出力導波路６と光ファイバ７との接続端面８，９の相対位置を、並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きくずらすようにしてもよい。
【００５１】
そして、いずれの方法をとった場合にも、光出力導波路６と光ファイバ７とを対向したときの前記接続端面８，９のずれ量を予め定めて、光出力導波路６と光出力導波路６に対応する光ファイバ７との接続損失を、光出力導波路６と光ファイバ７の並設両端から並設中央側に向かうにつれて大きくすることにより、上記実施形態例のように、並設中央側の光出力導波路６に対して、並設位置が両端側に向かうにつれて光出力導波路６の光透過損失が大きくなる１６分岐光スプリッタ等を備えた導波路チップ１１と、光ファイバアレイ１２とを接続し、光出力導波路６と光ファイバ７との接続組のトータル損失の最大値と最小値との差を、光出力導波路６の光透過損失の最大値と最小値との差よりも小さい値とした光導波路モジュールを形成することができる。
【００５２】
さらに、上記実施形態例では、光出力導波路６と光ファイバ７との接続組のトータル損失の最大値と最小値との差を０．１ｄＢ以下として、ほぼ零に近い値としたが、本発明の光導波路モジュールは、光導波路と光ファイバとの接続組のトータル損失の最大値と最小値との差が、光導波路の光透過損失の最大値と最小値との差よりも小さい値となっていればよく、前記接続組のトータル損失の最大値と最小値との差は、例えば１．５ｄＢ程度でもよい。
【００５３】
さらに、上記実施形態例では、１６分岐光スプリッタを備えた導波路チップ１１と光ファイバアレイ１２とを接続して光導波路モジュールとしたが、導波路チップ１１は、必ずしも１６分岐光スプリッタを備えたものとするとは限らず、１６分岐以外の光スプリッタを備えたものとしてもよいし、光スプリッタ以外の、例えばアレイ導波路型回折格子などを備えたものとしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の接続方法によれば、まず、並設光導波路と並設光ファイバの少なくとも一方側を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設したり、光導波路同士の接続端面並設間隔と光ファイバ同士の接続端面並設間隔の少なくとも一方の並設間隔を不均一に形成したりするため、前記光導波路と対応する前記光ファイバとの接続端面同士を並設両端から並設中央側に向かうにつれてずれが大きくなるように対向させて光導波路と対応する光ファイバとを一括して光接続することができる。
【００５５】
そして、このように光接続を行なえば、光導波路や光ファイバの並設両端から並設中央側に向かうにつれて光導波路と対応する光ファイバとの接続損失を大きくすることができる。
【００５６】
そのため、例えば、分岐光スプリッタやアレイ導波路型回折格子のように、光導波路部品の並設中央側の光導波路に対して並設位置が両端側に向かうにつれて光導波路の光透過損失が大きくなるように形成されている光導波路部品に、上記接続方法を用いて光ファイバアレイを接続することにより、光導波路の光透過損失に該光導波路と対応する光ファイバとの接続損失をあわせた値（接続組のトータル損失）の最大値と最小値との差を、光導波路の光透過損失の最大値と最小値との差よりも小さくすることできる。
【００５７】
また、本発明の接続方法において、光ファイバと光導波路とを対向させたときに互いに接続相手となる光導波路と光ファイバとの相対位置が、前記光導波路の並設位置の違いによる光透過損失の違いを相殺するような適切な値となるように、光導波路部品に並設する光導波路並設位置と光ファイバアレイに並設する光ファイバ並設位置を形成して、前記接続を行なうことにより、光導波路と光ファイバとの接続組のトータル損失の最大値と最小値との差をほぼ零とすることができる。
【００５８】
したがって、本発明の接続方法を適用することにより、従来のように、アッテネータ等を介設する必要はなく、光導波路部品と光ファイバアレイとを接続して形成される光導波路モジュールの小型化や低コスト化を達成することができる。
【００５９】
また、光導波路と光ファイバとの接続方法の第２の発明のように、光導波路部品と光ファイバアレイの少なくとも一方を光導波路または光ファイバの配列方向に直交する方向に湾曲させることにより、並設光導波路と並設光ファイバの少なくとも一方側を並設両端に対する並設直交方向の軸ずれが並設中央側に向かうにつれて大きくなるように並設すれば、非常に容易に光導波路と光ファイバを上記態様に並設することができる。
【００６０】
さらに、本発明の光導波路モジュールによれば、上記接続方法を用いて光導波路モジュールを形成するために、上記のように、光導波路と光ファイバの接続組のトータル損失の最大値と最小値との差を例えば零にし、光導波路の光透過損失の最大値と最小値との差よりも小さくすることができるために、アッテネータ等を設けなくとも複数の各出力端から出力する光強度がほぼ等しい、小型で低コストの光導波路モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光導波路と光ファイバとの接続方法を用いて形成される光導波路モジュールの一実施形態例を示す斜視構成図である。
【図２】上記実施形態例の光導波路モジュールにおける導波路チップの接続端面(ａ）と光ファイバアレイの接続端面(ｂ）をそれぞれ示す説明図である。
【図３】上記実施形態例の光導波路モジュールにおける各光導波路の光透過損失と、光導波路と光ファイバとの接続端面軸ずれ量と、光導波路と光ファイバとの接続損失値と、光導波路の透過損失に該光導波路と対応する光ファイバとの接続損失をあわせた損失値をそれぞれ示すグラフである。
【図４】本発明に係る光導波路と光ファイバとの接続方法の他の実施形態例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る光導波路と光ファイバとの接続方法の他の実施形態例における導波路チップ接続端面(ａ）と光ファイバアレイ接続端面(ｂ）を示す説明図である。
【図６】１６分岐光スプリッタを示す説明図である。
【図７】１６分岐光スプリッタにおける各ポートの光透過損失の例を示すグラフである。
【図８】アレイ導波路型回折格子を示す説明図である。
【図９】アレイ導波路型回折格子の各光出力導波路から出力される光の透過損失特性の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１基板
２光入力導波路
３入力側スラブ導波路
４アレイ導波路
５出力側スラブ導波路
６光出力導波路
７光ファイバ
８，９，２８，２９，３０接続端面
１１導波路チップ
１２光ファイバアレイ
１３スラブ導波路
１４，２４光ファイバ配列具
１５ガラス板
１６，２６光ファイバ押え部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for connecting an optical waveguide and an optical fiber used for optical communication and the like, and an optical waveguide module formed using the connection method.
[0002]
[Prior art]
At present, in the field of optical communications, from the viewpoint of cost reduction and high integration, practical use of a planar light-wave circuit (PLC) in which a plurality of optical waveguides are arranged side by side on a silicon and quartz wafer. Is progressing. When an optical waveguide component (waveguide chip) such as a PLC is used for optical communication, an optical fiber array in which a plurality of optical fibers are arranged in parallel with high accuracy is connected to the optical waveguide component and used as an optical waveguide module. .
[0003]
