JP6268918B2 - Optical fiber connection structure, optical fiber connection method, and optical module - Google Patents

Optical fiber connection structure, optical fiber connection method, and optical module Download PDF

Info

Publication number
JP6268918B2
JP6268918B2 JP2013222034A JP2013222034A JP6268918B2 JP 6268918 B2 JP6268918 B2 JP 6268918B2 JP 2013222034 A JP2013222034 A JP 2013222034A JP 2013222034 A JP2013222034 A JP 2013222034A JP 6268918 B2 JP6268918 B2 JP 6268918B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
optical waveguide
fiber
substrate
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013222034A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015084021A (en
Inventor
菅間 明夫
明夫 菅間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2013222034A priority Critical patent/JP6268918B2/en
Publication of JP2015084021A publication Critical patent/JP2015084021A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6268918B2 publication Critical patent/JP6268918B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、光ファイバ接続構造、光ファイバ接続方法、及び光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical fiber connection structure, an optical fiber connection method, and an optical module.

光信号は高速、大容量の信号伝送に適しており、長距離の基幹通信システムでは光信号が実用化されている。コンピュータなどの情報系装置でも信号の高速化により、装置間ではすでに光信号が実用化されており、装置内、ボード内への光信号の導入が視野に入ってきている。離れた位置を接続する配線部材としては、光ファイバが性能面、価格面で優れている。一方、光信号を加工する部分、たとえば光トランシーバ―、光カプラ・スプリッタ、AWG(Arrayed Waveguide Grating)などは光導波路として形成することが望ましい。さらに、最近ではシリコンフォトニクスも用いられつつある。シリコンフォトニクスは、シリコンを半導体製造プロセスで微細加工することで同じ機能を非常に小さいエリアに形成できるという長所を有する。基板上に形成した光導波路部品単独では用途が限られており、光ファイバと接続することにより、光導波路で加工した光信号を目的の場所に伝達することができる。   Optical signals are suitable for high-speed and large-capacity signal transmission, and optical signals are put into practical use in long-distance backbone communication systems. Even in information system devices such as computers, optical signals have already been put into practical use between devices due to the increase in signal speed, and the introduction of optical signals into devices and boards is now in the field of view. As a wiring member for connecting distant positions, an optical fiber is superior in terms of performance and price. On the other hand, an optical signal processing part, for example, an optical transceiver, an optical coupler / splitter, an AWG (Arrayed Waveguide Grating) or the like is preferably formed as an optical waveguide. Furthermore, recently, silicon photonics is also being used. Silicon photonics has an advantage that the same function can be formed in a very small area by finely processing silicon in a semiconductor manufacturing process. The optical waveguide component alone formed on the substrate has limited applications, and by connecting to an optical fiber, an optical signal processed by the optical waveguide can be transmitted to a target location.

光導波路部品の機能や集積度の向上に伴い、接続する光ファイバの本数が格段に増えてきている。通常は、一定間隔に形成したV溝中に光ファイバを接着固定したファイバアレイと呼ばれる部品を用いて、光導波路と光ファイバを接続する。低損失で光導波路と光ファイバを接続するためには、両者の位置関係を精密に制御する必要がある。シングルモードで1μm以内、マルチモードでも数μm以内の位置合わせ精度が求められる。光ファイバを整列させたファイバアレイは、同時に多数の光ファイバを接続できるメリットがあるが、目標の位置精度に合わせ込むためには、XYZの3軸移動だけでなく、各軸の回転を含めた計6軸の精密アライメントが必要となる。特に、ファイバアレイに整列させる光ファイバの本数が多くなればなるほど、回転方向の精度が格段に厳しくなる。   As the function and integration degree of the optical waveguide components are improved, the number of optical fibers to be connected has been remarkably increased. Usually, an optical waveguide and an optical fiber are connected using a component called a fiber array in which optical fibers are bonded and fixed in V grooves formed at regular intervals. In order to connect the optical waveguide and the optical fiber with low loss, it is necessary to precisely control the positional relationship between the two. Alignment accuracy within 1 μm in single mode and within several μm in multimode is required. A fiber array in which optical fibers are aligned has the merit that many optical fibers can be connected at the same time. However, in order to match the target position accuracy, not only three-axis movement of XYZ but also rotation of each axis is included. A total of 6 axes of precision alignment is required. In particular, as the number of optical fibers aligned with the fiber array increases, the accuracy in the rotational direction becomes much more severe.

光導波路基板側にガイド用のV溝を形成することで、位置精度と光ファイバ接続作業の容易さを両立しようとする提案が多数なされている。   Many proposals have been made to achieve both positional accuracy and ease of optical fiber connection work by forming a guide V-groove on the optical waveguide substrate side.

第一群は、光ファイバ整列用のV溝を基板に形成するものである。この場合、V溝は光導波路コアの端面で終端する必要があることから、エッチング、特にシリコンの異方性エッチングにより形成されている。異方性エッチングを用いると、結晶面の角度で決まる精密な形状のV溝を得ることができ、フォトリソグラフィ技術を用いてエッチングパターンを規定することにより、正確な寸法のV溝を形成できる。しかし、基板上に光導波路とV溝のどちらを先に形成するかという問題が生じる。V溝を先に形成すると、100μm以上の巨大な溝のエッジに、数μm〜数10μmのコアを、形状の乱れなく形成することが困難である。この問題を解決するため、V溝を一時的に樹脂埋めしてコアを形成する方法や(たとえば、特許文献1参照)、V溝に蓋をしてコアを形成する方法(たとえば、特許文献2参照)が提案されている。   In the first group, V-grooves for aligning optical fibers are formed on the substrate. In this case, since the V-groove needs to be terminated at the end face of the optical waveguide core, it is formed by etching, particularly silicon anisotropic etching. When anisotropic etching is used, a V-shaped groove having a precise shape determined by the angle of the crystal plane can be obtained, and a V-shaped groove having an accurate dimension can be formed by defining an etching pattern using a photolithography technique. However, a problem arises as to which of the optical waveguide and the V-groove is formed first on the substrate. When the V-groove is formed first, it is difficult to form a core of several μm to several tens of μm on the edge of a huge groove of 100 μm or more without disordering the shape. In order to solve this problem, a method of forming a core by temporarily filling a V groove with a resin (see, for example, Patent Document 1), or a method of forming a core by covering the V groove (for example, Patent Document 2). Have been proposed).

しかし、V溝を一時的に埋める方法は、手間がかかるうえに効果が十分でない。樹脂埋めの場合は完全な平滑性は期待できず、コアの形状が乱れてしまう。V溝に蓋をする場合も、蓋を置く位置精度や蓋の厚みなどを制御しなければ、蓋によってコアの形成が乱される可能性が高い。   However, the method of temporarily filling the V-groove takes time and is not sufficient. In the case of resin filling, complete smoothness cannot be expected, and the core shape is disturbed. Even when the V-groove is covered, the formation of the core is likely to be disturbed by the lid unless the positional accuracy of the lid and the thickness of the lid are controlled.

逆に、V溝を後に形成する方法もある(たとえば、特許文献3参照)。しかし、シリコンの異方性エッチングは、高濃度のアルカリ溶液中で長時間煮る必要があり、これに耐える光導波路の材質は極めて限定される。ウェット処理に耐え得る材料としてシリカ(SiO2)系光導波路などがあるが、これさえも強固な防護措置を取らなければダメージを受けてしまう。 Conversely, there is a method of forming a V-groove later (see, for example, Patent Document 3). However, anisotropic etching of silicon needs to be boiled for a long time in a high-concentration alkaline solution, and the material of the optical waveguide that can withstand this is extremely limited. Silica (SiO 2 ) -based optical waveguides are examples of materials that can withstand wet processing, but even these may be damaged if strong protective measures are not taken.

シリコンの異方性エッチングを使用するもう一つの欠点は、光導波路コアの壁面も斜面となり、光ファイバをコアに近接できないことである。このため、別加工で垂直溝を形成するか(たとえば、特許文献4参照)、光ファイバの端面を光導波路コアの斜面に対応した形状に加工する(たとえば、特許文献5参照)。前者は2種類の加工が必要になるため、形成工程に時間を要する。後者は、光ファイバの先端加工そのものが難しい上に、光ファイバの回転方向の向きを揃えてV溝に配置する必要がある。   Another disadvantage of using anisotropic etching of silicon is that the wall surface of the optical waveguide core is also beveled and the optical fiber cannot be close to the core. For this reason, vertical grooves are formed by another processing (for example, see Patent Document 4), or the end face of the optical fiber is processed into a shape corresponding to the slope of the optical waveguide core (for example, see Patent Document 5). Since the former requires two types of processing, the formation process takes time. In the latter case, it is difficult to process the tip of the optical fiber itself, and it is necessary to arrange the optical fiber in the V-groove in the same direction in the rotation direction.

