JP4456564B2 - 光デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、１以上の光ファイバを有する光ファイバアレイが固定された光デバイス及びその製造方法に関し、特に、光ファイバアレイを伝搬する信号光を途中でモニタする場合に好適な光デバイス及びその製造方法に関する。

現在の光通信技術において、通信品質の監視技術は重要な項目となっている。中でも、光出力の監視については、特に、波長多重通信技術の分野において重要な位置を占めている。

近年、このような光出力監視技術に対する小型化、高性能化、低コスト化の要求が高まりつつある。

従来では、例えば特許文献１に示すような技術が提案されている。この技術は、図１３に示すように、ガラス基板２００のＶ溝内に光ファイバ２０２を配置し、その後、ガラス基板２００に対して光ファイバ２０２を（その光軸に対して）斜めに横切るようにスリット２０４を形成する。そして、該スリット２０４内にフィルタ部材２０６を挿入し、その隙間に紫外線硬化樹脂（接着剤）２０８を充填するようにしている。フィルタ部材２０６は、基板２１０と、該基板２１０の主面に形成された多層膜２１２とを有するが、この多層膜２１２は、基板２１０の屈折率やスリット２０４内に充填される樹脂２０８の屈折率に合わせて設計される。

これにより、光ファイバ２０２を伝搬する信号光２１４のうち、フィルタ部材２０６で分岐した光成分（分岐光）２１６がクラッド外に取り出されることになる。従って、この分岐光２１６を例えば受光素子にて検知することで、信号光２１４のモニタが可能となる。
特開２００１−２６４５９４号公報

ところで、上述のような光デバイスにおいて、分岐光を受光素子に入射させるまでの光路の構成は、信号光のモニタ特性に多大な影響を与える。そのため、前記分岐光の光路に存在する媒体を単純にすることが望まれている。

そして、従来の光デバイスにおいては、スリット内の樹脂、クラッド層、固定用接着剤、受光素子間との屈折率整合を目的とした樹脂（屈折率整合樹脂）、受光素子の受光面というように界面が存在する。スリットを斜めに形成するようにしているため、フィルタ部材からの分岐光は斜めに出射することになる。このため、ＰＤＬ（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｌｏｓｓ）が発生する。

このＰＤＬは分岐光の光路中に存在する界面の数が多いほど依存が大きくなる。特に、光ファイバのクラッド層から光が出射される界面では、クラッド層の素材であるガラスと光路に充填されている樹脂の屈折率をほぼ等しくする必要がある。しかし、製造の過程で、光ファイバ上に、該光ファイバをＶ溝に固定するための接着剤（固定用接着剤）が回り込んで出てくることから、分岐光の光路には、固定用接着剤が存在することになる。

固定用接着剤の屈折率とガラスの屈折率は大きく異なり、しかも、ガラスの屈折率に近い固定用接着剤が市場に存在しないことから、分岐光の光路上の屈折率をガラスの屈折率に揃えることは困難であり、どうしてもＰＤＬが増加するという問題がある。

また、分岐光のスポット径が光路の距離に応じて大きくなることから、受光素子での受光効率を向上させるためには、光ファイバから受光素子までの距離を短くすることが必要であるが、分岐光の光路上に前記固定用接着剤が存在すると、光ファイバから受光素子までの距離を短くすることが困難になる。

そこで、光ファイバ上に回り込んだ固定用接着剤を除去することが考えられるが、固定用接着剤を除去する工程が新たに必要になる。しかも、除去方法によっては、光ファイバの表面に傷をつけてしまい、ＰＤＬの増加につながるという問題が生じる。また、光ファイバの上面にダメージを与え、信頼性が悪化するおそれがある。

また、光ファイバ上に屈折率整合樹脂を形成する場合、樹脂の粘度によっては、工程の熱硬化の条件や経時変化によって樹脂が流れ出てしまい、分岐光の光路に空気が入り、モニタ機能を果たさなくなるおそれもある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、光ファイバアレイ上に、平面的に固定用接着剤と屈折率整合樹脂とを存在させることができ、例えば光ファイバアレイにモニタ機能を有する場合に、分岐光の光路上に固定用接着剤を存在させないようにすることができ、モニタ機能の向上を図ることができる光デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光デバイスは、１以上のＶ溝が形成された基板と、１以上の光ファイバを有する光ファイバアレイとを有し、前記光ファイバアレイが前記基板のＶ溝に固定用接着剤によって固定された光デバイスにおいて、前記光ファイバアレイ上に、上面から見て少なくとも第１の領域と第２の領域が存在し、前記第１の領域に前記固定用接着剤が存在することを特徴とする。この場合、前記第２の領域に、少なくとも前記光ファイバとの屈折率整合を目的とした樹脂を存在させるようにしてもよい。また、少なくとも前記第２の領域の端面と前記光ファイバアレイの端面とがほぼ一致していてもよい。

