JP6585578B2 - 光デバイス、およびアライメント方法 - Google Patents
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Description
また、その他に、光制御装置を製造するために、カメラ等の複雑な観察系を使用することなくレンズアレイとを位置合わせして接続できる光回路基板が知られている(例えば、特許文献2を参照。)。特許文献2の光回路基板は、光信号が伝搬する本ポートの光導波路の他にレンズアレイとの接続時のアライメントに使用するダミーポートの光導波路を調心用光導波路として備える。特許文献1の光回路基板は、ダミーポート用のレンズアレイで調心用の光を反射させ、ダミーポートの反射光の光パワーが最大となるようにアライメントしている。この技術は、レンズアレイをアレイメントするものであるが、ファイバが接続される端面と異なる端面(調心用光導波路の出射端)にレンズアレイあるいは反射膜を配置することで、ファイバのアレイメントも可能となる。
また、光導波路が形成された光回路基板は、フォトダイオードやレーザダイオード等の光部品が搭載され、金属等のパッケージに搭載される。このパッケージはファイバアレイを接続するための開口部を除いて光回路基板を壁で覆っている。このため、光回路基板をパッケージに搭載した状態でファイバアレイと接続しようとすると、ファイバアレイの調心用ファイバから光回路基板の調心用光導波路に結合された調心用の光はパッケージ内の壁で遮られ、外側に配置されたフォトダイオード(PD)などで観察することができず、アライメントができないという課題があった(図1を参照。)。
光部品及び前記光部品に対して光を入出力する光導波路を有する機能回路部と、光ファイバを基板上に並列配置した光ファイバアレイが接続される導波路部とを備え、前記導波路部は、入出力光導波路とループバック回路が配置され、前記入出力光導波路は、光ファイバが接続される信号用ポートに一端が接続され、他端が前記機能回路部の前記光導波路に接続され、ループバック回路は、前記光ファイバとの調心に使用される調心用ポートに接続され、前記調心用ポートに入射された光を伝搬する中継導波路と、前記中継導波路が伝搬する光を分岐し、周回した後、再び前記中継導波路に合流するループ導波路と、
を備える。
また、調心光は、入射時と出射時で2回調心用ポートを通過することで、調心位置に対する損失感度が向上し、調心精度を向上させることが可能になる。
前記光回路基板の前記信号用ポートの間隔で並列された信号用ファイバ、及び前記光回路基板の前記調心用ポートの位置に配置された調心用ファイバを有し、前記信号用ファイバの端部それぞれが前記信号用ポートに、前記調心用ファイバの端部が前記調心用ポートに当接するように前記光回路基板に接続するファイバアレイと、
を備える。
前記光回路基板と前記ファイバアレイとを所定の精度で接続する仮接続工程と、
前記ファイバアレイの前記調心用ファイバに調心光を入力する光入射工程と、
前記光入射工程で入射した前記調心光が前記光回路基板の前記調心用ポートに結合され、前記ループバック回路で折り返されて前記調心用ポートに戻り、前記調心用ファイバに結合された戻り光を受光する光受光工程と、
前記光受光工程で受光した前記戻り光の光強度が最大となるように前記光回路基板と前記ファイバアレイとの位置を調整して固定する本接続工程と、
を行うことを特徴とする。
第2形態又は第3形態の光回路基板と、
前記光回路基板の前記信号用ポートの間隔で並列された信号用ファイバと
を備え、前記信号用ファイバの端部それぞれが前記信号用ポートに当接するように前記光回路基板に接続され、前記光回路基板の前記調心用ポートは前記ファイバアレイのいずれのファイバにも未接続であることを特徴とする。
前記光回路基板と前記ファイバアレイとを所定の精度で接続する仮接続工程と、
前記ファイバアレイの前記信号用ファイバのうち端部が前記光回路基板の前記調心用ポートに当接する前記信号用ファイバに調心光を入力する光入射工程と、
前記光入射工程で入射した前記調心光が前記光回路基板の前記調心用ポートに結合され、前記ループバック回路で折り返されて前記調心用ポートに戻り、前記調心光を入力した前記信号用ファイバに結合された戻り光を受光する光受光工程と、
前記光受光工程で受光した前記戻り光の光強度が最大となるように前記光回路基板と前記ファイバアレイとの位置を調整する位置調整工程と、
前記位置調整工程後に前記ファイバアレイを前記光回路基板の前記調心用ポートから前記信号用ポートの方向へ且つ距離だけ平行移動して固定する本接続工程と、
を行うことを特徴とする。