このように、光導波路基板に光ファイバ整列用のV溝を形成できれば効果が高いが、形成そのものが非常に難しいという問題がある。   Thus, although the effect is high if the optical fiber alignment V-groove can be formed on the optical waveguide substrate, there is a problem that the formation itself is very difficult.

第二群は、光導波路基板にガイドピン用のV溝を形成するものである。この場合、V溝はコアの両脇に形成され、正確にコア端面で溝を終端する必要はないため、簡便な研削加工(グラインダー加工)で形成することができる。しかし、研削は機械加工のため、V溝の形成位置および深さに高い精度は期待できない。そのため、極めて精密な調整を行わないと光ファイバ接続に必要な精度を得ることは難しい。   In the second group, guide groove V grooves are formed on the optical waveguide substrate. In this case, the V-groove is formed on both sides of the core, and it is not necessary to accurately terminate the groove at the end surface of the core. Therefore, the V-groove can be formed by simple grinding (grinding). However, since grinding is a machining process, high accuracy cannot be expected in the formation position and depth of the V-groove. For this reason, it is difficult to obtain the accuracy required for optical fiber connection unless extremely precise adjustment is performed.

第一群と同じようにシリコンの異方性エッチングでガイドピン用のV溝を形成すると、必要な精度は確保できる。しかし、基板にファイバ溝を形成する場合と同じ課題が発生する。V溝を先に形成すると、フォトレジストや光導波路樹脂をスピンコート塗布する際に溝で流れが変わり、基板前面に均一塗布することが難しい。V溝を後に形成すると、前述のようにウェット処理に耐えられる光導波路の材質に乏しい。   If the V groove for the guide pin is formed by anisotropic etching of silicon as in the first group, the necessary accuracy can be ensured. However, the same problem occurs as when fiber grooves are formed on the substrate. If the V-groove is formed first, the flow changes in the groove when spin coating is applied to the photoresist or the optical waveguide resin, and it is difficult to uniformly apply to the front surface of the substrate. If the V-groove is formed later, the material of the optical waveguide that can withstand the wet treatment as described above is poor.

特開2006−119627号公報JP 2006-119627 A 特開平8−313756号公報JP-A-8-313756 特開2005−308918号公報JP 2005-308918 A 特開平1−126698号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-126698 特開2004−151391号公報JP 2004-151391 A

そこで、光導波路への光ファイバの接続を容易にする構造とその製造方法の提供を課題とする。   Therefore, it is an object to provide a structure that facilitates connection of an optical fiber to an optical waveguide and a manufacturing method thereof.

ひとつの態様では、光ファイバ接続構造は、
光導波路が形成された光導波路基板に搭載され、前記光導波路と平行に延びる第1斜面を有するガイドチップと、
光ファイバの配列を保持し、前記ガイドチップの第1斜面に対応する第2斜面を有するファイバ収納基板と、
を含み、前記ファイバ収納基板は、前記第2斜面で前記光導波路基板上の前記ガイドチップの前記第1斜面と嵌合する第1部分と、前記光導波路基板の外側に位置して前記光ファイバを保持する第2部分を有し、前記第2部分で前記光ファイバを一定ピッチで形成された溝内に保持する。
In one aspect, the optical fiber connection structure is:
A guide chip mounted on an optical waveguide substrate on which an optical waveguide is formed and having a first slope extending in parallel with the optical waveguide;
A fiber storage substrate that holds an array of optical fibers and has a second slope corresponding to the first slope of the guide tip;
The fiber housing substrate includes a first portion that fits with the first inclined surface of the guide chip on the optical waveguide substrate at the second inclined surface, and the optical fiber positioned outside the optical waveguide substrate. The second portion holds the optical fiber in a groove formed at a constant pitch.

光導波路への光ファイバの接続が容易になる。   Connection of the optical fiber to the optical waveguide is facilitated.

実施例1の光ファイバ接続構造を用いた光モジュールの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an optical module using the optical fiber connection structure of Example 1. FIG. 実施例1の光ファイバ接続構造で用いるファイバアレイの構成図である。1 is a configuration diagram of a fiber array used in the optical fiber connection structure of Example 1. FIG. 実施例1の光ファイバ接続構造とその接続過程を示す図である。It is a figure which shows the optical fiber connection structure of Example 1, and its connection process. 実施例1の光ファイバ接続構造とその接続状態を示す図である。It is a figure which shows the optical fiber connection structure of Example 1, and its connection state. 実施例1の変形例である光ファイバ接続構造を用いた接続工程図である。FIG. 6 is a connection process diagram using an optical fiber connection structure which is a modification of the first embodiment. 実施例2の光ファイバ接続構造で用いるファイバアレイの構成図である。6 is a configuration diagram of a fiber array used in the optical fiber connection structure of Example 2. FIG. 実施例2の光ファイバ接続構造とその接続過程を示す図である。It is a figure which shows the optical fiber connection structure of Example 2, and its connection process. 実施例2の光ファイバ接続構造とその接続状態を示す図である。It is a figure which shows the optical fiber connection structure of Example 2, and its connection state.

実施形態の光ファイバ接続構造は、ファイバアレイに保持された光ファイバを光導波路基板に形成された光導波路に接続する。光ファイバ接続構造は、ファイバアレイと、光導波路基板上に配置されるガイドチップとを含み、ガイドチップの側壁に第1斜面を設け、ファイバアレイのファイバ収納基板の側面に第2斜面を設ける。第1斜面と第2斜面の嵌合を利用して光ファイバを光導波路に位置合わせし、接続する。これにより簡単な構成で光ファイバを正確に光導波路に接続することができる。   The optical fiber connection structure of the embodiment connects an optical fiber held in a fiber array to an optical waveguide formed on an optical waveguide substrate. The optical fiber connection structure includes a fiber array and a guide chip disposed on the optical waveguide substrate. The first inclined surface is provided on the side wall of the guide chip, and the second inclined surface is provided on the side surface of the fiber storage substrate of the fiber array. The optical fiber is aligned with and connected to the optical waveguide by utilizing the fitting of the first slope and the second slope. Thus, the optical fiber can be accurately connected to the optical waveguide with a simple configuration.

特に、ガイドチップと光ファイバ収納基板に同じ材料を用い、同じ結晶面を利用して第1斜面と第2斜面を形成する場合は、精密な加工器具を用いなくても異方性エッチングにより第1斜面と第2斜面を正確に一致させることができる。また、金型を利用した射出成形でガイドチップと光ファイバ収納基板を形成する場合も、第1斜面と第2斜面を正確に一致させることができる。   In particular, when the same material is used for the guide chip and the optical fiber storage substrate and the first and second inclined surfaces are formed using the same crystal plane, the first etching is performed by anisotropic etching without using a precise processing tool. The first slope and the second slope can be accurately matched. Moreover, also when forming a guide chip and an optical fiber accommodation board | substrate by injection molding using a metal mold | die, a 1st slope and a 2nd slope can be made to correspond exactly.

図1は、実施例1の光ファイバ接続構造10Aと、これを用いた光モジュール1Aの概略斜視図である。光ファイバ伝送路接続構造10Aは、光導波路基板11上に配置されるガイドチップ13と、ファイバアレイ20を有する。ファイバアレイ20は、1本以上の光ファイバ21と、光ファイバ21を収容するファイバ収納基板25を有する。光ファイバ21を安定して保持するために、ファイバ収納基板25とともに光ファイバ21を挟持するリッド27を含んでもよい。   FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical fiber connection structure 10A of Example 1 and an optical module 1A using the same. The optical fiber transmission line connection structure 10 </ b> A includes a guide chip 13 disposed on the optical waveguide substrate 11 and a fiber array 20. The fiber array 20 includes one or more optical fibers 21 and a fiber storage substrate 25 that stores the optical fibers 21. In order to hold the optical fiber 21 stably, a lid 27 that holds the optical fiber 21 together with the fiber storage substrate 25 may be included.

実施例1では、光伝送路接続構造10Aに一対のガイドチップ13を用いる。ガイドチップ13は、光導波路基板11に形成された光導波路12の両側に配置され、ガイドチップ13の間にファイバアレイ20が挿入される。   In the first embodiment, a pair of guide chips 13 is used for the optical transmission line connection structure 10A. The guide chips 13 are arranged on both sides of the optical waveguide 12 formed on the optical waveguide substrate 11, and the fiber array 20 is inserted between the guide chips 13.