FIG. 6 shows a configuration of a 16-branch optical splitter as an example of an optical waveguide circuit formed in the optical waveguide component. The configuration shown in FIG. 6 includes one optical input waveguide 2, A slab waveguide 13 is connected to the output side of the optical input waveguide 2, and 16 optical output waveguides 6 are connected to the output side of the slab waveguide 13.
[0004]
In this branched light splitter, the light incident from the optical input waveguide 2 spreads in the slab waveguide 13 and enters each optical output waveguide 6, but the light passing through the slab waveguide 13 has an intensity distribution. As a result, the light intensity incident on the light output waveguide 6 and propagating tends to be weakened from the side of the juxtaposed center to the side of the juxtaposed end. In other words, the optical waveguide component having the optical waveguide circuit shown in the figure has the optical output waveguide 6 as the juxtaposition position moves toward both ends with respect to the optical output waveguide 6 on the central side of the optical waveguide component. If each optical output waveguide 6 is expressed in order from a port to p port, such as a port and b port, from the left side of the figure, each port has a light transmission characteristic that increases light transmission loss. The light transmission loss a to p is as shown in FIG. 7, for example.
[0005]
That is, as is apparent from the figure, in this 16-branch optical splitter, the a ports at both ends of the juxtaposed side are compared with the light transmission loss of the h port and the i port at the side of the juxtaposed center (the eighth to ninth ports). In addition, the light transmission loss of the p-port is as large as 3 dB.
[0006]
FIG. 8 shows a configuration of a 32-branch array waveguide type diffraction grating as another example of the optical waveguide circuit formed in the optical waveguide component. The input side slab waveguide 3 is connected to the output side of the provided optical input waveguide 2, and the plurality of arrayed waveguides 4 arranged in parallel are connected to the output side of the input side slab waveguide 3. The output side slab waveguide 5 is connected to the output side of the arrayed waveguide 4, and 32 light output waveguides 6 arranged in parallel are connected to the output side of the output side slab waveguide 5. Yes.
[0007]
The arrayed waveguide 4 propagates light derived from the input-side slab waveguide 3 and is formed with different lengths. In general, a large number of array waveguides 4 are provided, for example, 100, but the number of the arrayed waveguides 4 is simply shown in FIG.
[0008]
The optical input waveguide 2 is connected to a transmission-side optical fiber so that wavelength-division multiplexed light is introduced. The light introduced through the optical input waveguide 2 into the input-side slab waveguide 3 Spreads by the diffraction effect and enters each of the plurality of arrayed waveguides 4 and propagates through each of the arrayed waveguides 4. The light propagating through each arrayed waveguide 4 reaches the output-side slab waveguide 5 and is further collected and output to the optical output waveguide 6, but the lengths of the respective arrayed waveguides 4 are different from each other. Therefore, after propagating through each array-type waveguide 4, the phase of each light is shifted, the wavefront of the focused light is tilted according to the shift amount, and the focusing position is determined by this tilt angle. The light condensing positions are different from each other. By forming the light output waveguide 6 at the position, light having different wavelengths can be output from the different light output waveguides 6 for each wavelength.