これにより、光ファイバアレイ上に、平面的に固定用接着剤と屈折率整合樹脂とを並設させることができる。その結果、例えば光ファイバアレイのクラッド層から光を取り出す必要のない領域に固定用接着剤を存在させ、光ファイバアレイのクラッド層から光を取り出す必要のある領域に屈折率整合樹脂を存在させることができる。

そして、前記構成において、前記光ファイバアレイの端面に、該光ファイバアレイを伝搬する信号光を分岐する分岐機能が設けられる場合に、前記光ファイバアレイ上のうち、少なくとも前記分岐機能からの分岐光の光路上に前記第２の領域を存在させるようにしてもよい。

あるいは、前記構成において、前記光ファイバアレイの途中に、該光ファイバアレイを伝搬する信号光を分岐する分岐機能が設けられている場合に、前記光ファイバアレイ上のうち、少なくとも前記分岐機能からの分岐光の光路上に前記第２の領域を存在させるようにしてもよい。この場合、前記第２の領域が前記第１の領域で囲まれていてもよい。これにより、第２の領域に形成される例えば屈折率整合樹脂が粘度の低い樹脂であっても、該樹脂が流れ出るということがなくなり、分岐光の光路上に空気が介在するという不都合を回避することができる。

これにより、光ファイバアレイの端面、あるいは光ファイバアレイの途中にモニタ機能が設けられた光デバイスにおいて、分岐光の光路上に固定用接着剤を存在させないようにすることができ、モニタ機能の向上を図ることができる。

前記第２の領域を上面から見た形状は、前記光ファイバアレイの中心線に対して線対称の形状を有するようにしてもよい。もちろん、前記第２の領域は、前記光ファイバアレイの光軸に沿った長さが前記光ファイバアレイ全体でほぼ同じであってもよい。

また、前記第２の領域は、前記光ファイバアレイの光軸に沿った長さが部分的に異なってもよい。もちろん、前記第２の領域は、前記光ファイバアレイの光軸に沿った長さが各光ファイバ毎に異なるようにしてもよい。

次に、本発明に係る光デバイスの製造方法は、１以上のＶ溝が形成された基板と、１以上の光ファイバを有する光ファイバアレイとを有し、前記光ファイバアレイが前記基板のＶ溝に固定用接着剤によって固定された光デバイスの製造方法において、前記基板のＶ溝上に、前記光ファイバアレイを載置する第１の工程と、前記光ファイバアレイ上に、一部に窓が形成された押さえ治具を載置する第２の工程と、前記押さえ治具と前記光ファイバアレイとＶ溝との間に、前記固定用接着剤を注入する第３の工程と、前記押さえ治具を取り外した後、前記光ファイバアレイ上のうち、前記押さえ治具の窓によって前記固定用接着剤の進入が抑えられた領域に、前記固定用接着剤とは異なる樹脂を注入する第４の工程とを有することを特徴とする。

この場合、前記第４の工程は、前記押さえ治具の窓によって前記固定用接着剤の進入が抑えられた領域に、少なくとも前記光ファイバアレイとの屈折率整合を目的とした樹脂を注入するようにしてもよい。

すなわち、基板のＶ溝に載置された光ファイバアレイ上に押さえ治具を載置し、前記押さえ治具と前記光ファイバアレイとＶ溝との間に、前記固定用接着剤を注入した際に、毛細管現象によって、固定用接着剤が押さえ治具の下面に沿って進入することになる。しかし、押さえ治具には窓が形成されていることから、固定用接着剤の光ファイバアレイ上への進入は窓の部分で停止し、窓の直下においては、固定用接着剤の光ファイバアレイ上への回り込みは生じない。もちろん、押さえ治具の窓の存在に拘わらず、光ファイバアレイ下への固定用接着剤の進入は当然に生ずる。

そして、押さえ治具を外したとき、光ファイバアレイ上には、前記押さえ治具の窓によって前記固定用接着剤の進入が抑えられた領域が存在することになる。その後、第４の工程において、前記固定用接着剤の進入が抑えられた領域に前記固定用接着剤とは異なる樹脂を注入する。

そして、前記製造方法において、前記第３の工程と前記第４の工程との間に、前記光ファイバアレイのうち、前記押さえ治具の窓によって前記固定用接着剤の進入が抑えられた領域に対応した部分にスリットを設ける第５の工程と、前記スリット内に分岐部材を挿入する第６の工程とを有するようにしてもよい。これにより、光ファイバアレイの途中にモニタ機能が設けられた光デバイスを得ることができる。

このように、本発明に係る光デバイスの製造方法においては、光ファイバアレイ上に、平面的に固定用接着剤と屈折率整合層とを並設させることができる。その結果、例えば光ファイバアレイのクラッド層から光を取り出す必要のない領域に固定用接着剤を存在させ、光ファイバアレイのクラッド層から光を取り出す必要のある領域に屈折率整合層を存在させることができる。