ガイドチップ13は、光導波路12を挟んで互いに対向する面に斜面14を有する。他方、ファイバアレイ20のファイバ収納基板25は、側面にガイドチップ13の斜面14と対応する斜面32を有する。ガイドチップ13の斜面14にファイバ収納基板25の斜面32を嵌合させ、スライドすることによって、光ファイバ21を光導波路12に対して正確に位置合わせし、接続することができる。   The guide chip 13 has slopes 14 on surfaces facing each other across the optical waveguide 12. On the other hand, the fiber storage substrate 25 of the fiber array 20 has a slope 32 corresponding to the slope 14 of the guide chip 13 on the side surface. By fitting and sliding the inclined surface 32 of the fiber housing substrate 25 on the inclined surface 14 of the guide chip 13, the optical fiber 21 can be accurately positioned and connected to the optical waveguide 12.

ファイバ収納基板25は、リッド27から先に延びる領域で、光導波路基板11上のガイドチップ13と嵌合する。後述するように、光ファイバ21は、ファイバ収納基板25の光軸方向の中央近傍まで延びており、光ファイバ21の先端がリッド27の先端面からわずかに突き出ている。これにより、ファイバ収納基板25がガイドチップ13に対して挿入されたときに、光導波路基板11の端面に光ファイバ21が当接し、光導波路基板11の端面で光ファイバ21と光導波路12が光結合する。   The fiber housing substrate 25 is fitted to the guide chip 13 on the optical waveguide substrate 11 in a region extending first from the lid 27. As will be described later, the optical fiber 21 extends to the vicinity of the center in the optical axis direction of the fiber storage substrate 25, and the tip of the optical fiber 21 slightly protrudes from the tip surface of the lid 27. As a result, when the fiber housing substrate 25 is inserted into the guide chip 13, the optical fiber 21 comes into contact with the end surface of the optical waveguide substrate 11, and the optical fiber 21 and the optical waveguide 12 are light-transmitted at the end surface of the optical waveguide substrate 11. Join.

光伝送路接続構造10Aを用いた光モジュール1Aは、光導波路基板11と、光導波路基板11上に形成された光回路15と、光回路15から光導波路基板11の端部に延びる光導波路12と、光導波路基板11の端部で光導波路12に対して光ファイバ21を接続する光伝送路接続構造10Aを有する。   An optical module 1A using the optical transmission line connection structure 10A includes an optical waveguide substrate 11, an optical circuit 15 formed on the optical waveguide substrate 11, and an optical waveguide 12 extending from the optical circuit 15 to the end of the optical waveguide substrate 11. And an optical transmission line connection structure 10 </ b> A for connecting the optical fiber 21 to the optical waveguide 12 at the end of the optical waveguide substrate 11.

光回路15は、図示はしないが、発光デバイス、光変調器、受光素子、光カプラ・スプリッタ、AWG(Array waveguide Grating)などを含む。光回路15は図示しない電気配線によって電子部品に接続されていてもよい。光回路15が光受信側の導波路回路と光送信側の導波路回路を含む場合は、光回路15への入力のための光導波路12と、光回路15からの出力のための光導波路12を光導波路基板11上に形成してもよい。その場合は、入力用の光導波路12と出力用の光導波路のそれぞれに対して光伝送路接続構造10Aを配置してもよい。   Although not shown, the optical circuit 15 includes a light emitting device, an optical modulator, a light receiving element, an optical coupler / splitter, an AWG (Array waveguide Grating), and the like. The optical circuit 15 may be connected to the electronic component by electrical wiring (not shown). When the optical circuit 15 includes a waveguide circuit on the optical reception side and a waveguide circuit on the optical transmission side, the optical waveguide 12 for input to the optical circuit 15 and the optical waveguide 12 for output from the optical circuit 15. May be formed on the optical waveguide substrate 11. In that case, the optical transmission line connection structure 10A may be arranged for each of the input optical waveguide 12 and the output optical waveguide.

図2〜図4は、実施例1の光伝送路接続構造10Aの接続過程を示す図である。まず、図2に示すように、ファイバアレイ20を作製する。図2(A)で、ファイバ収納基板25に光ファイバ21を実装する。ファイバ収納基板25は、ファイバ保持面31に一定のピッチで形成されたV溝34を有し、ファイバ保持面31の両側の側壁に、ガイドチップ13の斜面14に対応する斜面32を有する。   2 to 4 are diagrams illustrating a connection process of the optical transmission line connection structure 10A according to the first embodiment. First, as shown in FIG. 2, the fiber array 20 is produced. In FIG. 2A, the optical fiber 21 is mounted on the fiber housing substrate 25. The fiber storage substrate 25 has V grooves 34 formed at a constant pitch on the fiber holding surface 31, and has slopes 32 corresponding to the slopes 14 of the guide chip 13 on both side walls of the fiber holding surface 31.

ファイバ収納基板25は、たとえばシリコン基板である。この場合、シリコンの異方性エッチングを用いることにより、シリコンの結晶面で決まる正確な角度を有するV溝34を形成することができる。V溝34の幅と深さは、結晶面の利用とフォトリソグラフィ技術を併用することで、正確に制御することができる。ファイバ収納基板25の側面もV溝34の形成と同時にエッチングを行って斜面32を形成する。V溝34に対する斜面32の位置はフォトリソグラフィの精度で決まるので、ファイバ収納基板25の両側面の斜面32の位置は、V溝34に対して正確に規定される。   The fiber storage substrate 25 is, for example, a silicon substrate. In this case, by using anisotropic etching of silicon, the V groove 34 having an accurate angle determined by the crystal plane of silicon can be formed. The width and depth of the V-groove 34 can be accurately controlled by using a crystal plane in combination with a photolithography technique. The side surface of the fiber storage substrate 25 is also etched simultaneously with the formation of the V-groove 34 to form the inclined surface 32. Since the position of the inclined surface 32 with respect to the V groove 34 is determined by the accuracy of photolithography, the positions of the inclined surfaces 32 on both side surfaces of the fiber storage substrate 25 are accurately defined with respect to the V groove 34.

V溝34に光ファイバ21を実装する際に、光ファイバ21の先端がファイバ収納基板25のほぼ中央に位置するように、光ファイバ21を配置する。光ファイバ21は図示しないテープ心線の被覆を除去し、劈開法もしくはレーザ切断により先端を切断したものであり、その長さが揃っている。リッド27を用いて、光ファイバ21をファイバ収納基板25のV溝34に押さえつけながら接着する。液状またはゲル状の接着剤を用いる場合は接着剤が光ファイバ21の先端よりも先に流れ出ないように、その量を適切に調整する。図2(A)の例では、接着フィルム23a、23bを用いて接着する。   When the optical fiber 21 is mounted in the V-groove 34, the optical fiber 21 is arranged so that the tip of the optical fiber 21 is positioned at the approximate center of the fiber storage substrate 25. The optical fiber 21 is obtained by removing the coating of a tape core wire (not shown) and cutting the tip by a cleavage method or laser cutting, and the lengths thereof are uniform. The lid 27 is used to bond the optical fiber 21 while pressing it against the V-groove 34 of the fiber housing substrate 25. In the case of using a liquid or gel adhesive, the amount is appropriately adjusted so that the adhesive does not flow before the tip of the optical fiber 21. In the example of FIG. 2A, bonding is performed using adhesive films 23a and 23b.

接着フィルム23a、23bを用いて光ファイバ21をリッド27とファイバ収納基板25の間に保持することで、図2(B)に示すファイバアレイ20が完成する。一般的なファイバアレイでは、光ファイバはV溝の終端まで配置され、端面が研磨仕上げされている。これに対して、図2の構成では、光ファイバ21の端面がファイバ収納基板25の途中に位置する。図の構成を採用することで、ファイバ収納基板25の光ファイバ21を実装していない領域を、光導波路基板11の表面に対する接合エリアとして使用することができる。従来の構成と比較して光導波路基板11との接合面が増大し、強固で経年変化の少ない固定が実現する。   By holding the optical fiber 21 between the lid 27 and the fiber housing substrate 25 using the adhesive films 23a and 23b, the fiber array 20 shown in FIG. 2B is completed. In a general fiber array, the optical fiber is disposed up to the end of the V-groove, and the end face is polished. On the other hand, in the configuration of FIG. 2, the end face of the optical fiber 21 is located in the middle of the fiber storage substrate 25. By adopting the configuration shown in the figure, the region of the fiber housing substrate 25 where the optical fiber 21 is not mounted can be used as a bonding area to the surface of the optical waveguide substrate 11. Compared with the conventional configuration, the joint surface with the optical waveguide substrate 11 is increased, and the fixing is strong and less secularly changed.