[0009]
Further, when light enters the output-side slab waveguide 5 from the arrayed waveguide 4, the diffraction effect differs depending on the direction in which the light is diffracted, and the intensity of the light varies. Similar to the splitter, the light intensity output from each of the light output waveguides 6 tends to become weaker from the side of the side by side to the side of the side by side of the side by side.
[0010]
Therefore, in the arrayed waveguide type diffraction grating, assuming that the port numbers of the respective optical output waveguides 6 are (1) to (32) in order from the upper side of FIG. 8, the light transmission through the respective ports (1) to (32). The wavelength dependence of the loss is as shown in FIG. 9, and in the arrayed waveguide type diffraction grating, the light transmission loss increases as it goes from the parallel center side of the light output waveguide 6 to the parallel end portion side. . The difference between the maximum value of the minimum peak value of light transmission loss (light transmission loss peak value at ports (16) and (17)) and the minimum value (peak value of light transmission loss at ports (1) and (32)). May be 3 dB to 4 dB, for example.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when an optical waveguide module including a plurality of optical waveguides as described above is used for optical communication, for example, the light intensity output from the optical fiber connected to each of the plurality of optical output waveguides 6 is uniform. In other words, it is required that there is no difference in light transmission loss between the ports constituting the optical waveguide module.
[0012]
However, as described above, in the optical waveguide components such as the branching optical splitter and the arrayed waveguide type diffraction grating, the light intensity output from the optical output waveguides 6 arranged in parallel is the end of the parallel arrangement from the central side of the parallel arrangement. Since the difference in light transmission loss between the ports in the optical waveguide component may be as small as 3 dB to 4 dB between the parallel central portion and the parallel end portion side, the optical waveguide component is simply reduced. When the optical waveguide module is formed by connecting the optical fiber and the optical fiber, the above request cannot be answered.
[0013]
Therefore, conventionally, by using an attenuator or the like to suppress the passage characteristic of light output from the optical output waveguide 6 on the side of the central arrangement, the total loss between the optical waveguide and the optical fiber in the optical waveguide module (optical The difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the waveguide and the connection loss between the optical waveguide and the optical fiber) was reduced. Thus, when an attenuator or the like is used, the optical waveguide module This has been a problem because it leads to an increase in size and cost.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. The first object of the present invention is to provide three or more optical waveguides arranged in parallel to the optical waveguide component and 3 arranged in parallel to the optical fiber array. It is an object of the present invention to provide a method of connecting an optical waveguide and an optical fiber that can make the total loss between the optical waveguide and the optical fiber as uniform as possible when optically connecting more than one optical fiber at a time. A second object of the present invention is to provide an optical waveguide module which is small in size and low in cost by using such a method for connecting an optical waveguide and an optical fiber, with a small total loss difference of the connection set. is there.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. In other words, the first invention of the method for connecting the optical waveguide and the optical fiber is a combination of three or more optical waveguides arranged in parallel with the optical waveguide component and three or more optical fibers arranged in parallel in the optical fiber array. And a method of connecting the optical waveguide and the optical fiber to be optically connected, The side-by-side optical waveguides of the optical waveguide parts are formed with light transmission characteristics that increase the light transmission loss of the optical waveguides as the side-by-side positions move toward both ends with respect to the side-by-side optical waveguide. , At least one side of the side-by-side optical waveguide and the side-by-side optical fiber is juxtaposed so that the axial deviation in the direction perpendicular to the side by side of the side-by-side arrangement increases toward the center side of the side-by-side arrangement, and then corresponds to the optical waveguide. Connection end faces with the optical fiber From both ends The optical waveguide and the corresponding optical fiber are optically connected in a lump so as to be opposed to each other so that the axial deviation in the parallel orthogonal direction increases toward the side of the side of the side by side.
[0016]
In addition to the configuration of the first invention, the second invention of the method for connecting the optical waveguide and the optical fiber is such that at least one of the optical waveguide component and the optical fiber array is orthogonal to the arrangement direction of the optical waveguide or the optical fiber. By bending in the direction in which the optical waveguides are arranged, at least one side of the parallel optical waveguide and the parallel optical fiber is displaced in the direction perpendicular to the parallel direction with respect to the parallel ends. From both ends It is a means to solve the problem with a configuration in which the size is increased so as to increase toward the side of the side by side.
[0017]
Further, the third invention of the method for connecting the optical waveguide and the optical fiber is a method of combining three or more optical waveguides arranged in parallel with the optical waveguide component and three or more optical fibers arranged in parallel in the optical fiber array. And a method of connecting the optical waveguide and the optical fiber to be optically connected, The side-by-side optical waveguides of the optical waveguide parts are formed with light transmission characteristics that increase the light transmission loss of the optical waveguides as the side-by-side positions move toward both ends with respect to the side-by-side optical waveguide. , An optical fiber connection corresponding to the position of the connection end face of the optical waveguide is formed by forming at least one of the connection end face juxtaposition between the optical waveguides and the connection end face juxtaposition between the optical fibers. The amount of deviation from the position of the end face is From both ends The optical waveguide and the corresponding optical fiber are optically connected in a lump so as to face each other so as to increase toward the center of the side-by-side arrangement.