従って、光ファイバアレイの端面、あるいは光ファイバアレイの途中にモニタ機能が設けられた光デバイスにおいて、分岐光の光路上に固定用接着剤を存在させないようにすることができ、モニタ機能の向上を図ることができる。

また、本発明に係る光デバイスの製造方法は、１以上のＶ溝が形成された基板と、１以上の光ファイバを有する光ファイバアレイとを有し、前記光ファイバアレイが前記基板のＶ溝に固定用接着剤によって固定された光デバイスの製造方法において、前記基板のＶ溝上に、前記光ファイバアレイを載置する第１の工程と、前記光ファイバアレイの端部を露出させた状態で押さえ治具を載置する第２の工程と、前記押さえ治具と前記光ファイバアレイとＶ溝との間に、前記固定用接着剤を注入する第３の工程とを有することを特徴とする。

これにより、基板のＶ溝に載置された光ファイバアレイ上に押さえ治具を載置し、前記押さえ治具と前記光ファイバアレイとＶ溝との間に、前記固定用接着剤を注入した際に、毛細管現象によって、押さえ治具の下面に沿って固定用接着剤が進入することになる。しかし、光ファイバアレイの端部は押さえ治具から露出していることから、前記光ファイバアレイの端部上への固定用接着剤の回り込みは生じない。

つまり、押さえ治具を外したとき、光ファイバアレイ上には、固定用接着剤が存在する領域と固定用接着剤が存在しない領域が形成されることになる。従って、例えばその後に、光ファイバアレイの端面を斜めに研磨し、更にその端面に多層膜を形成して信号光の分岐機能を持たせた場合に、分岐光の光路上に固定用接着剤を介在させることなく、屈折率整合樹脂を介してＰＤアレイを実装することが容易になり、光ファイバアレイの端面でのモニタ機能を実現させることができる。

以上説明したように、本発明に係る光デバイス及びその製造方法によれば、光ファイバアレイ上に、平面的に固定用接着剤と屈折率整合層とを存在させることができ、例えば光ファイバアレイにモニタ機能を有する場合に、分岐光の光路上に固定用接着剤を存在させないようにすることができ、モニタ機能の向上を図ることができる。

図１は、第１の実施の形態に係る光デバイスの一部を示す構成図である。 図２は、第１の実施の形態に係る光デバイスにおいて、固定用接着剤を塗布した状態を示す平面図である。 図３は、第１の実施の形態に係る光デバイスの製造方法を示す工程ブロック図である。 図４は、光ファイバアレイ上に押さえ治具を載置押圧した状態を示す側面図である。 図５は、光ファイバアレイ上に押さえ治具を載置押圧した状態を示す平面図である。 図６Ａは、図５におけるＶＩＡ−ＶＩＡ線上の断面図であり、図６Ｂは、固定用接着剤を塗布した状態を図６Ａに準じて示す断面図である。 図７Ａは、図５におけるＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線上の断面図であり、図７Ｂは、固定用接着剤を塗布した状態を図７Ａに準じて示す断面図である。 図８は、第１の実施の形態に係る光デバイスの第１の変形例を示す平面図である。 図９は、第１の実施の形態に係る光デバイスの第２の変形例を示す平面図である。 図１０は、第２の実施の形態に係る光デバイスを示す斜視図である。 図１１は、第２の実施の形態に係る光デバイスの使用形態の一例を示す断面図である。 図１２は、第２の実施の形態に係る光デバイスの変形例を示す斜視図である。 図１３は、従来例に係る光デバイスの要部を示す断面図である。

以下、本発明に係る光デバイス及びその製造方法の実施の形態例を図１〜図１２を参照しながら説明する。

まず、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａは、図１に示すように、ガラス基板１２と、該ガラス基板１２に設けられた複数のＶ溝１４（図６Ａ参照）に固定された複数の光ファイバ１６からなる光ファイバアレイ１８と、該各光ファイバ１６の各上面からガラス基板１２にかけて設けられたスリット２０と、該スリット２０内に挿入された分岐部材（フィルタ部材）２２と、各光ファイバ１６を透過する信号光２４のうち、少なくともフィルタ部材２２等にて分岐された光（分岐光）２６を検出する活性層２８が複数配列されたＰＤ（フォトダイオード）アレイ３０と、該ＰＤアレイ３０が実装され、かつ、ＰＤアレイ３０を光ファイバアレイ１８に向けて固定するためのサブマウント３２とを有する。なお、スリット２０の２つの端面とフィルタ部材２２の表面及び裏面は光ファイバ１６を透過する信号光２４の一部を分岐する分岐部３１として機能することになる。また、光ファイバ１６は、例えば図６Ａ及び図７Ａに示すように、コア３４とクラッド３６とを有する。