また、V溝34に実装された光ファイバ21の先端は、リッド27の先端よりも突き出ている。これにより、光ファイバ21と光導波路基板11上の光導波路12との結合を確保する。また、リッド27から接着剤23a、23bの一部が流出して光ファイバ21と光導波路12との結合が妨げられることを防止する。   Further, the tip of the optical fiber 21 mounted in the V groove 34 protrudes beyond the tip of the lid 27. Thereby, the coupling between the optical fiber 21 and the optical waveguide 12 on the optical waveguide substrate 11 is ensured. Further, it is possible to prevent a part of the adhesives 23 a and 23 b from flowing out from the lid 27 and hindering the coupling between the optical fiber 21 and the optical waveguide 12.

次に、図3の工程で、光導波路基板11上にガイドチップ13を搭載し、ファイバアレイ20をそのファイバ保持面を下に向けて、光導波路基板11の上方に配置する。光導波路基板11は、たとえばシリコン基板であり、シリコンフォトニクス技術を用いて、光導波路12が光回路15とともに形成されている。   Next, in the step of FIG. 3, the guide chip 13 is mounted on the optical waveguide substrate 11, and the fiber array 20 is disposed above the optical waveguide substrate 11 with its fiber holding surface facing downward. The optical waveguide substrate 11 is, for example, a silicon substrate, and the optical waveguide 12 and the optical circuit 15 are formed using silicon photonics technology.

ガイドチップ13は、たとえばシリコンなどの結晶性基板を用いて作製する。異方性エッチングにより、その結晶面を利用してガイドチップ13の斜面14を形成する。上述したように、ファイバ収納基板25と同じ結晶材料の同じ結晶面を利用することで、ガイドチップ13の斜面14とファイバ収納基板25の斜面32を正確に一致させることができる。一対のガイドチップ13をその斜面14を光伝送路14に向けて光導波路基板11上に実装する。   The guide chip 13 is produced using a crystalline substrate such as silicon. The slope 14 of the guide tip 13 is formed by anisotropic etching using the crystal plane. As described above, by using the same crystal face of the same crystal material as that of the fiber storage substrate 25, the inclined surface 14 of the guide chip 13 and the inclined surface 32 of the fiber storage substrate 25 can be accurately matched. The pair of guide chips 13 are mounted on the optical waveguide substrate 11 with the inclined surfaces 14 facing the optical transmission path 14.

ガイドチップ13の実装位置で、光ファイバ21のコアと光導波路12とのコア接合の精度が決まる。光導波路基板11に光導波路12を形成するときのマスクを用いて光導波路基板11上にアライメントマークを形成しておき、高精度フリップチップボンダ(東レエンジニアリング製、OF2000、精度±0.5μm)を用いることで、光導波路12に対するガイドチップ13の位置精度を確保することができる。   The accuracy of core bonding between the core of the optical fiber 21 and the optical waveguide 12 is determined at the mounting position of the guide chip 13. An alignment mark is formed on the optical waveguide substrate 11 using a mask for forming the optical waveguide 12 on the optical waveguide substrate 11, and a high-precision flip chip bonder (made by Toray Engineering, OF2000, accuracy ± 0.5 μm) is used. Thereby, the positional accuracy of the guide chip 13 with respect to the optical waveguide 12 can be ensured.

図3(B)は、図3(A)のA−A'断面図である。ファイバ収納基板25のV溝34に対する側壁の斜面32の位置は、フォトリソフラフィの精度で正確に規定されている。光導波路基板11の光導波路12に対するガイドチップ13の斜面14の位置は、フォトリソグラフィによるアライメントマーク形成の精度とフリップチップボンダの精度で正確に規定されている。また、ファイバ収納基板25の斜面32の角度と、ガイドチップ13の斜面14の角度は、同じ結晶面を利用した異方性エッチングで制御されている。   FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The position of the inclined surface 32 of the side wall with respect to the V groove 34 of the fiber storage board 25 is precisely defined by the accuracy of photolithography. The position of the inclined surface 14 of the guide chip 13 with respect to the optical waveguide 12 of the optical waveguide substrate 11 is accurately defined by the precision of alignment mark formation by photolithography and the precision of the flip chip bonder. In addition, the angle of the inclined surface 32 of the fiber storage substrate 25 and the angle of the inclined surface 14 of the guide chip 13 are controlled by anisotropic etching using the same crystal plane.

次に、図4の工程で、ガイドチップ13の斜面14と、ファイバ収納基板11の斜面32を合わせた状態でファイバアレイ20をスライドさせ、光ファイバ21の端面が光導波路基板11の端面に突き当たったところで接着固定する。これにより、光導波路12と光ファイバ21の接続が完了し、光モジュール1Aが完成する。   Next, in the process of FIG. 4, the fiber array 20 is slid in a state where the inclined surface 14 of the guide chip 13 and the inclined surface 32 of the fiber storage substrate 11 are aligned, and the end surface of the optical fiber 21 abuts against the end surface of the optical waveguide substrate 11. Adhere and fix. Thereby, the connection between the optical waveguide 12 and the optical fiber 21 is completed, and the optical module 1A is completed.

図4(B)は図4(A)のB−B'断面図、図4(C)は図4(A)のC−C'断面図である。図4(B)に示すように、光ファイバコア21aと、光導波路12が光導波路基板11の端面で一致している。光ファイバの配列方向(X方向)の位置精度は、上述のようにV溝34に対する斜面32の位置精度と、光導波路12に対するガイドチップ13の搭載位置精度と、斜面32と斜面14の角度の精度によって、確保されている。   4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 4A, and FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. As shown in FIG. 4B, the optical fiber core 21 a and the optical waveguide 12 coincide with each other at the end face of the optical waveguide substrate 11. As described above, the positional accuracy of the optical fiber in the arrangement direction (X direction) includes the positional accuracy of the inclined surface 32 with respect to the V-groove 34, the mounting positional accuracy of the guide chip 13 with respect to the optical waveguide 12, and the angle between the inclined surface 32 and the inclined surface 14. Secured by accuracy.

光ファイバコア21aの高さ方向(Y方向)の位置精度は、V溝34内での光ファイバ21の位置で決まる。実施例1では、ファイバ収納基板25の特定の結晶面を利用して異方性エッチングを行うので、光ファイバ21の直径からV溝34の幅を指定することで、V溝の深さが決まる。したがって、高さ方向でも光ファイバコア21aと、光導波路基板11の光導波路12の位置が一致する。   The positional accuracy of the optical fiber core 21a in the height direction (Y direction) is determined by the position of the optical fiber 21 in the V-groove 34. In the first embodiment, anisotropic etching is performed using a specific crystal plane of the fiber housing substrate 25. Therefore, by specifying the width of the V groove 34 from the diameter of the optical fiber 21, the depth of the V groove is determined. . Therefore, the position of the optical fiber core 21a and the position of the optical waveguide 12 of the optical waveguide substrate 11 also coincide with each other in the height direction.

図4(C)に示すように、光軸方向(Z方向)の光ファイバコア21aの位置精度は、光ファイバ21の先端をファイバ収納基板25の途中に位置し、かつリッド27の前面27aから光ファイバ21の先端が突き出るように実装することで確保される。ガイドチップ13の斜面14の間にファイバ収納基板25をスライド挿入することで、光ファイバ21はZ方向に移動し、その先端が光導波路基板11の端面に突き当たった時点でZ方向への移動が終了する。この状態で、ファイバ収納基板25を光導波路基板11に接着固定することで、光モジュール1Aが完成する。   As shown in FIG. 4C, the positional accuracy of the optical fiber core 21 a in the optical axis direction (Z direction) is such that the tip of the optical fiber 21 is located in the middle of the fiber housing substrate 25 and from the front surface 27 a of the lid 27. It is ensured by mounting so that the tip of the optical fiber 21 protrudes. By sliding and inserting the fiber storage substrate 25 between the inclined surfaces 14 of the guide chip 13, the optical fiber 21 moves in the Z direction, and the movement in the Z direction is performed when the tip of the optical fiber 21 hits the end surface of the optical waveguide substrate 11. finish. In this state, the optical module 1A is completed by bonding and fixing the fiber housing substrate 25 to the optical waveguide substrate 11.

実施例1の構成によると、簡単な構成で光導波路12に対して光ファイバ21を位置合わせして接続することができる。   According to the configuration of the first embodiment, the optical fiber 21 can be aligned and connected to the optical waveguide 12 with a simple configuration.