[0018]
Furthermore, a first invention of the optical waveguide module is an optical waveguide module formed by using any one of the first to third inventions of the method for connecting the optical waveguide and the optical fiber, and the optical waveguide component. The optical waveguide is formed so that the light transmission loss of the optical waveguide becomes larger as the juxtaposed position is directed toward both ends with respect to the optical waveguide on the central side of the optical waveguide, and the optical transmission loss of the optical waveguide corresponds to the optical waveguide. When the total loss of the connection set between the optical waveguide and the optical fiber is the sum of the connection loss with the optical fiber, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set is the light transmission of the optical waveguide. A structure that is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the loss is a means for solving the problem.
[0019]
Further, in the second invention of the optical waveguide module, in addition to the configuration of the first invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical waveguide and the optical fiber is substantially zero. It is a means to solve the problem with the configuration.
[0020]
In the method for connecting the optical waveguide and the optical fiber according to the present invention having the above-described configuration, first, at least one side of the parallel optical waveguide and the parallel optical fiber has an axial deviation in the parallel orthogonal direction with respect to the parallel ends. It is arranged in parallel so as to become larger, or at least one of the connection end face juxtaposition between the optical waveguides and the connection end face juxtaposition between the optical fibers is formed non-uniformly. After that, the connection end faces of the optical fiber corresponding to the optical waveguide are connected to each other. From both ends The optical waveguide and the corresponding optical fiber are optically connected in a lump so as to face each other so that the deviation increases toward the center of the parallel arrangement.
[0021]
By the way, examples of the optical waveguide component formed by arranging three or more optical waveguides in parallel include a branched optical splitter and an arrayed waveguide type diffraction grating. In these optical waveguide components, Side by side optical waveguide The light transmission loss of the optical waveguide increases as the parallel position moves toward both ends with respect to the optical waveguide on the central side Light transmission characteristics Is formed.
[0022]
Therefore, when connecting these optical waveguide components and the optical fiber array, as described above, the deviation between the optical waveguide and the optical fiber corresponding to the optical waveguide is caused between the optical waveguide and the optical fiber. From both ends In the present invention in which the optical waveguide and the optical fiber are collectively connected so as to increase toward the center side of the parallel arrangement, the connection loss between the optical waveguide and the corresponding optical fiber is reduced to the light transmission loss of the optical waveguide. When the combined value is the total loss of the connection set between the optical waveguide and the optical fiber, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set is expressed as the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the optical waveguide. It becomes possible to make it smaller than the difference.
[0023]
Then, when the optical fiber and the optical waveguide are opposed to each other, the relative position between the optical waveguide and the optical fiber that are the connection partners cancels the difference in light transmission loss due to the difference in the parallel arrangement position of the optical waveguide. An optical waveguide and an optical fiber are formed by forming an optical waveguide side-by-side position on the optical waveguide component and an optical fiber side-by-side position on the optical fiber array and making the connection so as to achieve an appropriate value. The difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection group can be made almost zero.
[0024]
Therefore, it is not necessary to provide an attenuator or the like as in the prior art, and it becomes possible to achieve downsizing and cost reduction of the optical waveguide module formed by connecting the optical waveguide component and the optical fiber array. The above problem is solved.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same name portions as in the conventional example, and the duplicate description thereof is omitted. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an optical waveguide module formed by using the method for connecting an optical waveguide and an optical fiber according to the present invention. The optical waveguide module shown in the figure is formed by connecting an optical fiber array 12 to one end side of a waveguide chip 11 and connecting an optical fiber fixing component 18 to the other end side.
[0026]
The waveguide chip 11 forms the waveguide pattern of the 16-branch optical splitter shown in FIG. 6 on the substrate 1, and the optical input waveguide 2 and the optical output waveguide 6 of the 16-branch optical splitter are respectively disposed on the upper side of the waveguide chip 11. The glass plate 15 is provided.
[0027]
The optical fiber fixing part 18 inserts and fixes one optical fiber 17 for light input into one V groove (not shown) formed in the optical fiber arraying tool 24, and is attached to the surface side of the optical fiber arraying tool 24. The optical fiber holding member 26 for pressing the optical fiber 17 is provided, and the optical fiber 17 is optically connected to the optical input waveguide 2 formed on the waveguide chip 11.
[0028]
The optical fiber array 12 has one optical fiber 7 inserted and fixed in each of 16 V-grooves (not shown in the figure) formed in the optical fiber arraying tool 14. An optical fiber pressing member 16 for pressing the optical fiber 7 is provided on the surface side of the tool 14, and each optical fiber 7 is optically connected to each optical output waveguide 6 formed in the waveguide chip 11. Yes.