すなわち、この第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａは、図１に示すように、Ｖ溝１４（図６Ａ参照）が形成されたガラス基板１２と、該ガラス基板１２のＶ溝１４に固定され、かつ、各光ファイバ１６に光分岐機能（スリット２０、フィルタ部材２２等）が設けられた光ファイバアレイ１８と、各光ファイバ１６のクラッド外のうち、少なくとも分岐部３１によって発生した分岐光２６の光路上に、少なくとも屈折率の整合を目的とした樹脂（以下、単に屈折率整合樹脂３８と記す）を介して固着されたＰＤアレイ３０と、該ＰＤアレイ３０を実装するためのサブマウント３２とを有し、該サブマウント３２は、ＰＤアレイ３０の実装面がガラス基板１２に対向するように設置されている。

ガラス基板１２は、例えば図４に示すように、光ファイバアレイ１８のファイバ被服部４０が載置される薄板部分（ファイバ載置部）４２と、Ｖ溝１４（図６Ａ参照）が形成された部分（Ｖ溝形成部）４４とを有する。

ＰＤアレイ３０の構造は、図１に示すように、裏面入射型構造を採用した。活性層２８の上部（サブマウント３２側）はＡｕ半田や電極又は銀ペーストではなく異方性導電ペースト４６とした。この部分はＡｕ等のように反射率の高い材質ではなく、異方性導電ペースト４６や空気等のように反射率の低い状態であることがクロストークの観点から好ましい。もちろん、ＰＤアレイ３０として、表面入射型のＰＤアレイを使用してもよい。

また、サブマウント３２の取付け構造は、光ファイバ１６−ＰＤアレイ３０−サブマウント３２という構成を採用した。サブマウント３２の構成材料はＡｌ_２Ｏ_３とした。

裏面入射型のＰＤアレイ３０は、活性層２８側（サブマウント３２側）にアノード電極、カソード電極が配置されており、サブマウント３２には共通のカソード電極と各チャネルのアノード電極がＡｕ電極パターン４８でパターニングされている。各チャネルのアノード電極及びカソード電極に対応する部分にＡｕバンプ５０を設け、活性層２８の部分には異方性導電ペースト４６を充填した。Ａｕバンプ５０は確実な導通を図る目的のほかに、活性層２８とサブマウント３２の電極間距離を離すことで、この部分の反射・散乱による迷光を小さくする効果がある。異方性導電ペースト４６は熱を加えることにより、ペースト４６内にある銀等の導電物質がＡｕバンプ５０のような導電性のものに集まる性質がある。これにより、Ａｕ電極パターン４８との間にのみ導電性をもたらす。

なお、サブマウント３２の下面のうち、活性層２８に対応する部分にも屈折率差による反射を抑える目的で図示しないＳｉＮのコーティングを行った。

そして、この第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａは、図２に示すように、光ファイバアレイ１８上に、上面から見て少なくとも第１の領域Ｚ１（図２において斜線で示す領域）と第２の領域Ｚ２が存在する。第１の領域Ｚ１には固定用接着剤５２が存在し、第２の領域Ｚ２には図示しない屈折率整合樹脂３８（図１参照）が存在する。また、光ファイバアレイ１８上のうち、少なくとも分岐部３１からの分岐光２６の光路上に第２の領域Ｚ２が存在しており、該光路上には固定用接着剤５２は存在していない。また、第２の領域Ｚ２が第１の領域Ｚ１にて囲まれた形になっている。

このように、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａにおいては、光ファイバアレイ１８上に、平面的に固定用接着剤５２と屈折率整合樹脂３８とを並設させるようにしたので、分岐光２６が取り出される領域（第２の領域Ｚ２）に屈折率整合樹脂３８を存在させ、それ以外の領域（第１の領域Ｚ１）に固定用接着剤５２を存在させることができる。その結果、分岐光２６のＰＤＬの増加を抑制することができる。また、光ファイバアレイ１８からＰＤアレイ３０までの距離を容易に短くすることができ、ＰＤアレイ３０での受光特性を向上させることができる。

光ファイバアレイ１８上の固定用接着剤５２を無理やり除去する必要がないため、工程の増加がなく、しかも、光ファイバ１６の表面に傷をつけることがないため、光ファイバ１６の上面にダメージを与えることもない。これは、工程の簡略化、製品コストの低廉化、製品の信頼性の向上につながる。

また、光ファイバアレイ１８上に粘度の低い屈折率整合樹脂３８を形成する場合、該樹脂３８が流れ出るおそれがあるが、この第１の実施の形態では、屈折率整合樹脂３８が形成される第２の領域Ｚ２が、固定用接着剤５２が存在する第１の領域Ｚ１にて囲まれた形になっているため、第２の領域Ｚ２に粘度の低い屈折率整合樹脂３８を形成しても、該樹脂３８が流れ出るということがなくなり、分岐光２６の光路上に空気が介在するという不都合を回避することができる。

次に、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａの製造方法について図３〜図７Ｂを参照しながら説明する。