図5は、実施例1の変形例としての光ファイバ接続構成10Bと、これを用いた光モジュール1Bの概略構成図である。図1〜図4の構成では、ファイバ収納基板25が完全にガイドチップ13の間に入り込み、ファイバ収納基板25のファイバ実装面が、光導波路基板11の表面に接触してスライドしていた。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical fiber connection configuration 10B as a modification of the first embodiment and an optical module 1B using the same. In the configuration of FIGS. 1 to 4, the fiber storage substrate 25 completely enters between the guide chips 13, and the fiber mounting surface of the fiber storage substrate 25 is in contact with the surface of the optical waveguide substrate 11 and slides.

図5の変形例では、ファイバ収納基板75のV溝84を、シリコンの異方性エッチングではなく、ガラスなどへの研削(グラインド)加工により形成する。研削加工によるV溝84は簡便なため、安価なファイバアレイに用いられている。V溝84のピッチと深さの均一性は、光ファイバの整列用途としては十分であるが、深さの絶対値は保証できない。言い換えると、研削加工のV溝84に光ファイバ21を整列させると光ファイバ21は均等に並ぶが、光ファイバコア21aのファイバ収納基板75の表面からの高さは、必ずしもターゲットとする高さになるとは限らない。このため、研削加工は従来型のバットジョイントタイプのファイバアレイに多用されるが、溝形状の正確性が求められる用途には一般的には用いられない。   In the modification shown in FIG. 5, the V-groove 84 of the fiber housing substrate 75 is formed by grinding (grinding) into glass or the like instead of anisotropic etching of silicon. Since the V-groove 84 by grinding is simple, it is used for an inexpensive fiber array. The uniformity of the pitch and depth of the V-groove 84 is sufficient for optical fiber alignment applications, but the absolute value of the depth cannot be guaranteed. In other words, when the optical fibers 21 are aligned with the V-grooves 84 that are ground, the optical fibers 21 are evenly arranged. Not necessarily. For this reason, grinding is often used for conventional butt-joint type fiber arrays, but it is not generally used for applications where the accuracy of the groove shape is required.

図5の変形例では、V溝84のピッチの正確性を利用することで、安価な研削溝を、形状の正確性が求められるV溝84に適用する。具体的には、図5(A)に示すように、光ファイバ21の心数よりも少なくとも2個多いV溝84を形成する。必要な数の溝配列の外側のV溝を破線で示す切断ラインで切断する。   In the modification of FIG. 5, by using the accuracy of the pitch of the V-groove 84, an inexpensive grinding groove is applied to the V-groove 84 that requires shape accuracy. Specifically, as shown in FIG. 5A, at least two V-grooves 84 that are larger than the number of cores of the optical fiber 21 are formed. Cut the V-grooves outside the required number of groove arrays with a cutting line indicated by a broken line.

図5(B)に示すように、切断の結果、ファイバ収納基板75の側面の一部にV溝84の斜面形状と同一の斜面82が形成される。光導波路基板11上に配置されるガイドチップ13の斜面14の傾きも、ファイバ収納基板75の斜面82、すなわちV溝84の斜面の傾きに合わせる。これは、V溝84の形成と同一のブレード、もしくは同じ角度を有する大型ブレードを用いて基板を切断してガイドチップ13を形成することで実現できる。光導波路基板11上へのガイドチップ13の搭載精度は、上述したようにフォトリソグラフィによるアライメントマーク形成の精度と、フリップチップボンダの精度により保証されている。   As shown in FIG. 5B, as a result of the cutting, a slope 82 having the same slope shape as that of the V groove 84 is formed on a part of the side surface of the fiber housing substrate 75. The inclination of the inclined surface 14 of the guide chip 13 disposed on the optical waveguide substrate 11 is also adjusted to the inclination of the inclined surface 82 of the fiber housing substrate 75, that is, the inclined surface of the V groove 84. This can be realized by forming the guide chip 13 by cutting the substrate using the same blade as the formation of the V groove 84 or a large blade having the same angle. As described above, the mounting accuracy of the guide chip 13 on the optical waveguide substrate 11 is guaranteed by the accuracy of alignment mark formation by photolithography and the accuracy of the flip chip bonder.

図5(C)に示すように、図4と同様の方法でファイバ収納基板75のファイバ保持面を下にしてファイバ収納基板75をガイドチップ13の間にはめ込み、光ファイバ21の先端が光導波路基板11の端面に当たるまでファイバ収納基板75をスライドさせる。ファイバ収納基板75の側面の斜面82と、ガイドチップ13の斜面14はほぼ一致するので、ファイバ配列方向(X方向)で光導波路12と光ファイバコア21aの位置が整合した状態でファイバ収納基板75が光導波路基板11上に実装される。   As shown in FIG. 5C, the fiber storage board 75 is fitted between the guide chips 13 with the fiber holding surface of the fiber storage board 75 facing down in the same manner as in FIG. 4, and the tip of the optical fiber 21 is the optical waveguide. The fiber storage board 75 is slid until it hits the end face of the board 11. Since the slope 82 on the side surface of the fiber storage board 75 and the slope 14 of the guide chip 13 substantially coincide with each other, the fiber storage board 75 in a state where the positions of the optical waveguide 12 and the optical fiber core 21a are aligned in the fiber arrangement direction (X direction). Are mounted on the optical waveguide substrate 11.

光ファイバ21のコア21aの高さ方向(Y方向)の位置は、ガイドチップ13のX方向での斜面14の位置で決まる。そして、斜面14のX方向での位置精度は十分に確保されている。したがって、V溝84の深さの絶対値が設計された値と異なる場合でも、ファイバ収納基板75の斜面82をガイドチップ13の斜面14に嵌合させることで、Y方向で光ファイバコア21aを光導波路12にアラインさせることができる。この場合、ファイバ収納基板75の表面は必ずしも光導波路基板11の表面と一致せず、空間85が生じる場合もある。しかし、光ファイバコア21aの高さ位置が光導波路12の高さ位置と整合する限り問題はない。   The position of the core 21a of the optical fiber 21 in the height direction (Y direction) is determined by the position of the inclined surface 14 in the X direction of the guide chip 13. The positional accuracy of the slope 14 in the X direction is sufficiently ensured. Therefore, even when the absolute value of the depth of the V-groove 84 is different from the designed value, the optical fiber core 21a is made to fit in the Y direction by fitting the inclined surface 82 of the fiber storage board 75 to the inclined surface 14 of the guide chip 13. The optical waveguide 12 can be aligned. In this case, the surface of the fiber housing substrate 75 does not necessarily coincide with the surface of the optical waveguide substrate 11, and a space 85 may be generated. However, there is no problem as long as the height position of the optical fiber core 21 a matches the height position of the optical waveguide 12.

図6〜図8は、実施例2の光ファイバ接続構造30と、その接続過程を示す図である。実施例1では、光導波路基板11の光導波路12の両側に斜面14を有するガイドチップ13を配置していた。実施例2では、光導波路基板11の光導波路12上にひとつのガイドチップ53を配置し、ファイバ収納基板45にガイドチップ53と嵌合する溝61を形成する。   FIGS. 6-8 is a figure which shows the optical fiber connection structure 30 of Example 2, and its connection process. In the first embodiment, the guide chips 13 having the slopes 14 are arranged on both sides of the optical waveguide 12 of the optical waveguide substrate 11. In the second embodiment, one guide chip 53 is disposed on the optical waveguide 12 of the optical waveguide substrate 11, and a groove 61 that fits with the guide chip 53 is formed in the fiber storage substrate 45.

図6は、実施例2で用いるファイバアレイ40の構成を示す図である。ファイバアレイ40は、1本以上の光ファイバ21と、光ファイバ21を収容するファイバ収納基板45を有する。光ファイバ21を安定して保持するために、ファイバ収納基板45とともに光ファイバ21を挟持するリッド47を含んでもよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the fiber array 40 used in the second embodiment. The fiber array 40 includes one or more optical fibers 21 and a fiber storage substrate 45 that stores the optical fibers 21. In order to hold the optical fiber 21 stably, a lid 47 that holds the optical fiber 21 together with the fiber storage substrate 45 may be included.