[0029]
The connection end surface of the optical fiber 17 is polished together with the connection end surface 31 of the optical fiber fixing component 18. Similarly, the connection end surface of the optical fiber 7 is polished together with the connection end surface 29 of the optical fiber array 12. The connection end faces of the optical input waveguide 2 and the optical output waveguide 6 are polished together with the connection end faces 30 and 28 of the waveguide chip 11. The connection end surface 31 of the optical fiber fixing component 18 and the connection end surface 30 of the waveguide chip 11 are fixed by an adhesive, and the connection end surface 28 of the waveguide chip 11 and the connection end surface 29 of the optical fiber array 12 are formed by an adhesive. It is fixed.
[0030]
A characteristic of the present embodiment is that a connection method of 16 optical output waveguides 6 arranged in parallel to the waveguide chip 11 and 16 optical fibers 7 arranged in parallel to the optical fiber array 12 is as follows. That is, the waveguide chip 11 is formed by connection using the following specific connection method.
[0031]
That is, both the juxtaposed optical output waveguide 6 and the juxtaposed optical fiber 7 are juxtaposed such that the axial deviation in the juxtaposed orthogonal direction with respect to the respective juxtaposed ends increases toward the juxtaposition center side. Later, the connection end faces 8 and 9 of the optical fiber 7 corresponding to the optical output waveguide 6 are connected to each other. From both ends That is, the optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 are optically connected in a lump so as to face each other so that the axial deviation in the side-by-side orthogonal direction increases toward the side of the side-by-side arrangement.
[0032]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the waveguide chip 11 and the optical fiber array 12 are arranged in a circle in the Y direction perpendicular to the arrangement direction of the optical output waveguides 6 or the optical fibers 7 (X direction in the figure). As a result, the parallel optical output waveguide 6 and the parallel optical fiber 7 are aligned in parallel so that the axial displacement in the parallel orthogonal direction with respect to the parallel ends increases toward the center of the parallel arrangement. Has been established. The waveguide chip 11 is curved to have a convex shape on the upper side of the figure, and the optical fiber array 12 is curved to have a convex shape on the lower side of the figure.
[0033]
After the waveguide chip 11 and the optical fiber array 12 are formed in this way, in this embodiment, as described above, the connection end faces 8 and 9 between the optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 are connected to each other. From both ends The optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 are optically connected in a lump so as to face each other so that the axial deviation in the direction perpendicular to the parallel arrangement increases as it goes toward the parallel center.
[0034]
By connecting the waveguide chip 11 and the optical fiber array 12 by such a connection method to form an optical waveguide module, the optical waveguide module of the present embodiment has the following characteristics. That is, the value obtained by adding the light transmission loss of the light output waveguide 6 of the light guide module to the light loss of the optical fiber 7 corresponding to the light output waveguide 6 is the connection between the light output waveguide 6 and the optical fiber 7. When the total loss of the set is taken, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set is formed smaller than the difference (3 dB) between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the optical output waveguide 6. Has been.
[0035]
Specifically, as described above, the optical output waveguide 6 of the 16-branch optical splitter of the waveguide chip 11 is a port, a port, and so on from the left side (back side) in FIG. 3 represents the axial deviation between the connection end face 8 of each optical output waveguide 6 of each port a to p and the corresponding connection end face 9 of the optical fiber 7, as shown by the characteristic line B in FIG. In the vicinity of the central ports h and j, the amount of axial deviation is about 4.25 μm.
[0036]
The connection loss between each optical output waveguide 6 of each port a to p and the corresponding optical fiber 7 is as shown by a characteristic line C in FIG. The characteristic line C is a result of simulation based on the characteristic line B with the axial deviation coefficient between the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 being 0.17 which is a general value, and the center port h, The connection loss between the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 in the vicinity of j is about 3 dB.
[0037]
On the other hand, as described above, the light transmission loss of each of the optical output waveguides 6 of each of the ports a to p is arranged in parallel with the optical output waveguide 6 on the side of the parallel arrangement as shown by the characteristic line A in FIG. The light transmission loss of the light output waveguide 6 increases as the position moves toward both ends, and the difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss is about 3 dB. The total loss of the connection set of the waveguide 6 and the optical fiber 7 is as shown by the characteristic line D in FIG.
[0038]
That is, as shown by the characteristic line D in the figure, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of each connection set is 0.1 dB or less (approximately zero), and the light in the optical output waveguide 6 This is much smaller than 3 dB which is the difference between the maximum value and the minimum value of the transmission loss.
[0039]
According to this embodiment, as described above, the light transmission loss of the light output waveguide 6 becomes larger as the juxtaposition position goes toward both ends with respect to the light output waveguide 6 on the side of the side by side. When the waveguide chip 11 provided with the splitter and the optical fiber array 12 are connected, both the parallel optical output waveguide 6 and the parallel optical fiber 7 are aligned so that the axial deviation in the parallel orthogonal direction with respect to the parallel ends is parallel. The optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 that are connected to each other are arranged in parallel so that the axial deviation between the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 is perpendicular to the parallel direction. From both ends Since the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 are connected to face each other so as to increase toward the center of the parallel arrangement, the maximum and minimum values of the total loss of the connection set of the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 are increased. Can be made smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the optical output waveguide 6.