まず、図３のステップＳ１及び図４に示すように、例えばガラス原板を研削加工して、ファイバ載置部４２とＶ溝形成部４４とを有するガラス基板１２を作製する。その後、ガラス基板１２のＶ溝形成部４４にＶ溝１４（図６Ａ参照）を研削加工にて形成する。その後、図３のステップＳ２、図４及び図６Ａに示すように、ガラス基板１２のＶ溝１４内に光ファイバアレイ１８を収容載置する。

その後、図３のステップＳ３、図４、図６Ａ、図７Ａに示すように、光ファイバアレイ１８上に押さえ治具５４を載置する。すなわち、図示しない荷重治具等を用いて押さえ治具５４を介して光ファイバアレイ１８をＶ溝１４に押圧固定させる。押さえ治具５４は、その中央部に上下方向に貫通する窓５６を有する。図５の例では、上面から見て長方形状の窓５６を有する押さえ治具５４を用いた。

そして、押さえ治具５４にて光ファイバアレイ１８を押さえ付けたとき、図５に示すように、窓５６の短辺が、ガラス基板１２上であって、光ファイバアレイ１８の両側よりも外側に位置し、かつ、窓５６の長辺が、全ての光ファイバアレイ１８を横切る形となるように位置決めする。

この状態から、図３のステップＳ４、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、固定用接着剤（紫外線硬化型接着剤）５２を、押さえ治具５４の長手方向両側から塗布する。このとき、固定用接着剤５２は、毛細管現象によって、押さえ治具５４の下面に沿って進入することになる。しかし、押さえ治具５４には窓５６が形成されていることから、固定用接着剤５２の進入は窓５６の部分で停止し、窓５６の直下においては、固定用接着剤５２の光ファイバアレイ１８上への回り込みは生じない。もちろん、押さえ治具５４の窓５６の存在に拘わらず、光ファイバアレイ１８下への固定用接着剤５２の進入は当然に生ずる。

その後、紫外線を斜め上方から照射し仮固定する。仮固定状態のままで光ファイバアレイ１８の裏面（すなわち、ガラス基板１２の裏面）から再度紫外線を照射する。さらに押さえ治具５４を外し、上方（光ファイバアレイ１８の上面）から紫外線を照射して、固定用接着剤５２を本硬化させ、熱養生を行う。この段階で、図２に示すように、光ファイバアレイ１８上に、固定用接着剤５２が存在する第１の領域Ｚ１と固定用接着剤５２が存在しない第２の領域Ｚ２が同時に形成されることになる。

その後、次に、図３のステップＳ５、図１に示すように、光ファイバアレイ１８のうち、固定用接着剤５２が形成されていない領域（押さえ治具５４の窓５６が位置していた領域：第２の領域Ｚ２）に対してスリット２０の加工を行った。

スリット２０の幅は５〜５０μｍであることが望ましい。５μｍ未満の場合、スリット２０に挿入される部材（フィルタ部材２２）が薄くなりすぎるため、実装が困難になってしまい好ましくない。また、５０μｍ以上とすると、過剰損失が大きくなり実仕様に適さなくなる。

スリット２０の深さは１３０μｍ〜２５０μｍとすることが望ましい。１３０μｍ未満の場合、加工溝が光ファイバ１６の途中で止まってしまう形となる可能性があるため、この加工溝を起点として光ファイバ１６にダメージを与える可能性がある。また、２５０μｍ以上だとガラス基板１２の強度の低下を招くために好ましくない。

傾斜角度αは、１５°〜２５°であることが望ましい。１５°未満の場合、後述するが、ＰＤアレイ３０におけるクロストーク（混信）特性を悪化させるおそれがあり、２５°以上の場合、分岐部３１における分岐光２６の偏光依存性が悪化するおそれがある。

次に、フィルタ部材２２の製作を行う。フィルタ部材２２の基板は石英ガラスとした。フィルタ部材２２の材料は、該フィルタ部材２２のハンドリング等を考慮した場合、プラスチック材料、高分子材料、ポリイミド材料でもよいが、角度が２０°と大きいので、屈折により透過側の光軸がずれることを抑えるために光ファイバ（石英）と同じ屈折率を有する材料が好ましい。この石英ガラス基板に、分岐用の多層膜を形成した。傾斜設計は２０°、分岐比率は透過９３％、反射７％とした。

その後、図３のステップＳ６及び図１に示すように、フィルタ部材２２をスリット２０内に挿入し、スリット２０内の該スリット２０とフィルタ部材２２との隙間に図示しない高分子ゲル材を充填する。該高分子ゲル材は、その屈折率が、光ファイバ１６のコア３４の屈折率やフィルタ部材２２の石英ガラス基板の屈折率とほぼ同じになるように、シリコーン系の高分子ゲル材を用いた。

そして、図３のステップＳ７及び図１に示すように、光ファイバアレイ１８上に屈折率整合樹脂３８を介してＰＤアレイ３０（サブマウント３２に実装されているＰＤアレイ）を実装して、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａを作製した。この実装においては、屈折率整合樹脂３８を塗布しつつ調心を行った。このとき、第２の領域Ｚ２内に屈折率整合樹脂３８を充填し、該屈折率整合樹脂３８の流出を防いだ。

このように、この光デバイスの製造方法においては、固定用接着剤５２を塗布するのに先立って、一部に窓５６を有する押さえ治具５４で光ファイバアレイ１８を押さえつけるようにしたので、窓５６の直下には固定用接着剤５２が進入せず、光ファイバアレイ１８上には、押さえ治具５４の窓５６によって固定用接着剤５２の進入が抑えられた領域（第２の領域Ｚ２）が存在することになる。従って、光ファイバアレイ１８上に、平面的に固定用接着剤５２と屈折率整合樹脂３８とを並設させることができる。その結果、例えば光ファイバアレイ１８のクラッド３６から分岐光２６を取り出す必要のない領域（第１の領域Ｚ１）に固定用接着剤５２を存在させ、光ファイバアレイ１８のクラッド３６から分岐光２６を取り出す必要のある領域（第２の領域Ｚ２）に屈折率整合樹脂３８を存在させることができる。

従って、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａのように、光ファイバアレイ１８の途中に分岐部３１が設けられた光デバイスにおいて、分岐光２６の光路上に固定用接着剤５２を存在させないようにすることができ、信号光２４のモニタ機能の向上を図ることができる。

上述の例では、第２の領域Ｚ２について上面から見た形状を長方形状としたが、その他、光ファイバアレイ１８の光軸に沿った中心線ｍに対して線対称の形状（例えば円形、楕円形、トラック形状、ひし形等）を有するようにしてもよい。あるいは、図８及び図９に示す第１及び第２の変形例に係る光デバイス１０Ａａ及び１０Ａｂのように、光ファイバアレイ１８の光軸と直交する中心線ｎに対して線対称の形状を有するようにしてもよい。これら第１及び第２の変形例に係る光デバイス１０Ａａ及び１０Ａｂは、第２の領域Ｚ２のうち、光ファイバアレイ１８の光軸に沿った長さが部分的に異なっている。

つまり、第１の変形例に係る光デバイス１０Ａａは、図８上、上から下に向かって第１チャネル、第２チャネル・・・第１２チャネルとし、それぞれの長さをＬ０１、Ｌ０２、・・・、Ｌ１２としたとき、
Ｌ０１＝Ｌ０２＝Ｌ０３
Ｌ０３＜Ｌ０４＜Ｌ０５＜Ｌ０６
Ｌ０７＞Ｌ０８＞Ｌ０９
Ｌ０９＝Ｌ１０＝Ｌ１１＝Ｌ１２
であって、かつ、
Ｌ０１＝Ｌ１２、Ｌ０５＜Ｌ０８、Ｌ０６＜Ｌ０７
となっている。

第２の変形例に係る光デバイス１０Ａｂは、図９に示すように、
Ｌ０１＝Ｌ０２＝Ｌ０３
Ｌ０４＞Ｌ０５＞Ｌ０６
Ｌ０７＜Ｌ０８＜Ｌ０９
Ｌ０９＝Ｌ１０＝Ｌ１１＝Ｌ１２
であって、かつ、
Ｌ０１＞Ｌ１２、Ｌ０５＝Ｌ０８、Ｌ０６＝Ｌ０７
となっている。

次に、第２の実施の形態に係る光デバイス１０Ｂについて図１０を参照しながら説明する。

この第２の実施の形態に係る光デバイス１０Ｂは、図１０に示すように、ガラス基板１２と、ファイバリボン６０と、固定板６２とを有する。ガラス基板１２は、一方の端面１２ａから所定距離にわたって隆起部６４を一体に有し、該隆起部６４の上面には複数のＶ溝１４が形成されている。ファイバリボン６０は、その端部が剥離されて裸の光ファイバアレイ１８が露出され、該光ファイバアレイ１８の各光ファイバ１６がガラス基板１２のＶ溝１４にそれぞれ載置固定されている。また、ガラス基板１２の隆起部６４以外の部分には固定板６２が載置固定され、ファイバリボン６０をガラス基板１２に押圧固定するようになっている。

そして、隆起部６４に載置固定された光ファイバアレイ１８上のうち、固定板６２に近接する領域（第１の領域Ｚ１）には固定用接着剤５２が存在し、光ファイバアレイ１８の光軸方向端面１８ａから所定距離Ｌａにわたる領域（第２の領域Ｚ２）は、固定用接着剤５２が存在しない領域とされている。

従って、その後に例えば、図１１に示すように、ガラス基板１２の端面１２ａと光ファイバアレイ１８の端面１８ａを研磨して傾斜面とし、更に、この傾斜面に多層膜６６を形成して分岐部３１とし、該分岐部３１に、他の光学部品６８の例えば光導波路７０を光学的に結合させた場合に、分岐部３１上に屈折率整合樹脂３８を介してＰＤアレイ３０を実装することが容易になり、光ファイバアレイ１８の端面１８ａでのモニタを実現させることができる。

上述した第２の実施の形態に係る光デバイス１０Ｂでは、光ファイバアレイ１８を構成する複数の光ファイバ１６を横一列に並べた例を示したが、その他、図１２に示す変形例に係る光デバイス１０Ｂａのように、一部の光ファイバ１６を上下方向にずらして整列させてもよい。

次に、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａの実施例について説明する。まず、実施例に係る光デバイスに使用するガラス基板１２を研削加工にて作製した。

ガラス基板１２の材料として、ホウケイ酸ガラス（ここでは特にパイレックス（登録商標）ガラス材料）を使用した。ガラス基板１２の寸法は、長さ１６ｍｍ、厚さ１ｍｍとし、光ファイバアレイ１８を整列させるためのＶ溝１４は、２５０μｍピッチ、深さ約９０μｍにて１２本研削加工により形成した。

次に、光ファイバアレイ１８の組み立てを行った。光ファイバアレイ１８は２５０μｍピッチの１２芯テープ心線を用いた。１２芯テープ心線を、途中の被覆除去部（中剥き部）が１２ｍｍになるように中剥きし、ガラス基板１２のＶ溝１４へ収容載置した。その後、光ファイバアレイ１８上に押さえ治具５４を載置した。このとき、図示しない荷重治具等を用いて押さえ治具５４を介して光ファイバアレイ１８をＶ溝１４に押圧固定させる。

押さえ治具５４は、後に塗布される固定用接着剤５２（例えばエポキシ系の紫外線硬化型接着剤）に接着しない材質（例えばＰＴＦＥ：Ｐｏｌｙ Ｔｅｔｒａ Ｆｌｕｏｒｏ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）とした。
また、押さえ治具５４は、その中央部に上下方向に貫通する窓５６、例えば図５に示すように、上面から見て長方形状の窓５６を有する。

この状態から、固定用接着剤（紫外線硬化型接着剤）５２を、押さえ治具５４の長手方向両側から塗布した。このとき、固定用接着剤５２は、毛細管現象によって、押さえ治具５４の下面に沿って進入することになる。しかし、押さえ治具５４には窓５６が形成されていることから、固定用接着剤５２の進入は窓５６の部分で停止し、窓５６の直下においては、固定用接着剤５２の光ファイバアレイ１８上への回り込みは生じない。

その後、紫外線を斜め上方から照射し仮固定した。次いで、仮固定状態のままで光ファイバアレイ１８の裏面（すなわち、ガラス基板１２の裏面）から再度紫外線を照射した。さらに押さえ治具５４を外し、上方（光ファイバアレイ１８の上面）から紫外線を照射して、固定用接着剤５２を本硬化させ熱養生を行った。この段階で、光ファイバアレイ１８上に、固定用接着剤５２が存在する第１の領域Ｚ１と固定用接着剤５２が存在しない第２の領域Ｚ２が同時に形成されることになる。

その後、光ファイバアレイ１８のうち、固定用接着剤５２が形成されていない領域（第２の領域Ｚ２）に対してスリット２０の加工を行った。スリット２０は、幅３０μｍ、深さ２００μｍ、傾斜角度αを２０°とした。

その後、フィルタ部材２２の製作を行った。フィルタ部材２２の基板は石英ガラスとした。この石英ガラス基板に、分岐用の多層膜を形成した。多層膜は、分岐光７％となるように設計し、石英、酸化タンタル、アルミナによる多層膜構造とした。その後、フィルタ部材２２をスリット２０に挿入し、スリット２０内の該スリット２０とフィルタ部材２２との隙間に高分子ゲル材を充填した。高分子ゲル材には、シリコーン系の高分子ゲル材を用いた。

その後、ＰＤアレイ３０のサブマウント３２への実装を行った。ＰＤアレイ３０のチャネル数は１２ｃｈとした。ＰＤアレイ３０の構造は、裏面入射型を採用した。

その後、光ファイバアレイ１８上に屈折率整合樹脂３８を介してＰＤアレイ３０（サブマウント３２に実装されているＰＤアレイ）を実装した。この実装においては、屈折率整合樹脂３８を塗布しつつ調心を行った。このとき、第２の領域Ｚ２内に屈折率整合樹脂３８を充填し、該屈折率整合樹脂３８の流出を防いだ。

また、ＰＤアレイ３０の調心は、光ファイバアレイ１８の両端のチャネルに光を入射し、分岐光２６のＰＤ受光パワー（両端チャネルに対応する活性層２８での受光パワー）が最大になるように、アクティブアライメントにて行った。この段階で、実施例に係る光デバイスが完成する。完成した光デバイスをパッケージに実装して製品とした。