ファイバ収納基板45は、光ファイバ21を受け取るV溝64が形成される領域と、V溝が形成される領域よりも先の領域に形成されるリセス61を有する。リッド47は、V溝64が形成された領域で光ファイバ21をファイバ収納基板45に対して押圧する。光ファイバ21をファイバ収納基板45に固定する手段として、図6(A)に示すように接着フィルム43a、43bを用いるが、この例に限定されない。   The fiber housing substrate 45 includes a region where the V-groove 64 for receiving the optical fiber 21 is formed and a recess 61 formed in a region ahead of the region where the V-groove is formed. The lid 47 presses the optical fiber 21 against the fiber storage substrate 45 in the region where the V-groove 64 is formed. As means for fixing the optical fiber 21 to the fiber housing substrate 45, adhesive films 43a and 43b are used as shown in FIG. 6A, but the present invention is not limited to this example.

図6(B)に示すように、ファイバ収納基板45に実装された光ファイバ21の先端部は、リッド47よりも前方にわずかに突出する。この構成により、ファイバ収納基板45が光導波路基板11に搭載されたときに、光ファイバ21の先端が必ず光導波路12に突き当たる。また仮に接着材料が流れ出した場合でも、光ファイバ21の先端と光導波路12との光結合が確保される。   As shown in FIG. 6B, the tip of the optical fiber 21 mounted on the fiber housing substrate 45 slightly protrudes forward from the lid 47. With this configuration, when the fiber housing substrate 45 is mounted on the optical waveguide substrate 11, the tip of the optical fiber 21 always abuts against the optical waveguide 12. Even if the adhesive material flows out, optical coupling between the tip of the optical fiber 21 and the optical waveguide 12 is ensured.

リセス61は、V溝64の領域よりも先の部分を異方性エッチングによって掘り込むことによって形成される。リセス61の深さは一例として数百ミクロンである。リセス61はその側壁に斜面62を有する。斜面62は特定の結晶面を利用して形成され、斜面62の角度とV溝64の角度はほぼ同じである。   The recess 61 is formed by digging a portion ahead of the region of the V groove 64 by anisotropic etching. As an example, the depth of the recess 61 is several hundred microns. The recess 61 has a slope 62 on its side wall. The slope 62 is formed using a specific crystal plane, and the angle of the slope 62 and the angle of the V groove 64 are substantially the same.

図7で、光導波路基板11のエッジ近傍の光導波路12上にガイドチップ53を配置する。また、ファイバアレイ40を、そのファイバ実装面が光導波路12と向き合うように光導波路基板11の上方に配置する。ファイバアレイ40とガイドチップ53で、光ファイバ接続構造30を構成する。光導波路12は、光ファイバ21を介した光信号の送受信のために、光回路15から光導波路基板11のエッジまで延びている。   In FIG. 7, the guide chip 53 is disposed on the optical waveguide 12 near the edge of the optical waveguide substrate 11. The fiber array 40 is disposed above the optical waveguide substrate 11 so that the fiber mounting surface faces the optical waveguide 12. The fiber array 40 and the guide chip 53 constitute the optical fiber connection structure 30. The optical waveguide 12 extends from the optical circuit 15 to the edge of the optical waveguide substrate 11 for transmission and reception of optical signals via the optical fiber 21.

ガイドチップ53は、その側面に斜面54を有し、斜面54は光導波路12の光軸と平行に位置する。ガイドチップ53の斜面54は、ファイバ収納基板45のリセス61の側壁の斜面62と同じ傾斜角を有する。ガイドチップ53をファイバ収納基板45と同じ材料で作製し、同じ結晶面を利用して異方性エッチングを行うことでリセス61の斜面62と同一形状の斜面54を形成することができる。ガイドチップ54の高さは、リセス61の深さに対応する。   The guide chip 53 has a slope 54 on its side surface, and the slope 54 is positioned parallel to the optical axis of the optical waveguide 12. The inclined surface 54 of the guide chip 53 has the same inclination angle as the inclined surface 62 of the side wall of the recess 61 of the fiber storage substrate 45. The guide chip 53 is made of the same material as that of the fiber housing substrate 45 and anisotropic etching is performed using the same crystal plane, whereby the slope 54 having the same shape as the slope 62 of the recess 61 can be formed. The height of the guide tip 54 corresponds to the depth of the recess 61.

光導波路基板11へのガイドチップ54の実装精度は、実施例1と同様に、図示しないアライメントマークの形成精度とフリップチップボンダの精度によって保証されている。ファイバ収納基板45のリセス61をガイドチップ53上にかぶせ、ガイドチップ53の斜面54に沿ってファイバ収納基板45をスライドさせることで、ファイバ収納基板45を光導波路基板11に搭載する。   As in the first embodiment, the mounting accuracy of the guide chip 54 on the optical waveguide substrate 11 is ensured by the alignment mark formation accuracy (not shown) and the flip chip bonder accuracy. The recess 61 of the fiber storage substrate 45 is placed on the guide chip 53, and the fiber storage substrate 45 is slid along the slope 54 of the guide chip 53, thereby mounting the fiber storage substrate 45 on the optical waveguide substrate 11.

図8は、光ファイバ21と光導波路12の接続状態を示す。図8(B)は図8(A)のD−D'断面図、図8(C)は図8(A)のE−E'断面図である。ガイドチップ53の斜面54に沿ってファイバ収納基板45をスライドさせた結果、光ファイバ21の先端が光導波路基板11の端面に露出する光導波路12に突き当たった状態を示す。この状態でファイバ収納基板45を光導波路基板11に接着固定する。   FIG. 8 shows a connection state between the optical fiber 21 and the optical waveguide 12. 8B is a DD ′ cross-sectional view of FIG. 8A, and FIG. 8C is a EE ′ cross-sectional view of FIG. 8A. As a result of sliding the fiber storage substrate 45 along the inclined surface 54 of the guide chip 53, the state where the tip of the optical fiber 21 is in contact with the optical waveguide 12 exposed on the end surface of the optical waveguide substrate 11 is shown. In this state, the fiber housing substrate 45 is bonded and fixed to the optical waveguide substrate 11.

図8(B)及び図8(C)に示すように、光ファイバコア21aと光導波路12が、ファイバ配列方向と高さ方向の双方で一致し、マルチファイバで安定した接続が実現する。実施例2の構成は、ガイドチップ54が1個で済むというメリットがある。   As shown in FIGS. 8B and 8C, the optical fiber core 21a and the optical waveguide 12 match in both the fiber arrangement direction and the height direction, and a stable connection is realized with multi-fibers. The configuration of the second embodiment has an advantage that only one guide chip 54 is required.

実施例1及び実施例2の構成及び手法により、ガイドチップを用いて光ファイバと光導波路との位置合わせが簡便になる。また、ファイバ収納基板(25、75、45)の広い面積を光導波路基板11との接合領域に用いることができるので、接合が強固になる。さらに、結晶面を利用してV溝や斜面を形成する場合は位置合わせ精度がさらに向上する。   With the configuration and method of the first and second embodiments, the alignment between the optical fiber and the optical waveguide is simplified using the guide chip. In addition, since a wide area of the fiber storage substrate (25, 75, 45) can be used for the bonding region with the optical waveguide substrate 11, the bonding becomes strong. Further, when the V-groove and the slope are formed using the crystal plane, the alignment accuracy is further improved.