[0040]
In particular, in the present embodiment, when the optical fiber 7 and the optical output waveguide 6 are opposed to each other, the relative positions of the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 that are connection partners with each other are arranged in parallel. The optical fiber arranged in parallel with the optical fiber array 12 and the parallel position of the optical output waveguide 6 arranged in parallel to the waveguide chip 11 so as to obtain an appropriate value that cancels out the difference in light transmission loss due to the difference in position. 7 are formed in parallel, and the connection is made, whereby the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 can be made substantially zero. .
[0041]
Therefore, according to the present embodiment, since the optical waveguide module can be formed without using an attenuator or the like as in the prior art, the optical waveguide module can be reduced in size and cost.
[0042]
Further, according to the present embodiment, the waveguide chip 11 and the optical fiber array 12 are curved in a circular arc shape in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical output waveguides 6 or the optical fibers 7, thereby arranging the parallel light. Since both the connection end face 8 of the output waveguide 6 and the connection end face 9 of the parallel optical fiber 7 are arranged so that the axial deviation in the parallel orthogonal direction with respect to both ends of the parallel arrangement increases toward the center of the parallel arrangement. Both the connecting end face 8 of the installed optical output waveguide 6 and the connecting end face 9 of the side-by-side optical fiber 7 can be very easily adjusted for the amount of axial deviation in the side-by-side orthogonal direction with respect to the both ends of the side-by-side arrangement. An excellent optical waveguide module can be manufactured very easily.
[0043]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment example, Various aspects can be taken. For example, in the above-described embodiment, both the parallel optical output waveguide 6 and the parallel optical fiber 7 are arranged so that the axial deviation in the parallel orthogonal direction with respect to the respective parallel both ends becomes larger toward the parallel central side. Although arranged in parallel, either one of the arranged optical output waveguide 6 or the arranged optical fiber 7 is arranged in parallel so that the axial deviation in the direction perpendicular to the arranged both ends becomes larger toward the arranged central side. May be.
[0044]
Also in this case, the connection end faces 8 and 9 of the optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 are connected to each other. From both ends The optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 are optically connected in a lump so as to face each other so that the axial deviation in the parallel arrangement orthogonal direction increases toward the parallel arrangement center side. Similar effects can be achieved.
[0045]
Further, the connecting end face 8 of the juxtaposed optical output waveguide 6 and the connecting end face 9 of the juxtaposed optical fiber 7 are juxtaposed so that the axial deviation in the juxtaposed orthogonal direction with respect to the juxtaposed ends increases toward the center of the juxtaposition. However, for example, as shown in FIG. 4, at least one of the parallel arrangement intervals of the connection end faces 8 of the optical output waveguides 6 and the parallel arrangement interval of the connection end faces 9 of the optical fibers 7 is formed non-uniformly. Thereafter, the amount of deviation between the position of the connection end face 8 of the optical output waveguide 6 and the position of the connection end face 9 of the optical fiber 7 corresponding to the position of the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 is reduced. From both ends The optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 may be optically connected in a lump so as to face each other so as to increase toward the center of the parallel arrangement.
[0046]
In FIG. 4, the positions of the optical output waveguide and the optical fiber are shown as the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7. In FIG. 4, the connection end face 8 of the optical output waveguide 6 is shown. The side-by-side spacing is unevenly formed.
[0047]
Further, in the above-described embodiment, the waveguide chip 11 and the optical fiber array 12 are curved in directions opposite to each other in the direction orthogonal to the arrangement direction of the optical output waveguide 6 or the optical fiber 7. And the optical fiber array 12 may be bent in the same direction, and the bending amounts may be different from each other. Even in this case, the connection end faces 8 and 9 of the optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 are connected to each other. From both ends If the optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 are optically connected in a lump so as to face each other so that the axial deviation in the side-by-side orthogonal direction increases toward the side of the side-by-side arrangement, the same as in the above embodiment example There is an effect.
[0048]
Furthermore, without bending the waveguide chip 11 and the optical fiber array 12, as shown in FIG. 5, the surface of the substrate 1 of the waveguide chip 11 is curved and the optical output waveguides 6 are arranged in a curved line, The surface of the optical fiber arraying tool 14 of the optical fiber array 12 is curved, and the optical fibers 7 are arrayed in a curved line. Are arranged side by side so that the axial deviation in the direction orthogonal to the side increases toward the side of the center of the arrangement, and thereafter the connection end faces 8, 9 of the optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7, From both ends The optical output waveguide 6 and the corresponding optical fiber 7 may be optically connected in a lump so as to face each other so that the axial deviation in the parallel arrangement orthogonal direction increases toward the parallel center.