この光デバイスの測定評価を実施した。分岐光２６の偏光依存性は０．３ｄＢ未満と良好であり、温度変化による受光効率の変動も０．２ｄＢ未満と良好な結果を得た。また、長期信頼性については、温度８５℃、湿度８５％の湿熱試験において、１０００時間経過後も良好な特性を示した。

なお、本発明に係る光デバイス及びその製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (11)

1. １以上のＶ溝（１４）が形成された基板（１２）と、
   １以上の光ファイバ（１６）を有する光ファイバアレイ（１８）とを有し、
   前記光ファイバアレイ（１８）が前記基板（１２）のＶ溝（１４）に固定用接着剤（５２）によって固定され、
   前記光ファイバアレイ（１８）を伝搬する信号光（２４）を分岐する分岐機能（３１）が設けられた光デバイスにおいて、
   前記光ファイバアレイ（１８）上に、上面から見て少なくとも第１の領域（Ｚ１）と第２の領域（Ｚ２）が存在し、
   前記第２の領域は、前記光ファイバアレイ（１８）上のうち、少なくとも前記分岐機能（３１）からの分岐光（２６）の光路上に存在し、
   前記光ファイバアレイ（１８）下においては、前記第１の領域下から前記第２の領域下にかけて連続して固定用接着剤（５２）が存在し、
   前記光ファイバアレイ（１８）上においては、前記第１の領域に前記固定用接着剤（５２）が存在し、且つ、前記第２の領域に前記光ファイバ（１６）との屈折率整合を目的とした樹脂（３８）が存在することを特徴とする光デバイス。
2. 請求項１記載の光デバイスにおいて、
   少なくとも前記第２の領域（Ｚ２）の端面と前記光ファイバアレイ（１８）の端面（１８ａ）とがほぼ一致していることを特徴とする光デバイス。
3. 請求項１又は２記載の光デバイスにおいて、
   前記光ファイバアレイ（１８）の端面（１８ａ）に、前記分岐機能（３１）が設けられていることを特徴とする光デバイス。
4. 請求項１記載の光デバイスにおいて、
   前記第２の領域（Ｚ２）が前記第１の領域（Ｚ１）で囲まれていることを特徴とする光デバイス。
5. 請求項１又は４記載の光デバイスにおいて、
   前記光ファイバアレイ（１８）は、その途中に前記分岐機能（３１）が設けられていることを特徴とする光デバイス。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光デバイスにおいて、
   前記第２の領域（Ｚ２）を上面から見た形状は、前記光ファイバアレイ（１８）の中心線に対して線対称の形状を有することを特徴とする光デバイス。
7. 請求項６記載の光デバイスにおいて、
   前記第２の領域（Ｚ２）は、前記光ファイバアレイ（１８）の光軸に沿った長さが前記光ファイバアレイ（１８）全体でほぼ同じであることを特徴とする光デバイス。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光デバイスにおいて、
   前記第２の領域（Ｚ２）は、前記光ファイバアレイ（１８）の光軸に沿った長さが部分的に異なることを特徴とする光デバイス。
9. 請求項８記載の光デバイスにおいて、
   前記第２の領域（Ｚ２）は、前記光ファイバアレイ（１８）の光軸に沿った長さが各光ファイバ（１６）毎に異なることを特徴とする光デバイス。
10. １以上のＶ溝（１４）が形成された基板（１２）と、
    １以上の光ファイバ（１６）を有する光ファイバアレイ（１８）とを有し、
    前記光ファイバアレイ（１８）が前記基板（１２）のＶ溝（１４）に固定用接着剤（５２）によって固定された光デバイスの製造方法において、
    前記基板（１２）のＶ溝（１４）上に、前記光ファイバアレイ（１８）を載置する第１の工程と、
    前記光ファイバアレイ（１８）上に、一部に窓（５６）が形成された押さえ治具（５４）を載置する第２の工程と、
    前記押さえ治具（５４）と前記光ファイバアレイ（１８）とＶ溝（１４）との間に、前記固定用接着剤（５２）を注入する第３の工程と、
    前記押さえ治具（５４）を取り外した後、前記光ファイバアレイ（１８）上のうち、前記押さえ治具（５４）の窓（５６）によって前記固定用接着剤（５２）の進入が抑えられた領域（Ｚ２）に、少なくとも前記光ファイバアレイ（１８）との屈折率整合を目的とした樹脂（３８）を注入する第４の工程とを有することを特徴とする光デバイスの製造方法。
11. 請求項１０記載の光デバイスの製造方法において、
    前記第３の工程と前記第４の工程との間に、
    前記光ファイバアレイ（１８）のうち、前記押さえ治具（５４）の窓（５６）によって前記固定用接着剤（５２）の進入が抑えられた領域（Ｚ２）に対応した部分にスリット（２０）を設ける第５の工程と、
    前記スリット（２０）内に分岐部材（２２）を挿入する第６の工程とを有することを特徴とする光デバイスの製造方法。

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