図4は、本実施形態の光回路基板101を説明する図である。光回路基板101は機能的に2つの領域(機能回路部11と導波路部12)から構成されている。
機能回路部11はAWG等の機能回路や光部品13が導波路14で接続されており、導波路14は導波路部12の入出力光導波路16を介して信号用ポート22に接続されている。導波路部12には入出力光導波路16とループバック回路15が形成されている。入出力光導波路16の一端は導波路14に、他端は信号用ポート22に接続されている。
ループバック回路15はループ導波路と中継導波路から構成され、中継導波路は調心用ポート21に接続されている。信号用ポート22と調心用ポート21は光回路基板101の端面に形成されている。
本実施形態では、合分岐部15aをY分岐型で構成しているが、方向性結合器型、多モード干渉(MMI)型などでも構成することができる。
ループバック回路15は光回路基板101の任意の位置に配置できるため、機能回路部11のレイアウトに依存せずに配置することが可能である。これはループバック回路15の専有面積が非常に小さいため、機能回路部11のレイアウトに影響を与えないようにループバック回路15を導波路部12の領域に配置できるためである。また、ループバック回路15は機能回路部11で規定される光回路基板の101の幅の内側に十分収まる大きさなので、調心用ポート21の位置は任意の位置に配置できるため、光回路基板101はループバック回路15の形成によりサイズアップすることはない。なお、図4のループバック回路15の中継導波路15cは直線で、ループ導波路の周回部15bは中継導波路15cの延長線上に配置されているが、ループバック回路15の中継導波路15cは曲線であっても良い。
図6は、本実施形態の光デバイス301を説明する図である。光デバイス301は、図4で説明した光回路基板101にファイバアレイ201が接続されている。ファイバアレイ201は、光回路基板101の信号用ポート22の間隔で並列された信号用ファイバ32と光回路基板101の調心用ポート21の位置に配置された調心用ファイバ31とがV溝基板とリッド基板とで固定され、信号用ファイバ32の端部のそれぞれが信号用ポート22に、調心用ファイバ31の端部のそれぞれが調心用ポート21に当接している。
調心用ポート21が1つの場合は、予め、光回路基板101とファイバアレイ201を定盤などの基準面に当てて、ファイバ周りの回転方向のお互いのねじれを無くしておき、その後、調心用ポート21と調心用ファイバ31を調心することで、光回路基板101とファイバアレイ201をアライメントすることができる。
図7は、本実施形態の光デバイス302を説明する図である。光デバイス302は、光回路基板102にファイバアレイ202が接続固定されている。光回路基板102と図4の光回路基板101との違いは、光回路基板102の光導波路16及びループバック回路15が、信号用ポート22及び調心用ポート21が配置された面の垂線方向に対して傾斜角(θ)をもって配置される点である。光導波路16及びループバック回路15が斜めに配置されることに伴い、ファイバアレイ202の調心用ファイバ31と信号用ファイバ32も斜めに接続される。接続時のアライメント方法は実施形態2の説明と同じである。
図8は、本実施形態の光デバイス303を説明する図である。光デバイス303は、光回路基板103にファイバアレイ203が接続固定されている。光回路基板103と図7の光回路基板102との違いは、光回路基板103の調心用ポート21に最も近い信号用ポート22と該調心用ポートとの間隔が信号用ポート22同士の間隔より広い点である。調心用ポート21が信号用ポート22から離れた位置に配置されることに伴い、ファイバアレイ203の調心用ファイバ31も信号用ファイバ32から離れた位置に配置される。接続時のアライメント方法は実施形態2の説明と同じである。
図9は、本実施形態の光デバイス304を説明する図である。光デバイス304は、光回路基板104にファイバアレイ204が接続固定されている。本実施形態のファイバアレイ204には調心用ファイバが備わっていない。すなわち、本実施形態の光回路基板104の調心用ポート15にはファイバアレイ204のいずれのファイバにも未接続である。
位置決め工程では、まず、ファイバアレイ204の信号用ファイバ32のうち端部が光回路基板104の調心用ポート(21a、21b)に当接する信号用ファイバ32に調心光を入力する(光入射工程)。光入射工程で入射した調心光は光回路基板104の調心用ポート(21a、21b)に結合し、ループバック回路15で折り返されて調心用ポート(21a、21b)に戻り、調心光を入力した信号用ファイバ32に結合される。この戻り光は受光器で受光される(光受光工程)。次に、光受光工程で受光した戻り光の光強度が最大となるように光回路基板104とファイバアレイ204との位置を調整し(位置調整工程)、ファイバアレイ204の位置決めを行う。