[0049]
Further, the connection end face 28 of the waveguide chip 11 is a curved surface having a concave center side of the optical output waveguide 6, and the connection end face 29 of the optical fiber array 12 is a curved surface having a concave center side of the optical fiber 7. As a result, a gap is provided between the connection end face 8 on the side of the parallel arrangement of the optical output waveguide 6 and the connection end face 9 on the side of the parallel arrangement of the optical fiber 7, thereby connecting the optical output waveguide 6. The amount of deviation between the position of the end face 8 and the position of the connection end face 9 of the optical fiber 7 corresponding to the position of the end face 8 is From both ends You may form large as it goes to the parallel center side.
[0050]
Further, by combining two or more of the above methods, the relative positions of the connection end faces 8 and 9 between the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 that are the connection partners are determined. , From both ends You may make it shift | deviate largely as it goes to the parallel center side.
[0051]
In any of the methods, the amount of displacement of the connection end faces 8 and 9 when the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 are opposed to each other is determined in advance, and the optical output waveguide 6 and the optical output waveguide are determined. The connection loss between the optical fiber 7 corresponding to the waveguide 6 and the optical output waveguide 6 is reduced. From both ends By increasing the size toward the center of the parallel arrangement, the light of the light output waveguide 6 becomes closer to the both ends as compared to the optical output waveguide 6 of the parallel center as in the above-described embodiment. The waveguide chip 11 provided with a 16-branch optical splitter or the like having a large transmission loss and the optical fiber array 12 are connected, and the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 are connected. Thus, an optical waveguide module can be formed in which the difference is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the light output waveguide 6.
[0052]
Furthermore, in the above embodiment, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical output waveguide 6 and the optical fiber 7 is set to 0.1 dB or less, and the value is almost zero. In the optical waveguide module of the invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical waveguide and the optical fiber is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the optical waveguide. The difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set may be about 1.5 dB, for example.
[0053]
Furthermore, in the above embodiment, the waveguide chip 11 provided with the 16-branch optical splitter and the optical fiber array 12 are connected to form an optical waveguide module. However, the waveguide chip 11 does not necessarily include the 16-branch optical splitter. The optical splitter is not limited to 16 and may be provided with an optical splitter other than 16 branches, or may be provided with an array waveguide type diffraction grating other than the optical splitter.
[0054]
【The invention's effect】
According to the connection method of the present invention, first, at least one side of the side-by-side optical waveguide and the side-by-side optical fiber is juxtaposed so that the axial deviation in the direction of juxtaposition with respect to the both ends of the juxtaposition increases toward the center side of the juxtaposition Or at least one of the connection end face juxtaposition between the optical waveguides and the connection end face juxtaposition between the optical fibers is formed non-uniformly. Connect the end faces together From both ends The optical waveguide and the corresponding optical fiber can be optically connected in a lump by facing each other so that the deviation increases toward the parallel center.
[0055]
And if optical connections are made in this way, optical waveguides and optical fibers From both ends The connection loss between the optical waveguide and the corresponding optical fiber can be increased toward the center of the parallel arrangement.
[0056]
For this reason, for example, the optical transmission loss of the optical waveguide becomes larger as the juxtaposition position goes toward both ends with respect to the optical waveguide on the central side of the optical waveguide component, such as a branched optical splitter or an arrayed waveguide type diffraction grating. By connecting the optical fiber array to the optical waveguide component formed as described above using the above connection method, the value obtained by adding the optical transmission loss of the optical waveguide to the connection loss between the optical waveguide and the corresponding optical fiber ( The difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set can be made smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the optical waveguide.
[0057]
Further, in the connection method of the present invention, when the optical fiber and the optical waveguide are opposed to each other, the relative position between the optical waveguide and the optical fiber, which are connection partners, is different from the light transmission loss due to the difference in the parallel arrangement position of the optical waveguides. Forming the optical waveguide juxtaposition position juxtaposed with the optical waveguide component and the optical fiber juxtaposition position juxtaposing with the optical fiber array so as to make an appropriate value so as to cancel the difference between the optical waveguide components and making the connection Thus, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical waveguide and the optical fiber can be made almost zero.
[0058]
Therefore, by applying the connection method of the present invention, it is not necessary to provide an attenuator or the like as in the prior art, and the optical waveguide module formed by connecting the optical waveguide component and the optical fiber array can be downsized. Cost reduction can be achieved.
[0059]
Further, as in the second invention of the method for connecting the optical waveguide and the optical fiber, at least one of the optical waveguide component and the optical fiber array is curved in a direction perpendicular to the arrangement direction of the optical waveguide or the optical fiber, thereby providing a parallel arrangement. If at least one side of the installed optical waveguide and the side-by-side optical fiber is arranged side by side so that the axial deviation in the direction perpendicular to the side-by-side arrangement increases toward the center side of the side-by-side arrangement, the optical waveguide and the optical fiber are very easily Can be juxtaposed in the above embodiment.
[0060]
Furthermore, according to the optical waveguide module of the present invention, in order to form the optical waveguide module using the connection method, as described above, the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical waveguide and the optical fiber, For example, the difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the optical waveguide should be made smaller than zero. But Therefore, even if an attenuator or the like is not provided, a small and low-cost optical waveguide module in which the light intensity output from each of the plurality of output ends is substantially equal can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective configuration diagram showing an embodiment of an optical waveguide module formed by using a method for connecting an optical waveguide and an optical fiber according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a connection end face (a) of a waveguide chip and a connection end face (b) of an optical fiber array in the optical waveguide module of the embodiment.
FIG. 3 shows the light transmission loss of each optical waveguide in the optical waveguide module of the above embodiment, the amount of axial displacement of the connection end face between the optical waveguide and the optical fiber, the connection loss value between the optical waveguide and the optical fiber, and the optical waveguide; 6 is a graph showing loss values obtained by adding the connection loss between the optical waveguide and the corresponding optical fiber to the transmission loss of the optical fiber.
FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of a method for connecting an optical waveguide and an optical fiber according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a waveguide chip connection end face (a) and an optical fiber array connection end face (b) in another embodiment of the method for connecting an optical waveguide and an optical fiber according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a 16-branch optical splitter.
FIG. 7 is a graph showing an example of light transmission loss of each port in a 16-branch optical splitter.
FIG. 8 is an explanatory view showing an arrayed waveguide type diffraction grating.
FIG. 9 is a graph showing an example of transmission loss characteristics of light output from each optical output waveguide of an arrayed waveguide type diffraction grating.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Optical input waveguide
3 Input side slab waveguide
4 Arrayed waveguide
5 Output slab waveguide
6 Optical output waveguide
7 Optical fiber
8, 9, 28, 29, 30 Connection end face
11 Waveguide chip
12 Optical fiber array
13 Slab waveguide
14, 24 Optical fiber array
15 Glass plate
16, 26 Optical fiber holding member

Claims

A method of connecting an optical waveguide and an optical fiber that collectively optically connects three or more optical waveguides arranged in parallel to an optical waveguide component and three or more optical fibers arranged in parallel in an optical fiber array, The side-by-side optical waveguides of the optical waveguide parts are formed with light transmission characteristics that increase the light transmission loss of the optical waveguides as the side-by-side positions move toward both ends with respect to the side-by-side optical waveguide. , arranged side by side so that at least one axial displacement of the juxtaposed direction perpendicular to the side with respect to parallel設両end of parallel設光waveguide and parallel設光fiber increases toward the juxtaposed center side, corresponding to the optical waveguide thereafter The optical waveguides and the corresponding optical fibers are collectively irradiated so that the connecting end faces with the optical fibers face each other so that the axial deviation in the parallel arrangement orthogonal direction increases from the parallel arrangement ends toward the central arrangement side. Features connecting Method of connecting the optical waveguide and the optical fibers.

By bending at least one of the optical waveguide component and the optical fiber array in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical waveguide or the optical fiber, at least one side of the parallel optical waveguide and the parallel optical fiber is arranged side by side with respect to the parallel ends. 2. The method for connecting an optical waveguide and an optical fiber according to claim 1, wherein the optical waveguides are arranged in parallel so that the axial misalignment increases from both ends of the parallel arrangement toward the center of the arrangement .

A method of connecting an optical waveguide and an optical fiber that collectively optically connects three or more optical waveguides arranged in parallel to an optical waveguide component and three or more optical fibers arranged in parallel in an optical fiber array, The side-by-side optical waveguides of the optical waveguide parts are formed with light transmission characteristics that increase the light transmission loss of the optical waveguides as the side-by-side positions move toward both ends with respect to the side-by-side optical waveguide. , At least one of the connection end face juxtaposition between the optical waveguides and the connection end face juxtaposition between the optical fibers is formed non-uniformly, and then the position of the optical fiber corresponding to the position of the connection end face of the optical waveguide The optical waveguide and the corresponding optical fiber are collectively optically connected to face each other so that the amount of deviation from the position of the connection end face increases from the both ends of the optical waveguide and the optical fiber toward the center of the parallel arrangement. Characteristic light Connection between the road and the optical fiber.

An optical waveguide module formed by using the method for connecting an optical waveguide according to any one of claims 1 to 3 to an optical fiber, wherein The light transmission loss of the optical waveguide increases as the juxtaposed position moves toward both ends, and the value obtained by adding the connection loss between the optical waveguide and the corresponding optical fiber to the light transmission loss of the optical waveguide. Is the total loss of the connection set of the optical waveguide and the optical fiber, the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set is the difference between the maximum value and the minimum value of the light transmission loss of the optical waveguide. An optical waveguide module characterized in that the optical waveguide module is formed smaller than the above.

5. The optical waveguide module according to claim 4, wherein the difference between the maximum value and the minimum value of the total loss of the connection set of the optical waveguide and the optical fiber is substantially zero.