以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
(付記1)
光導波路が形成された光導波路基板に搭載され、前記光導波路と平行に延びる第1斜面(14,54)を有するガイドチップと、
光ファイバの配列を保持し、前記ガイドチップの第1斜面に対応する第2斜面を有するファイバ収納基板と、
を含み、前記ファイバ収納基板は、前記第2斜面で前記光導波路基板上の前記ガイドチップの前記第1斜面と嵌合する第1部分と、前記光導波路基板の外側に位置して前記光ファイバを保持する第2部分を有し、前記第2部分で前記光ファイバを一定ピッチで形成された溝内に保持することを特徴とする光ファイバ接続構造。
(付記2)
前記ガイドチップは、前記光導波路の両側に配置される一対のガイドチップであり、前記第1斜面は前記光導波路を挟んで対向する位置にあり、
前記第2斜面は、前記ファイバ収納基板の側面に形成されていることを特徴とする付記1に記載の光ファイバ接続構造。
(付記3)
前記ガイドチップは、前記光導波路上に配置される1つのガイドチップであり、
前記ファイバ収納基板は、前記第1部分に形成されたリセスを有し、
前記第2斜面は、前記リセスの側壁に形成されていることを特徴とする付記1に記載の光ファイバ接続構造。
(付記4)
前記ガイドチップと前記ファイバ収納基板は同一の材料で形成され、前記第1斜面と前記第2斜面は同じ結晶面で形成されていることを特徴とする付記1〜3のいずれかに記載の光ファイバ接続構造。
(付記5)
前記ガイドチップの前記第1斜面と、前記ファイバ収納基板の前記第2斜面は切削加工で形成されていることを特徴とする付記1〜3のいずれかに記載の光ファイバ接続構造。
(付記6)
前記光ファイバの先端は、前記ファイバ収納基板の前記第1部分と前記第2部分の境界近傍に位置することを特徴とする付記1〜5のいずれかに記載の光ファイバ接続構造。
(付記7)
光回路と前記光回路から延びる光導波路を有する光導波路基板と、
前記光導波路基板の端部に配置され、前記光導波路と光ファイバを接続する付記1〜6のいずれかに記載の光ファイバ接続構造と、
を有する光モジュール。
(付記8)
第1斜面を有するガイドチップを、光導波路が形成された光導波路基板上に、前記第1斜面が前記光導波路と平行に位置するように配置し、
前記第1斜面に対応する第2斜面を有する第1部分と、前記第1部分の後方で光ファイバの配列を保持する第2部分とを有するファイバ収納基板を準備し、
前記ファイバ収納基板の前記光ファイバを保持する面を前記光導波路基板に向け、前記ファイバ収納基板の前記第2斜面を前記ガイドチップの前記第1斜面上にスライドさせて前記光ファイバの先端を前記光導波路の端面に近づけ、
前記第2部分に保持された前記光ファイバの先端が前記光導波路基板の端面に当たったところで、前記ファイバ収納基板を前記光導波路基板に固定する、
ことを特徴とする光ファイバの接続方法。
(付記9)
一対の前記ガイドチップを準備し、前記第1斜面が前記光導波路を挟んで対向するように前記ガイドチップを前記光導波路の両側に配置し、
前記ファイバ収納基板の側面に前記第2斜面を形成し、
前記ファイバ収納基板の前記第1部分を、前記一対の前記ガイドチップの間に挿入して前記第2斜面を前記第1斜面上でスライドさせることを特徴とする付記8に記載の光ファイバの接続方法。
(付記10)
両側壁に前記第1斜面を有する前記ガイドチップを、前記光導波路上に配置し、
前記ファイバ収納基板の前記第1部分に前記第2斜面を有するリセスを形成し、
前記リセスと前記ガイドチップを嵌合させて前記第2斜面を前記第1斜面上にスライドさせることを特徴とする付記8に記載の光ファイバの接続方法。
(付記11)
同一の材料で作製された前記ガイドチップと前記ファイバ収納基板を用い、前記第1斜面と前記第2斜面を同じ結晶面の異方性エッチングにより形成することを特徴とする付記8に記載の光ファイバの接続方法。
(付記12)
前記第1斜面が切削技術で形成された前記ガイドチップと、前記第2斜面が前記第1斜面と同じ切削技術で形成された前記ファイバ収納基板を用いることを特徴とする付記8に記載の光ファイバの接続方法。
The following notes are presented for the above explanation.
(Appendix 1)
A guide chip mounted on an optical waveguide substrate on which an optical waveguide is formed and having a first inclined surface (14, 54) extending in parallel with the optical waveguide;
A fiber storage substrate that holds an array of optical fibers and has a second slope corresponding to the first slope of the guide tip;
The fiber housing substrate includes a first portion that fits with the first inclined surface of the guide chip on the optical waveguide substrate at the second inclined surface, and the optical fiber positioned outside the optical waveguide substrate. An optical fiber connection structure, wherein the optical fiber is held in a groove formed at a constant pitch by the second portion.
(Appendix 2)
The guide chips are a pair of guide chips disposed on both sides of the optical waveguide, and the first inclined surface is at a position facing the optical waveguide,
The optical fiber connection structure according to appendix 1, wherein the second slope is formed on a side surface of the fiber storage substrate.
(Appendix 3)
The guide chip is one guide chip disposed on the optical waveguide,
The fiber housing substrate has a recess formed in the first portion;
The optical fiber connection structure according to appendix 1, wherein the second slope is formed on a side wall of the recess.
(Appendix 4)
The light according to any one of appendices 1 to 3, wherein the guide chip and the fiber storage substrate are formed of the same material, and the first inclined surface and the second inclined surface are formed of the same crystal plane. Fiber connection structure.
(Appendix 5)
The optical fiber connection structure according to any one of appendices 1 to 3, wherein the first inclined surface of the guide tip and the second inclined surface of the fiber storage substrate are formed by cutting.
(Appendix 6)
The optical fiber connection structure according to any one of appendices 1 to 5, wherein a tip end of the optical fiber is positioned in the vicinity of a boundary between the first portion and the second portion of the fiber housing substrate.
(Appendix 7)
An optical waveguide substrate having an optical circuit and an optical waveguide extending from the optical circuit;
The optical fiber connection structure according to any one of supplementary notes 1 to 6, which is disposed at an end of the optical waveguide substrate and connects the optical waveguide and an optical fiber;
An optical module.
(Appendix 8)
A guide chip having a first slope is disposed on an optical waveguide substrate on which an optical waveguide is formed so that the first slope is positioned in parallel with the optical waveguide,
Preparing a fiber storage substrate having a first portion having a second slope corresponding to the first slope and a second portion holding an optical fiber array behind the first portion;
The surface of the fiber storage substrate holding the optical fiber is directed to the optical waveguide substrate, the second inclined surface of the fiber storage substrate is slid onto the first inclined surface of the guide chip, and the tip of the optical fiber is Close to the end face of the optical waveguide,
When the tip of the optical fiber held by the second portion hits the end surface of the optical waveguide substrate, the fiber storage substrate is fixed to the optical waveguide substrate.
An optical fiber connection method.
(Appendix 9)
Preparing a pair of the guide chips, arranging the guide chips on both sides of the optical waveguide so that the first inclined surface is opposed to the optical waveguide,
Forming the second slope on a side surface of the fiber housing substrate;
The optical fiber connection according to appendix 8, wherein the first portion of the fiber housing substrate is inserted between the pair of guide chips, and the second inclined surface is slid on the first inclined surface. Method.
(Appendix 10)
The guide chip having the first slope on both side walls is disposed on the optical waveguide,
Forming a recess having the second slope on the first portion of the fiber housing substrate;
The optical fiber connection method according to appendix 8, wherein the recess and the guide chip are fitted to slide the second inclined surface onto the first inclined surface.
(Appendix 11)
The light according to appendix 8, wherein the first inclined surface and the second inclined surface are formed by anisotropic etching of the same crystal plane using the guide chip and the fiber storage substrate made of the same material. Fiber connection method.
(Appendix 12)
The light according to appendix 8, wherein the guide tip in which the first slope is formed by a cutting technique and the fiber storage substrate in which the second slope is formed by the same cutting technique as the first slope are used. Fiber connection method.

1A、1B、2 光モジュール
10A、10B、30 光ファイバ接続構造
11 光導波路基板
12 光導波路
13、53 ガイドチップ
14、54 ガイドチップの斜面(第1斜面)
15 光回路
20、40 ファイバアレイ
21 光ファイバ
21a 光ファイバコア
25、45、75 ファイバ収納基板
32、62、82 ファイバ収納基板の斜面(第2斜面)
34、64、84 V溝
1A, 1B, 2 Optical modules 10A, 10B, 30 Optical fiber connection structure 11 Optical waveguide substrate 12 Optical waveguide 13, 53 Guide chip 14, 54 Slope of guide chip (first slope)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Optical circuit 20 and 40 Fiber array 21 Optical fiber 21a Optical fiber core 25, 45, 75 Fiber storage board 32, 62, 82 The slope (2nd slope) of a fiber storage board
34, 64, 84 V groove

Claims (6)