最後に、本接続工程において位置決めされたファイバアレイ204を所定の距離移動し光回路基板104と接続固定する。ファイバアレイ204は光回路基板104との接触を保持した状態で、調心用ポート(21a、21b)から信号用ポート(22a、22b)の方向(X方向)へ、所定の距離(Dcosθ)だけ摺動させる。この移動で、ファイバアレイ204のそれぞれの信号用ファイバ32の端部は信号用ポートに当接することになる。接続固定は実施形態1と同様に行うことができる。
図11は、本実施形態の光デバイス305を説明する図である。光デバイス305は、光回路基板105とファイバアレイ204を備える。光回路基板105と図10の光回路基板104との違いは、光回路基板105が全ての信号用ポート22に隣接して対応する調心用ポート21を配置している点である。つまり、光回路基板105は、導波路部12において、信号用ポート22それぞれに対応する調心用ポート21を有し、それぞれの調心用ポート21が、対応する信号用ポート22から同じ方向に同じ距離だけ離れて配置されている。
12:導波路部
13:光部品
14:導波路
15:ループバック回路
15a:合分岐部
15b:周回部
15c:中継導波路
16:入出力光導波路
21、21a、21b:調心用ポート
22、22a、22b:信号用ポート
31:調心用ファイバ
32:信号用ファイバ
101〜106:光回路基板
201〜204:ファイバアレイ
301〜306:光デバイス
Claims (4)
- 光部品及び前記光部品に対して光を入出力する光導波路を有する機能回路部と光ファイバが接続される導波路部とを備える光回路基板と、複数の信号用ファイバからなるファイバアレイと、を備える光デバイスであって、
前記導波路部は、入出力光導波路とループバック回路が配置され、
前記入出力光導波路は、光ファイバが接続される信号用ポートに一端が接続され、他端が前記機能回路部の前記光導波路に接続され、
前記ループバック回路は、前記光ファイバとの調心に使用される調心用ポートに接続され、前記調心用ポートに入射された光を伝搬する中継導波路と、前記中継導波路が伝搬する光を分岐し、周回して前記中継導波路に合流するループ導波路と、
を備えており、
前記ファイバアレイの前記信号用ファイバは、前記光回路基板の前記信号用ポートの間隔で並列され、
前記信号用ファイバの端部それぞれは前記信号用ポートに当接するように前記光回路基板に接続され、前記光回路基板の前記調心用ポートは前記ファイバアレイのいずれの前記信号用ファイバにも未接続であること
を特徴とする光デバイス。 - 前記入出力光導波路及び前記中継導波路は、前記信号用ポート及び前記調心用ポートが配置された面に対して傾斜角をもって配置されることを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
- 前記信号用ポートのうち少なくとも2つが、前記信号用ポートに対応する前記調心用ポートを有し、
それぞれの前記調心用ポートが、対応する前記信号用ポートから同じ方向に同じ距離だけ離れて配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光デバイス。 - 請求項1から3のいずれかに記載の光デバイスを製造するときの前記光回路基板と前記ファイバアレイとを位置合わせするアライメント方法であって、
前記光回路基板と前記ファイバアレイとを所定の精度で接続する仮接続工程と、
前記ファイバアレイの前記信号用ファイバのうち端部が前記光回路基板の前記調心用ポートに当接する前記信号用ファイバに調心光を入力する光入射工程と、
前記光入射工程で入射した前記調心光が前記光回路基板の前記調心用ポートに結合され、前記ループバック回路で折り返されて前記調心用ポートに戻り、前記調心光を入力した前記信号用ファイバに結合された戻り光を受光する光受光工程と、
前記光受光工程で受光した前記戻り光の光強度が最大となるように前記光回路基板と前記ファイバアレイとの位置を調整する位置調整工程と、
前記位置調整工程後に前記ファイバアレイを前記光回路基板の前記調心用ポートから前記信号用ポートの方向へ且つ距離だけ平行移動して固定する本接続工程と、
を行うことを特徴とするアライメント方法。
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