光導波路が形成された光導波路基板に搭載され、前記光導波路と平行に延びる第1斜面を有するガイドチップと、
光ファイバの配列を保持し、前記ガイドチップの第1斜面に対応する第2斜面を有するファイバ収納基板と、
を含み、前記ファイバ収納基板は、前記第2斜面で前記光導波路基板上の前記ガイドチップの前記第1斜面と嵌合する第1部分と、前記光導波路基板の外側に位置して前記光ファイバを保持する第2部分を有し、前記第2部分で前記光ファイバを一定ピッチで形成された溝内に保持し、
前記第1部分は、前記光導波路基板の端面まで延びる前記光導波路の一部を覆い、前記第2部分において、前記光ファイバの先端が前記光導波路基板の端面に嵌合して前記端面で前記光導波路と前記光ファイバが接続されていることを特徴とする光ファイバ接続構造。
A guide chip mounted on an optical waveguide substrate on which an optical waveguide is formed and having a first slope extending in parallel with the optical waveguide;
A fiber storage substrate that holds an array of optical fibers and has a second slope corresponding to the first slope of the guide tip;
The fiber housing substrate includes a first portion that fits with the first inclined surface of the guide chip on the optical waveguide substrate at the second inclined surface, and the optical fiber positioned outside the optical waveguide substrate. And holding the optical fiber in a groove formed at a constant pitch in the second portion ,
The first portion covers a part of the optical waveguide extending to an end surface of the optical waveguide substrate, and in the second portion, the tip of the optical fiber is fitted to the end surface of the optical waveguide substrate, and the end surface An optical fiber connection structure , wherein an optical waveguide and the optical fiber are connected .
前記ガイドチップは、前記光導波路の両側に配置される一対のガイドチップであり、前記第1斜面は前記光導波路を挟んで対向する位置にあり、
前記第2斜面は、前記ファイバ収納基板の側面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ接続構造。
The guide chips are a pair of guide chips disposed on both sides of the optical waveguide, and the first inclined surface is at a position facing the optical waveguide,
The optical fiber connection structure according to claim 1, wherein the second inclined surface is formed on a side surface of the fiber housing substrate.
前記ガイドチップは、前記光導波路上に配置される1つのガイドチップであり、
前記ファイバ収納基板は、前記第1部分に形成されたリセスを有し、
前記第2斜面は、前記リセスの側壁に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ接続構造。
The guide chip is one guide chip disposed on the optical waveguide,
The fiber housing substrate has a recess formed in the first portion;
The optical fiber connection structure according to claim 1, wherein the second slope is formed on a side wall of the recess.
前記ガイドチップと前記ファイバ収納基板は同一の材料で形成され、前記第1斜面と前記第2斜面は同じ結晶面で形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ファイバ接続構造。   The said guide chip and the said fiber accommodation board | substrate are formed with the same material, The said 1st slope and the said 2nd slope are formed with the same crystal plane, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The optical fiber connection structure described. 光回路と前記光回路から延びる光導波路を有する光導波路基板と、
前記光導波路基板の端部に配置され、前記光導波路と光ファイバを接続する請求項1〜4のいずれか1項に記載の光ファイバ接続構造と、
を有する光モジュール。
An optical waveguide substrate having an optical circuit and an optical waveguide extending from the optical circuit;
The optical fiber connection structure according to any one of claims 1 to 4, which is disposed at an end of the optical waveguide substrate and connects the optical waveguide and an optical fiber.
An optical module.
第1斜面を有するガイドチップを、光導波路が形成された光導波路基板上に、前記第1斜面が前記光導波路と平行に位置するように搭載し
前記第1斜面に対応する第2斜面を有する第1部分と、前記第1部分の後方で光ファイバの配列を保持する第2部分とを有するファイバ収納基板を準備し、
前記ファイバ収納基板の前記光ファイバを保持する面を前記光導波路基板に向け、前記ファイバ収納基板の前記第2斜面を前記ガイドチップの前記第1斜面上にスライドさせて前記光ファイバの先端を前記光導波路の端面に近づけ、
前記第2部分に保持された前記光ファイバの先端が前記光導波路基板の端面に当たったところで、前記ファイバ収納基板を前記光導波路基板に固定し、
前記第1部分で前記光導波路基板の端面まで延びる前記光導波路の一部を覆い、前記第2部分で前記光ファイバを前記光導波路基板の端面に嵌合させて前記端面で前記光導波路と前記光ファイバを接続することを特徴とする光ファイバの接続方法。
A guide chip having a first slope is mounted on an optical waveguide substrate on which an optical waveguide is formed so that the first slope is positioned in parallel with the optical waveguide,
Preparing a fiber storage substrate having a first portion having a second slope corresponding to the first slope and a second portion holding an optical fiber array behind the first portion;
The surface of the fiber storage substrate holding the optical fiber is directed to the optical waveguide substrate, the second inclined surface of the fiber storage substrate is slid onto the first inclined surface of the guide chip, and the tip of the optical fiber is Close to the end face of the optical waveguide,
When the tip of the optical fiber held by the second portion hits the end surface of the optical waveguide substrate, the fiber storage substrate is fixed to the optical waveguide substrate ,
The first portion covers a part of the optical waveguide extending to the end surface of the optical waveguide substrate, the second portion is fitted with the optical fiber to the end surface of the optical waveguide substrate, and the optical waveguide is An optical fiber connection method comprising connecting an optical fiber.
JP2013222034A 2013-10-25 2013-10-25 Optical fiber connection structure, optical fiber connection method, and optical module Expired - Fee Related JP6268918B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013222034A JP6268918B2 (en) 2013-10-25 2013-10-25 Optical fiber connection structure, optical fiber connection method, and optical module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013222034A JP6268918B2 (en) 2013-10-25 2013-10-25 Optical fiber connection structure, optical fiber connection method, and optical module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015084021A JP2015084021A (en) 2015-04-30
JP6268918B2 true JP6268918B2 (en) 2018-01-31

Family

ID=53047642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013222034A Expired - Fee Related JP6268918B2 (en) 2013-10-25 2013-10-25 Optical fiber connection structure, optical fiber connection method, and optical module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6268918B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6852574B2 (en) * 2017-06-02 2021-03-31 富士通株式会社 Optical module and manufacturing method of optical module
JP7081356B2 (en) * 2018-07-17 2022-06-07 日本電信電話株式会社 Optical fiber guide parts and optical connection structure
KR102529088B1 (en) * 2019-05-13 2023-05-08 주식회사 라이팩 Connector Plug and Active Optical Cable Assembly Using the Same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3531734A1 (en) * 1985-09-05 1987-03-12 Siemens Ag DEVICE FOR POSITIONING A SEMICONDUCTOR LASER WITH SELF-ADJUSTING EFFECT FOR A FIBER TO BE COUPLED
JPH1114860A (en) * 1997-04-30 1999-01-22 Fujitsu Ltd Optical coupling structure
JP2001154048A (en) * 1999-11-30 2001-06-08 Kyocera Corp Bidirectional optical module
US6816653B2 (en) * 2003-02-25 2004-11-09 Corning Incorporated Passive alignment of optical fibers with optical elements
JP2005345708A (en) * 2004-06-02 2005-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical waveguide film, its manufacturing method and splicing method
JP4830607B2 (en) * 2006-02-09 2011-12-07 パナソニック電工株式会社 Photoelectric conversion device, manufacturing method thereof, and external waveguide
JP5156502B2 (en) * 2007-06-26 2013-03-06 パナソニック株式会社 Optical module
JP5107679B2 (en) * 2007-11-13 2012-12-26 日本特殊陶業株式会社 Opto-electric hybrid package, optical connector, and opto-electric hybrid module including the same
KR20110091236A (en) * 2010-02-05 2011-08-11 한국전자통신연구원 Optical connector and optical link apparatus having the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015084021A (en) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10684419B2 (en) Waveguide connector elements and optical assemblies incorporating the same
JP3570882B2 (en) Optical element mounting board, optical module using the mounting board, and manufacturing method thereof
US7522807B2 (en) Optical connector assembly
JP2005352453A (en) Optical fiber component, optical waveguide module, and manufacturing method
CN106199832B (en) Optical waveguide plate and optical fiber coupling connection method, optical waveguide plate and communication transmission system
JP6770361B2 (en) Optical wiring module, optical transceiver, and optical connection method
US20170227723A1 (en) Optical device, optical processing device, and method of producing the optical device
JP2020533632A (en) Hybrid integration of photonic chips that combine on a single side
JP6268918B2 (en) Optical fiber connection structure, optical fiber connection method, and optical module
JPH1114860A (en) Optical coupling structure
JP5819874B2 (en) Method for producing optical functional element
JP2001343560A (en) Optical module
JP4288604B2 (en) Optical coupling device
CN1514261A (en) Parallel optical fiber array coupling componen element
GB2379995A (en) Optical coupling with passive alignment
EP3143446B1 (en) Method for coupling an optical fiber to an optical or optoelectronic component
TW200304557A (en) Ceramic waferboard
GB2335504A (en) Assembly of an optical component and an optical fibre
JP2015079061A (en) Optical module, electronic instrument using the same, and assembly method of optical module
JP6551077B2 (en) Optical module
JPH11258455A (en) Optical waveguide component and optical waveguide module using the component
JP7107194B2 (en) optical connection structure
WO2022254290A1 (en) Multifunctional self-sustained hosting apparatus and related bidirectional optical sub assembly based on photonic integrated circuit
JP2009098432A (en) Device for converting laminated multi-channel optical path and method of manufacturing the same
US20150212267A1 (en) Optical Assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160705

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170516

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170704

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6268918

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees