JP6788436B2 - Optical module - Google Patents

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本発明は、光導波路と光ファイバとを接続した光モジュールに関し、より詳細には、可視領域から紫外領域(波長範囲700nm以下)の光、あるいは非常に強いパワーの光(具体的には、数100mWから数Wのパワーの光)を利用する場合において、接続ロスの継時的増加を抑制した光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module in which an optical waveguide and an optical fiber are connected, and more specifically, light in the visible region to the ultraviolet region (wavelength range 700 nm or less), or light of extremely strong power (specifically, a number). The present invention relates to an optical module that suppresses a time-dependent increase in connection loss when using light with a power of 100 mW to several watts.

光通信用に進歩した光ファイバ及び光導波路は、その適用範囲の拡大のため、可視領域や紫外域領域に展開しつつある。近年、可視域から紫外域までを適用範囲とした半導体レーザ(LD)が市販されるようになっている。LDに用いられる発光ダイオードの適用範囲は、真空紫外域にまで達しており、光ファイバも、可視域から紫外域のシングルモードファイバが市販されるようになってきており、石英系導波路も可視域から紫外域で使用できるものが出来つつある。近い将来、光ファイバで真空紫外域の光を伝搬できるようになると予想され、可視域及び紫外域の光は、ディスプレイ、顕微鏡、バイオテクノロジーなど広い範囲に適用されると考えられる。 Optical fibers and optical waveguides that have advanced for optical communication are being developed in the visible region and the ultraviolet region in order to expand their application range. In recent years, semiconductor lasers (LDs) having an applicable range from the visible region to the ultraviolet region have been put on the market. The range of application of light emitting diodes used for LD has reached the vacuum ultraviolet region, and as for optical fibers, single-mode fibers in the visible region to the ultraviolet region have become commercially available, and quartz-based waveguides are also visible. Something that can be used in the ultraviolet region is being created. In the near future, it is expected that optical fibers will be able to propagate light in the vacuum ultraviolet region, and it is thought that visible and ultraviolet light will be applied to a wide range of displays, microscopes, biotechnology, and so on.

また、ファイバレーザ、波長変換レーザの進展に伴い、可視以外でも780nm、850nm、1060nmなどの波長において、パワーが数Wと非常に強い光が、ファイバ、導波路を通るようになってきた。 Further, with the progress of fiber lasers and wavelength conversion lasers, light having a power of several watts and very strong light has come to pass through fibers and waveguides at wavelengths such as 780 nm, 850 nm, and 060 nm other than visible light.

これまで、LDから出力された、可視域や紫外域を適用範囲とした光あるいは高出力光は、空間ビームとして取り出して偏光ビームスプリッタ、ミラー、フィルタ、回折格子などの光学素子を通過させ、ハンドリング(分岐、反射、分光、減衰など)することが多かった。具体的には、光学素子の空間配置を固定するための定盤上に上記光学素子を搭載し、ミラーにより光を反射させたり、レンズにより光を集光したり、ビームスプリッタにより光を複数に分けたりすることにより、レーザ光を取り扱っていた。ここで、LDから出力された光を光ファイバで取り出し、光ファイバあるいは光導波路でこれらの処理(分岐、反射、減衰、偏波制御、位相制御、分光、分岐、合波など)ができれば、定盤が必要なくなり、これらの処理が格段に容易になる。 Until now, light or high-power light output from the LD that covers the visible and ultraviolet regions is taken out as a spatial beam and passed through optical elements such as a polarizing beam splitter, mirror, filter, and diffraction grating for handling. It was often (branched, reflected, spectroscopic, attenuated, etc.). Specifically, the above-mentioned optical element is mounted on a platen for fixing the spatial arrangement of the optical element, light is reflected by a mirror, light is collected by a lens, and light is divided into a plurality by a beam splitter. Laser light was handled by dividing it. Here, if the light output from the LD is taken out by an optical fiber and these processes (branching, reflection, attenuation, polarization control, phase control, spectroscopy, branching, combined wave, etc.) can be performed by the optical fiber or the optical waveguide, it will be fixed. No board is required, and these processes are much easier.

図1は、特許文献1に示されるような従来の導波路−ファイバの接続部の構造を示す。図1には、複数の光ファイバを有する光ファイバアレイ10と、光ファイバアレイ10を整列・固定するファイバブロック20と、光導波回路30と、接着剤層40と、を備える。ファイバブロック20は、光ファイバアレイ10の光ファイバを整列配置するためのV溝が形成されたV溝基板21と、V溝基板21のV溝に整列・配置された光ファイバを押さえつけるためのガラス基板22と、を有する。光導波回路30は、導波路コア31と導波路クラッド32からなる光導波路33を有する。ファイバブロック20と光導波回路30とは、接着剤層40を介して接続されており、それによりファイバブロック20に固定された光ファイバアレイ10と光導波回路30の光導波路33が結合している。 FIG. 1 shows the structure of a conventional waveguide-fiber connection as shown in Patent Document 1. FIG. 1 includes an optical fiber array 10 having a plurality of optical fibers, a fiber block 20 for aligning and fixing the optical fiber array 10, an optical waveguide circuit 30, and an adhesive layer 40. The fiber block 20 is a glass for pressing a V-groove substrate 21 in which a V-groove for arranging the optical fibers of the optical fiber array 10 is formed and an optical fiber arranged and arranged in the V-groove of the V-groove substrate 21. It has a substrate 22 and. The optical waveguide circuit 30 has an optical waveguide 33 including a waveguide core 31 and a waveguide clad 32. The fiber block 20 and the optical waveguide circuit 30 are connected to each other via an adhesive layer 40, whereby the optical fiber array 10 fixed to the fiber block 20 and the optical waveguide 33 of the optical waveguide circuit 30 are coupled. ..

光導波回路30に設けられた光導波路33に光ファイバを接続する場合、光ファイバアレイ10の端面がファイバブロック20の端面と面一になるように光ファイバアレイ10をファイバブロック20に固定して、光導波路33とファイバブロック20との接続端面に接着剤を付けて、接着固定するのが通常である。ファイバブロック20は、光ファイバ10の出力端側にPD等を設け、ファイバブロック20を微動台に設けた上で、PDの受光強度が最大になるように光ファイバ10に光を通過させながら微動台で最適な位置に調整する。接着剤を端面に付けることにより、毛細管現象により接着剤が光ファイバアレイ10と光導波路33との接続端面間の数μmのギャップの中に侵入して、接続端面全体に行き渡る。接続端面の接着剤をUV照射することにより、ファイバブロック20と光導波路33が接着剤層40により接着固定される。接着剤層40の材料としては、作業性を考慮すると、熱硬化型の接着剤よりもUV硬化接着剤が用いられることが多く、アクリル系の他にはエポキシ系の接着剤が用いられることもある。 When the optical fiber is connected to the optical waveguide 33 provided in the optical waveguide circuit 30, the optical fiber array 10 is fixed to the fiber block 20 so that the end face of the optical fiber array 10 is flush with the end face of the fiber block 20. , It is usual to attach an adhesive to the connecting end face of the optical waveguide 33 and the fiber block 20 to bond and fix it. The fiber block 20 is provided with a PD or the like on the output end side of the optical fiber 10, the fiber block 20 is provided on a fine movement table, and fine movement is performed while passing light through the optical fiber 10 so that the light receiving intensity of the PD is maximized. Adjust to the optimum position on the table. By applying the adhesive to the end face, the adhesive penetrates into the gap of several μm between the connection end faces of the optical fiber array 10 and the optical waveguide 33 due to the capillary phenomenon, and spreads over the entire connection end face. By irradiating the adhesive on the connection end face with UV, the fiber block 20 and the optical waveguide 33 are adhesively fixed by the adhesive layer 40. As the material of the adhesive layer 40, in consideration of workability, a UV-curable adhesive is often used rather than a thermosetting adhesive, and an epoxy-based adhesive may be used in addition to the acrylic-based adhesive. is there.

特開平8−313744号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-313744 特開平9−159860号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-159860 特開平10−221559号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-221559

従来の通信波長帯(波長1.3μm〜1.55μm)では、1Wのハイパワーの光を光ファイバに入れても、数1000時間経過しても光ファイバ−光導波路間の接続ロスが増えるということはない。しかしながら、700nm以下の可視域から紫外域までの波長域の光を用いた場合、光導波路と光ファイバを従来の接続方法で接続すると、数10分でロスが急激に増大するということを発明者らは発見した。 In the conventional communication wavelength band (wavelength 1.3 μm to 1.55 μm), even if 1 W of high-power light is put into the optical fiber, the connection loss between the optical fiber and the optical waveguide increases even after several thousand hours have passed. There is no such thing. However, the inventor has found that when light in the wavelength range from the visible region to the ultraviolet region of 700 nm or less is used, the loss increases sharply in several tens of minutes when the optical waveguide and the optical fiber are connected by the conventional connection method. Found.

このロスの増大の原因を調べるため、ファイバ、導波路、コネクタ、LDにおけるロスをカットバック法により測定し、どの部分でロスが増大したかを調べた。その結果、ロスは光ファイバアレイ10と光導波路33の接続端面で最も大きく増大していることがわかった。これは、非常に高いパワー密度の高エネルギーの可視光が接着剤層40に入射することにより、接着剤層40の素材が変性して屈折率が局所的に大きく低下あるいは増加し、光の導波構造(光の閉じ込め)構造が崩れて、光が光導波路33の外側に逃げるためであることを突き止めた。 In order to investigate the cause of this increase in loss, the loss in the fiber, waveguide, connector, and LD was measured by the cutback method, and the part where the loss increased was investigated. As a result, it was found that the loss increased most at the connecting end face of the optical fiber array 10 and the optical waveguide 33. This is because high-energy visible light with a very high power density is incident on the adhesive layer 40, so that the material of the adhesive layer 40 is denatured and the refractive index is locally greatly reduced or increased, resulting in light conduction. It was found that the wave structure (confinement of light) collapsed and the light escaped to the outside of the optical waveguide 33.

図2は、波長405nmの可視光によって接着剤層の一部の屈折率が局所的に0.05下がった場合のファイバ−導波路−ファイバの光の伝搬の様子をシミュレーションした結果を示す。具体的には、図2(a)は、図2のシミュレーションにおいて使用したファイバ−導波路−ファイバ構造を示し、図2(b)はそのシミュレーション結果を示す。本シミュレーションでは、光ファイバは、モードフィールド系:3μm、比屈折率差:0.2%(屈折率1.45と屈折率1.4529)とし、光導波路も同様とした。図2(b)に示されるように、光ファイバと光導波路の接続端面で光が漏れてロスが増大することがわかる。 FIG. 2 shows the result of simulating the state of light propagation in the fiber-wavelength-fiber when the refractive index of a part of the adhesive layer is locally lowered by 0.05 due to visible light having a wavelength of 405 nm. Specifically, FIG. 2A shows the fiber-waveguide-fiber structure used in the simulation of FIG. 2, and FIG. 2B shows the simulation result. In this simulation, the optical fiber has a mode field system: 3 μm, the specific refractive index difference: 0.2% (refractive index 1.45 and refractive index 1.4529), and the same applies to the optical waveguide. As shown in FIG. 2B, it can be seen that light leaks at the connecting end face of the optical fiber and the optical waveguide, and the loss increases.

図3は、従来のアクリル系接着剤で光ファイバを導波路に固定して、波長405nm、488nm、559nm、640nmの光を10mW入力した場合の透過率の経時変化を示す。図3(a)に示されるように、405nmの青色の光では、数時間で数10dBのロスが生じる。この結果は、エポキシ系接着剤でも同様であり、比較的透明であるシリコーン系の接着剤を使うと寿命は延びるものの、1000時間で数dBのロスがやはり発生する。 FIG. 3 shows the change with time of the transmittance when the optical fiber is fixed to the waveguide with a conventional acrylic adhesive and 10 mW of light having a wavelength of 405 nm, 488 nm, 559 nm, or 640 nm is input. As shown in FIG. 3A, with blue light of 405 nm, a loss of several tens of dB occurs in several hours. This result is the same for epoxy adhesives, and although the life is extended by using a relatively transparent silicone adhesive, a loss of several dB still occurs in 1000 hours.

また、図3(a)〜(c)に示されるように、波長が長くなるに従って寿命は延びるが、図3(c)に示す波長640nm以下の波長の光では、ロスが大きく増大することがわかる。波長559nm及び488nmでは一旦ロスが増大した後、少し回復するという現象が見られた。従って、10mW入力の場合、700nm以下の波長の光であれば、接着剤が劣化し、ロスが増大する。例えば、波長640nmの光では、1000時間付近で急激にロスが増加する。 Further, as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c), the life is extended as the wavelength becomes longer, but the loss may be greatly increased in the light having a wavelength of 640 nm or less shown in FIG. 3 (c). Understand. At wavelengths of 559 nm and 488 nm, a phenomenon was observed in which the loss increased once and then recovered a little. Therefore, in the case of 10 mW input, if the light has a wavelength of 700 nm or less, the adhesive deteriorates and the loss increases. For example, in the case of light having a wavelength of 640 nm, the loss increases sharply around 1000 hours.

さらに、ファイバ端面と導波路端面の間に様々な接着剤や液体を注入することを試みたが、波長405nm、10mWの光を入力すると、どのような接着剤を用いてもロスの増大が見られた。 Furthermore, we tried to inject various adhesives and liquids between the fiber end face and the waveguide end face, but when light with a wavelength of 405 nm and 10 mW was input, the loss increased regardless of which adhesive was used. Was done.

また、近年、半導体レーザや波長変換レーザ、ファイバレーザの出力は非常に高くなってきており、1Wから10Wクラスのレーザも開発されている。これら高出力のレーザ光を光ファイバに伝搬させて、光導波路と接合する場合も同様に、接着剤の劣化により、接着剤接続部における接続ロスが非常に大きくなるという問題があった。可視領域の波長だけでなく、780nm、850nm、1060nm等の通信波長帯よりも若干短い波長の光を用いた場合でも同様の問題が発生している。 Further, in recent years, the output of semiconductor lasers, wavelength conversion lasers, and fiber lasers has become extremely high, and 1W to 10W class lasers have also been developed. Similarly, when these high-power laser beams are propagated to the optical fiber and joined to the optical waveguide, there is a problem that the connection loss at the adhesive connection portion becomes very large due to the deterioration of the adhesive. The same problem occurs when not only the wavelength in the visible region but also light having a wavelength slightly shorter than the communication wavelength band such as 780 nm, 850 nm, and 060 nm is used.

そこで、本発明は、700nm以下の可視域から紫外域の波長領域の光あるいは700nm〜1300nmの波長領域において数100mW以上の高出力の光を利用する場合において、接続ロスの継時的増加を抑制した光モジュールを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention suppresses a time-dependent increase in connection loss when using light in the visible to ultraviolet wavelength region of 700 nm or less or high-power light of several hundred mW or more in the wavelength region of 700 nm to 1300 nm. The purpose is to provide an optical module.

このような目的を達成するために、本発明の光モジュールの一態様は、1本の光ファイバが挿入されて固定されているキャピラリと、少なくとも1本の光導波路を有する光導波回路と、接着剤層と、を備えた光モジュールであって、前記キャピラリと前記光導波回路とを接続する端面である当該キャピラリの接続端面及び当該光導波回路の接続端面において光が通過しない部分に設けられた前記接着剤層を介して当該キャピラリ及び当該光導波回路が接続されることにより、当該キャピラリに固定された前記光ファイバと当該光導波回路の前記光導波路とが結合しており、前記キャピラリの接続端面には、座繰り溝が設けられており、前記光ファイバの先端は、前記接着剤を介さずに前記光導波回路の前記光導波路に直接接触しており、前記キャピラリは、長手方向の一部に径方向の半分が切り取られた切り取り部を備え、前記光ファイバは、前記光導波回路に押し当てられて前記切り取り部で座屈していることを特徴とする。 In order to achieve such an object, one aspect of the optical module of the present invention is to bond a capillary in which one optical fiber is inserted and fixed, and an optical waveguide circuit having at least one optical waveguide. An optical module including an agent layer, which is provided at a portion where light does not pass through the connection end face of the capillary and the connection end face of the optical waveguide circuit, which is an end face connecting the capillary and the optical waveguide circuit. By connecting the capillary and the optical waveguide circuit via the adhesive layer, the optical fiber fixed to the capillary and the optical waveguide of the optical waveguide circuit are coupled, and the connection of the capillary. A counterbore groove is provided on the end surface, the tip of the optical fiber is in direct contact with the optical waveguide of the optical waveguide circuit without using the adhesive, and the capillary is one in the longitudinal direction. The optical fiber is provided with a cut-out portion in which half of the radial direction is cut off, and the optical fiber is pressed against the optical waveguide circuit and buckled at the cut-out portion .

本発明の他の態様は、上記光モジュールであって、前記光ファイバは、先端部分が台形形状に研磨され、当該台形形状の先端面が光の進行方向に対して概直角であることを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a top Symbol optical module, the optical fiber, the tip portion is ground to a trapezoidal shape, the distal end surface of the trapezoidal shape is square outline with respect to the traveling direction of the light It is a feature.

本発明によると、700nm以下の可視域から紫外域の波長領域の光を利用する場合において、あるいは700nm〜1300nmの波長領域の100mW〜数Wの高出力のパワーの光を利用する場合において、接続ロスの継時的増加を抑制した、光導波路と光ファイバとを接続した光モジュールを実現することができる。 According to the present invention, when using light in the wavelength region from the visible region to the ultraviolet region of 700 nm or less, or when using light with a high output power of 100 mW to several W in the wavelength region of 700 nm to 1300 nm, the connection is made. It is possible to realize an optical module in which an optical waveguide and an optical fiber are connected, which suppresses an increase in loss over time.

従来の導波路−ファイバの接続部の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the connection part of the conventional waveguide-fiber. 可視光によって接着剤層の屈折率が局所的に下がった場合におけるファイバ−導波路−ファイバの光の伝搬の様子を示すシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result which shows the state of the light propagation of a fiber-a waveguide-fiber when the refractive index of an adhesive layer is locally lowered by visible light. 各波長光におけるファイバ−導波路の透過率の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the transmittance of a fiber-wavelength path in light of each wavelength. 本発明の実施例1に係る光モジュールを例示する図である。It is a figure which illustrates the optical module which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る光モジュールにおいて、接着剤が接着剤堰き止め用溝により堰き止められる様子を例示する図である。It is a figure which illustrates the appearance that the adhesive is blocked by the adhesive blocking groove in the optical module according to the first embodiment of the present invention. 本発明に係る光モジュールにおいて接着剤堰き止め用溝を光ファイバアレイの配列方向に設けた例を示す図である。It is a figure which shows the example which provided the adhesive blocking groove in the arrangement direction of an optical fiber array in the optical module which concerns on this invention. 本発明の実施例2に係る光モジュールを例示する図である。It is a figure which illustrates the optical module which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る光モジュールに光を入力した場合の透過率の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the transmittance when light is input to the optical module which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る光モジュールを例示する図である。It is a figure which illustrates the optical module which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る光モジュールを例示する図である。It is a figure which illustrates the optical module which concerns on Example 4 of this invention. 各波長の光に対する空隙層の厚さとロスの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the thickness and loss of a void layer with respect to light of each wavelength. 本発明の実施例5に係る光モジュールを例示する図である。It is a figure which illustrates the optical module which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例6に係る光モジュールを例示する図である。It is a figure which illustrates the optical module which concerns on Example 6 of this invention. 本発明の実施例7に係る光モジュールを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical module which concerns on Example 7 of this invention. 本発明の実施例7に係る光モジュールにおける、座屈ファイバと光導波回路とを接続した場合の出力の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the output when the buckling fiber and the optical waveguide circuit are connected in the optical module which concerns on Example 7 of this invention. 本発明の実施例8に係る光モジュールを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical module which concerns on Example 8 of this invention. 本発明の実施例8に係る光モジュールを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical module which concerns on Example 8 of this invention. 本発明の実施例8に係る光モジュールにおける光導波回路とキャピラリの接続部分の断面図である。It is sectional drawing of the connection part of the optical waveguide circuit and a capillary in the optical module which concerns on Example 8 of this invention. ファイバブロックの材質をガラス又はSiで構成した場合のファイバブロックの空冷効果を示す図である。It is a figure which shows the air-cooling effect of a fiber block when the material of a fiber block is made of glass or Si.

<実施例1>
図4は、本発明の実施例1に係る光モジュールを例示する。図4には、複数の光ファイバを有する光ファイバアレイ110と、光ファイバアレイ110を整列・固定するファイバブロック120と、複数の光導波路を有する光導波回路130と、接着剤層140と、を備えた光モジュールが示されている。ファイバブロック120と光導波回路130とを接続する端面であるファイバブロック120の接続端面及び光導波回路130の接続端面において光が通過しない部分に設けられた接着剤層140を介してファイバブロック120と光導波回路130とが接続されることにより、ファイバブロック120に固定された光ファイバアレイ110と光導波回路130の各光導波路とが結合している。ファイバブロック120には、整列・固定された光ファイバアレイ110の光ファイバアレイ110の配列方向(以下、「配列方向」という)の両端の光ファイバの外側に光ファイバアレイ110を挟むように、配列方向及び光の進行方向に対して概垂直方向(以下、「垂直方向」という)に接着剤堰き止め用溝121が2本設けられている。
<Example 1>
FIG. 4 illustrates an optical module according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an optical fiber array 110 having a plurality of optical fibers, a fiber block 120 for aligning and fixing the optical fiber array 110, an optical waveguide circuit 130 having a plurality of optical waveguides, and an adhesive layer 140. The provided optical module is shown. The fiber block 120 and the fiber block 120 are provided via an adhesive layer 140 provided at a portion of the connection end surface of the fiber block 120 and the connection end surface of the optical waveguide circuit 130, which is an end surface connecting the fiber block 120 and the optical waveguide circuit 130. By connecting the optical waveguide circuit 130, the optical fiber array 110 fixed to the fiber block 120 and each optical waveguide of the optical waveguide circuit 130 are coupled. The fiber block 120 is arranged so as to sandwich the optical fiber array 110 outside the optical fibers at both ends in the arrangement direction (hereinafter referred to as "arrangement direction") of the optical fiber array 110 of the optical fiber array 110 aligned and fixed. Two adhesive damming grooves 121 are provided in a direction approximately perpendicular to the direction and the traveling direction of light (hereinafter, referred to as "vertical direction").

本発明の実施例1に係る光モジュールでは、可視域から紫外域の光が光導波路−光ファイバ間の接着剤層に照射されることにより接着剤層が劣化することによるロスの増大を防ぐために、接着剤をファイバブロック120の接続端面及び光導波回路130の接続端面において光が透過する部分には用いず、光が通過しない部分のみに用いてファイバブロック120と光導波回路130とを接着固定する。その構造を簡単に実現するために、本発明では、ファイバブロック120に接着剤堰き止め用溝121を設けている。接着剤堰き止め用溝121を設けたことにより、接着剤が両接続端面において光が透過する部分に侵入することを防止し、接着剤層140を両接続端面において光が透過しない部分のみに設けながらファイバブロック120と光導波回路130とを接着固定することが可能となる。接着剤堰き止め用溝121は、幅100μm以上、深さ100μm以上あればよい。 In the optical module according to the first embodiment of the present invention, in order to prevent an increase in loss due to deterioration of the adhesive layer due to irradiation of the adhesive layer between the optical waveguide and the optical fiber with light in the visible region to the ultraviolet region. , Adhesive is not used on the connection end face of the fiber block 120 and the connection end face of the optical waveguide circuit 130, but is used only on the part where light does not pass, and the fiber block 120 and the optical waveguide circuit 130 are bonded and fixed. To do. In order to easily realize the structure, in the present invention, the fiber block 120 is provided with the adhesive damming groove 121. By providing the adhesive damming groove 121, the adhesive is prevented from entering the portion where light is transmitted on both connection end faces, and the adhesive layer 140 is provided only on the portion where light is not transmitted on both connection end faces. However, the fiber block 120 and the optical waveguide circuit 130 can be bonded and fixed. The adhesive damming groove 121 may have a width of 100 μm or more and a depth of 100 μm or more.

図5は、本発明の実施例1に係る光モジュールにおいて、接着剤が接着剤堰き止め用溝により堰き止められる様子を例示する。図5(a)に示されるように、接着剤をファイバブロック120において2つの接着剤堰き止め用溝121の外側に付ける。光ファイバアレイ110の各光ファイバに640nmの光を通して、ファイバブロック120の接続端面を光導波回路130の接続端面付近に近づけ、光導波回路130の光導波路に光が入射するようにアライメントする。ファイバブロック120の端面と光導波回路130の端面との間隔は、1μm〜5μm程度とする。 FIG. 5 illustrates a state in which the adhesive is blocked by the adhesive blocking groove in the optical module according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5A, the adhesive is applied to the outside of the two adhesive damming grooves 121 in the fiber block 120. Light of 640 nm is passed through each optical fiber of the optical fiber array 110, the connection end face of the fiber block 120 is brought close to the connection end face of the optical waveguide circuit 130, and the light is aligned so as to be incident on the optical waveguide of the optical waveguide circuit 130. The distance between the end face of the fiber block 120 and the end face of the optical waveguide circuit 130 is about 1 μm to 5 μm.

図5(b)に示されるように、ファイバブロック120の端面と光導波回路130の端面とが近づくと、接着剤は毛細管現象により両端面全体に広がろうとするが、接着剤堰き止め用溝121によって、接着剤が堰き止められ、接続端面において光が通過する部分には接着剤が達しない。ファイバブロック120の接続端面と光導波回路130の接続端面とを十分に近づけると、図5(c)に示されるように、接着剤は接着剤堰き止め用溝121によって仕切られたファイバブロック120の両側で四角状に広がる。その後、ファイバブロック120の接続端面と光導波回路130の接続端面に広がった接着剤をUV照射して、接着剤層140としてファイバブロック120の接続端面と光導波回路130の接続端面とを接着固定する。 As shown in FIG. 5B, when the end face of the fiber block 120 and the end face of the optical waveguide circuit 130 come close to each other, the adhesive tries to spread over both end faces due to the capillary phenomenon, but the adhesive blocking groove. The adhesive is blocked by 121, and the adhesive does not reach the portion of the connecting end face through which light passes. When the connection end face of the fiber block 120 and the connection end face of the optical waveguide circuit 130 are sufficiently close to each other, as shown in FIG. 5 (c), the adhesive of the fiber block 120 separated by the adhesive blocking groove 121 Spreads in a square shape on both sides. After that, the adhesive spread on the connection end face of the fiber block 120 and the connection end face of the optical waveguide circuit 130 is irradiated with UV, and the connection end face of the fiber block 120 and the connection end face of the optical waveguide circuit 130 are adhesively fixed as the adhesive layer 140. To do.

ここで、本実施例では、接着剤堰き止め用溝121をファイバブロック120に設けた構成を示しているが、接着剤堰き止め用溝を光導波回路130に設けてもよい。また、本実施例では、接着剤堰き止め用溝は垂直方向に2本設けられているが、図6に示されるように配列方向に2本設けてもよい。この場合も、接着剤を2つの接着剤堰き止め用溝121の外側に付ければよい。以下の実施例でも同様とする。 Here, in this embodiment, the structure in which the adhesive blocking groove 121 is provided in the fiber block 120 is shown, but the adhesive blocking groove may be provided in the optical waveguide circuit 130. Further, in this embodiment, two adhesive damming grooves are provided in the vertical direction, but two may be provided in the arrangement direction as shown in FIG. In this case as well, the adhesive may be applied to the outside of the two adhesive damming grooves 121. The same applies to the following examples.

<実施例2>
図7は、本発明の実施例2に係る光モジュールを例示する。図7には、接続端面を斜め研磨した実施例2に係る光モジュールが示されている。接続端面において光が透過する部分に接着剤層がないと、ファイバブロック及び光導波回路の各接続端面から光が空間に直接出ることになる。ファイバブロック及び光導波回路の各接続端面が光の進行方向に対して直角の場合には、各接続端面での反射が大きくなるため、戻り光によってレーザの出力が変動することがある。反射を低減するために、本実施例2に係る光モジュールでは、図7(a)及び(b)に示されるように、ファイバブロック220及び光導波回路230は、それぞれ、各接続端面を斜め研磨することによって形成された斜め研磨端面222及び231とすることができる。斜め研磨端面222及び231は、光の進行方向に対して例えば7゜以上傾いた斜め研磨角度を有することができる。
<Example 2>
FIG. 7 illustrates an optical module according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 shows an optical module according to the second embodiment in which the connection end face is obliquely polished. If there is no adhesive layer in the portion of the connection end face through which light is transmitted, light will come out directly into the space from each connection end face of the fiber block and the optical waveguide circuit. When each connection end face of the fiber block and the optical waveguide circuit is perpendicular to the traveling direction of light, the reflection at each connection end face becomes large, so that the output of the laser may fluctuate due to the return light. In order to reduce reflection, in the optical module according to the second embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, the fiber block 220 and the optical waveguide circuit 230 each have their connection end faces diagonally polished. The obliquely polished end faces 222 and 231 formed by the above can be obtained. The obliquely polished end faces 222 and 231 can have an oblique polishing angle that is inclined by, for example, 7 ° or more with respect to the traveling direction of light.

図8は、本実施例2に係る光モジュールに、波長405nm、10mWの光を入力した場合の透過率の経時変化を示す。従来のように接続端面において光が通過する部分に接着剤層がある場合にはロスが大きく増えたが、接続端面において光が通過する部分に接着剤層がない本発明の実施例2に係る光モジュールでは、図8に示されるようにロスはほとんど増えない。 FIG. 8 shows the time course of the transmittance when light having a wavelength of 405 nm and 10 mW is input to the optical module according to the second embodiment. The loss is greatly increased when there is an adhesive layer in the portion where light passes through the connection end face as in the conventional case, but there is no adhesive layer in the portion where light passes in the connection end face according to the second embodiment of the present invention. In the optical module, the loss hardly increases as shown in FIG.

同様に、波長780nm、850nm、1063nmの高出力(1W)の光を光ファイバに入れて、光導波路に接続した場合も同様にロス増加を防ぐことが出来た。 Similarly, when high-power (1 W) light having wavelengths of 780 nm, 850 nm, and 1063 nm is put into an optical fiber and connected to an optical waveguide, an increase in loss can be similarly prevented.

<実施例3>
図9は、本発明の実施例3に係る光モジュールを例示する。図9には、ファイバブロック320及び光導波回路330の両接続端面において光が通過する部分に無反射コート350が設けられた光モジュールが示されている。本実施例3に係る光モジュールによると、光が通過する部分に無反射コート350を形成することにより、各接続端面での反射を低減することできる。
<Example 3>
FIG. 9 illustrates an optical module according to a third embodiment of the present invention. FIG. 9 shows an optical module in which a non-reflective coating 350 is provided at a portion through which light passes on both connection end faces of the fiber block 320 and the optical waveguide circuit 330. According to the optical module according to the third embodiment, the reflection at each connection end face can be reduced by forming the non-reflective coating 350 in the portion through which the light passes.

<実施例4>
図10は、本発明の実施例4に係る光モジュールを例示する。ファイバブロック及び光導波回路の両接続端面間に空隙層が存在する場合、空隙層の厚さが大きくなると、ロスが増大するという問題がある。また、空隙層があると、この接続部分の反射でロスが大きくなり、反射戻り光により入力側に光が戻るという問題がある。この空隙層による問題を解決するため、図10に示される光モジュールは、ファイバブロック420及び光導波回路430の両接続端面における光が透過する部分が直接接触している。
<Example 4>
FIG. 10 illustrates an optical module according to a fourth embodiment of the present invention. When a gap layer is present between both connection end faces of the fiber block and the optical waveguide circuit, there is a problem that the loss increases as the thickness of the gap layer increases. Further, if there is a void layer, there is a problem that the loss becomes large due to the reflection of this connecting portion and the light returns to the input side due to the reflected return light. In order to solve the problem caused by the void layer, in the optical module shown in FIG. 10, the portions of the fiber block 420 and the optical waveguide circuit 430 where light is transmitted are in direct contact with each other.

図11は、波長400nm、559nm、640nm、1550nmの光を利用した場合における、光モジュールでの空隙層の厚さとロスの関係を示す。図11には、空隙層に接着剤を充填した場合と充填していない場合が示されている。図11(a)〜(d)に示されるように、波長が短いほど、ロスが大きくなる。また、空隙層を接着剤で充填していない場合は、空隙層を接着剤で充填した場合に比べて、ロスが約2倍となっている。よって、空隙層をできる限り小さくすることにより、ロスを低減することができる。ロスを、光導波路の接続損失の測定誤差の範囲内である0.1dB以下にするためには、空隙層の厚さは5μm以下が望ましい。 FIG. 11 shows the relationship between the thickness and loss of the void layer in the optical module when light having wavelengths of 400 nm, 559 nm, 640 nm, and 1550 nm is used. FIG. 11 shows a case where the void layer is filled with an adhesive and a case where the void layer is not filled. As shown in FIGS. 11A to 11D, the shorter the wavelength, the larger the loss. Further, when the void layer is not filled with the adhesive, the loss is about twice as much as when the void layer is filled with the adhesive. Therefore, the loss can be reduced by making the void layer as small as possible. In order to reduce the loss to 0.1 dB or less, which is within the measurement error of the connection loss of the optical waveguide, the thickness of the void layer is preferably 5 μm or less.

本実施例4に係る光モジュールによると、両接続端面を直接接触させることで接続端面における光の反射を無くすことができる。 According to the optical module according to the fourth embodiment, the reflection of light on the connection end faces can be eliminated by directly contacting both connection end faces.

<実施例5>
図12は、本発明の実施例5に係る光モジュールを例示する。図12には、光ファイバアレイ510と、光ファイバアレイ510を整列・固定するファイバブロック520と、光導波回路530と、接着剤層540と、を備えた光モジュールが示されている。本実施例では、上記実施例のようにファイバブロック520には接着剤堰き止め用溝が設けられておらず、光導波回路530に、光導波回路530の光導波路の配列方向の両端の光導波路の外側に全光導波路を挟むように垂直方向に接着剤堰き止め用溝531が設けられている。ファイバブロック520及び光導波回路530は、接着剤層540を介して接続されている。
<Example 5>
FIG. 12 illustrates an optical module according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 12 shows an optical module including an optical fiber array 510, a fiber block 520 for aligning and fixing the optical fiber array 510, an optical waveguide circuit 530, and an adhesive layer 540. In this embodiment, the fiber block 520 is not provided with an adhesive blocking groove as in the above embodiment, and the optical waveguide circuit 530 is provided with optical waveguides at both ends of the optical waveguide circuit 530 in the arrangement direction. An adhesive damming groove 531 is provided in the vertical direction so as to sandwich the all-optical waveguide on the outside of the. The fiber block 520 and the optical waveguide circuit 530 are connected via an adhesive layer 540.

実施例1乃至4では、光ファイバと光導波路端面に接着剤が付かないようにするためにファイバブロックに接着剤堰き止め用溝を設けたが、本実施例5のように、光導波回路530の接続端面に接着剤堰き止め用溝531を設けることができる。この場合、接着剤は光導波回路530において2つの接着剤堰き止め用溝531の外側に付ければよい。 In Examples 1 to 4, an adhesive blocking groove is provided in the fiber block in order to prevent the adhesive from adhering to the optical fiber and the end face of the optical waveguide. However, as in the fifth embodiment, the optical waveguide circuit 530 An adhesive damming groove 531 can be provided on the connecting end surface of the above. In this case, the adhesive may be applied to the outside of the two adhesive blocking grooves 531 in the optical waveguide circuit 530.

実施例5でも実施例1乃至4と同様に、両接続端面間の反射を少なくするために、接続端面を斜め研磨してもよいし、接続端面に無反射コートを設けてもよく、両接続端面を直接接触させるようにしてもよい。 In the fifth embodiment as in the first to fourth embodiments, the connection end faces may be diagonally polished or a non-reflective coating may be provided on the connection end faces in order to reduce the reflection between the two connection end faces. The end faces may be brought into direct contact.

<実施例6>
図13は、本発明の実施例6に係る光モジュールを例示する。図13には、光ファイバアレイ610と、光ファイバアレイ610を整列・固定するファイバブロック620と、光導波回路630と、ガラスからなるヤトイ板650とを備えた光モジュールが示されている。ヤトイ板650は、光導波回路630上に、その端面が光導波回路630の接続端面と面一になるように設けられている。光導波回路630及びヤトイ板650は、光導波回路630及びヤトイ板650にそれぞれ設けられた接着剤層640を介してファイバブロック620と接続されている。また、光導波回路630及びヤトイ板650には、接着剤堰き止め用溝631及び651が光導波回路630の光導波路を挟むように配列方向に設けられている。
<Example 6>
FIG. 13 illustrates an optical module according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 13 shows an optical module including an optical fiber array 610, a fiber block 620 for aligning and fixing an optical fiber array 610, an optical waveguide circuit 630, and a yatoi plate 650 made of glass. The yatoi plate 650 is provided on the optical waveguide circuit 630 so that its end face is flush with the connection end face of the optical waveguide circuit 630. The optical waveguide circuit 630 and the yatoi plate 650 are connected to the fiber block 620 via an adhesive layer 640 provided on the optical waveguide circuit 630 and the yatoi plate 650, respectively. Further, the optical waveguide circuit 630 and the yatoi plate 650 are provided with adhesive damming grooves 631 and 651 in the arrangement direction so as to sandwich the optical waveguide of the optical waveguide circuit 630.

このように、光導波回路630上にヤトイ板650を設けて配列方向に接着剤堰き止め用溝651を設けることにより、光導波回路630の接続端面に配列方向に接着剤堰き止め用溝631を設けることが可能となる。 In this way, by providing the Yatoi plate 650 on the optical waveguide circuit 630 and providing the adhesive blocking groove 651 in the arrangement direction, the adhesive blocking groove 631 is provided in the arrangement direction on the connection end surface of the optical waveguide circuit 630. It becomes possible to provide.

本実施例6でも実施例1乃至4と同様に、両接続端面間の反射を少なくするために、接続端面を斜め研磨してもよいし、接続端面に無反射コートを設けてもよく、両接続端面を直接接触させるようにしてもよい。 In the sixth embodiment as in the first to fourth embodiments, the connection end faces may be diagonally polished or a non-reflective coating may be provided on the connection end faces in order to reduce reflection between the two connection end faces. The connection end faces may be brought into direct contact with each other.

上記実施例5及び6において、波長405nm、488nm、559nm、640nmの光を10mW入力する実験を行ったが、紫外域の光であってもロスが経時的に増大することはなかった。例えば、実施例5及び6では、青色LDからの波長370nmの光であっても、あるいは波長変換レーザからの波長266nmの光であっても、光ファイバ−光導波路間のロスの経時的な増大は見られなかった。 In Examples 5 and 6 above, an experiment was conducted in which 10 mW of light having a wavelength of 405 nm, 488 nm, 559 nm, and 640 nm was input, but the loss did not increase over time even with light in the ultraviolet region. For example, in Examples 5 and 6, the loss between the optical fiber and the optical waveguide increases with time, whether the light has a wavelength of 370 nm from the blue LD or the light having a wavelength of 266 nm from the wavelength conversion laser. Was not seen.

<実施例7>
図14を用いて、本発明の実施例7に係る光モジュールを説明する。図14(a)は、実施例7に係る光モジュールのファイバブロックの構成を示す。図14(a)には、光ファイバアレイ710と、光ファイバアレイ710を整列・固定するファイバブロック720とが示されている。図14(a)に示されるように、ファイバブロック720は、下側に設けられたV溝基板と上側に設けられた上部基板で構成されており、光ファイバアレイ710を挿入するための光ファイバアレイ用V溝721と、スペーサ用ファイバ711を挿入するためのスペーサ用V溝722と、光ファイバアレイ710の配列方向の両端の光ファイバの外側に光ファイバアレイ710を挟むように配列方向及び光の進行方向に対して垂直方向に2本設けられた接着剤堰き止め用溝723とを有する。
<Example 7>
The optical module according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14A shows the configuration of the fiber block of the optical module according to the seventh embodiment. FIG. 14A shows an optical fiber array 710 and a fiber block 720 that aligns and fixes the optical fiber array 710. As shown in FIG. 14A, the fiber block 720 is composed of a V-groove substrate provided on the lower side and an upper substrate provided on the upper side, and is an optical fiber for inserting the optical fiber array 710. The array direction and light so as to sandwich the optical fiber array 710 outside the optical fibers at both ends of the array V-groove 721, the spacer V-groove 722 for inserting the spacer fiber 711, and the optical fiber array 710 in the arrangement direction. It has two adhesive damming grooves 723 provided in the direction perpendicular to the traveling direction of the above.

光ファイバアレイ710は、光ファイバアレイ用V溝721上で、ファイバの後ろ側が接着剤724により接着固定されており、光導波回路に押し当てられることにより光ファイバが座屈している。スペーサ用ファイバ711の径は、例えば光ファイバアレイ710の光ファイバの径と等しくすることができ、スペーサ用V溝722は光ファイバアレイ710を整列する複数のV溝の両端にそれぞれ設けられている。 In the optical fiber array 710, the rear side of the fiber is adhesively fixed on the V-groove 721 for the optical fiber array with an adhesive 724, and the optical fiber is buckled by being pressed against the optical waveguide circuit. The diameter of the spacer fiber 711 can be made equal to, for example, the diameter of the optical fiber of the optical fiber array 710, and the spacer V-groove 722 is provided at both ends of a plurality of V-grooves for aligning the optical fiber array 710. ..

上述した実施例4に係る光モジュールでは、光ファイバ端面と光導波路端面が物理的に接触している。しかし、光導波路の端面とファイバブロックの端面を、継続的に物理的に完全に接触させるのは難しい。例えば、光ファイバをコネクタを用いて接続する場合には、光ファイバ端面を台形状に研磨して、その中心にある光ファイバのコア部分が物理的に接触するようにし、例えば、FCコネクタの場合にはネジで締めて物理的に接触させ、SCコネクタの場合にはバネによって物理的に接触させている。しかし、光導波路とファイバブロックをこのように台形状に研磨して、ネジで締めたりバネを用いたりして物理的に接触させることは技術的に難易度が高い。 In the optical module according to the fourth embodiment described above, the end face of the optical fiber and the end face of the optical waveguide are in physical contact with each other. However, it is difficult to continuously physically completely contact the end face of the optical waveguide with the end face of the fiber block. For example, when connecting an optical fiber using a connector, the end face of the optical fiber is polished into a trapezoidal shape so that the core portion of the optical fiber at the center thereof physically contacts, for example, in the case of an FC connector. Is physically contacted by tightening with a screw, and in the case of an SC connector, it is physically contacted by a spring. However, it is technically difficult to polish the optical waveguide and the fiber block into a trapezoidal shape in this way and physically contact them by tightening them with screws or using a spring.

そこで、図14(a)に示すように、接着剤堰き止め用溝723を設けたファイバブロック720において、光ファイバアレイ710をV溝に挿入して、光ファイバ自体が前後に動くようにし、さらに光ファイバ端面は台形状に研磨し、ファイバブロック720から光ファイバの先端が数10μm出るようにして光ファイバの後ろ側を接着剤724で接着固定する。 Therefore, as shown in FIG. 14A, in the fiber block 720 provided with the adhesive blocking groove 723, the optical fiber array 710 is inserted into the V groove so that the optical fiber itself moves back and forth, and further. The end face of the optical fiber is polished into a trapezoidal shape, and the rear side of the optical fiber is adhesively fixed with an adhesive 724 so that the tip of the optical fiber protrudes from the fiber block 720 by several tens of μm.

図14(b)に示されるように、光ファイバの先端面は光の進行方向に対して概直角(90±0.3゜)であり、さらに側面を研磨して台形状にし、先端を細くすることにより例えばPLC(Planar Lightwave Circuit(平面光波回路))などの光導波回路の端面に接触する部分を最小面積としている。それにより、接触による力が光ファイバの先端部分に集中し、光ファイバと光導波回路の密着性を高めることができるため、接続ロスを抑制することができる。 As shown in FIG. 14B, the tip surface of the optical fiber is approximately perpendicular (90 ± 0.3 °) to the traveling direction of light, and the side surface is further polished into a trapezoidal shape to make the tip thin. By doing so, for example, the portion in contact with the end face of an optical waveguide circuit such as a PLC (Planar Lightwave Circuit) is set as the minimum area. As a result, the force due to contact is concentrated on the tip portion of the optical fiber, and the adhesion between the optical fiber and the optical waveguide circuit can be improved, so that connection loss can be suppressed.

図14(c)に示すように、ファイバブロック720から光ファイバの先端部分が数10μm飛び出ている状態で、光ファイバにレーザ光を入れて、光導波回路の光導波路とのアライメントを行う。この時光ファイバを、光導波路コアに物理的に接触させる。ファイバブロック720の両脇の接着剤塗布用域に接着剤725を塗布し、ファイバブロック720をさらに導波路方向に押して、ファイバブロック720と光導波回路をUV硬化により接着する。光ファイバは、V溝に配置されており、先端部分が接着固定されておらず、前後に容易に動くことが出来る。図14(d)に示されるように、光ファイバ先端はファイバブロック720に押し戻されるが、光ファイバの座屈により、光ファイバの先端部分は導波路端面に押しつけられる。座屈応力は座屈長を5−10mmとすることにより最適となる。 As shown in FIG. 14C, a laser beam is introduced into the optical fiber in a state where the tip portion of the optical fiber protrudes from the fiber block 720 by several tens of μm to align the optical waveguide circuit with the optical waveguide. At this time, the optical fiber is physically brought into contact with the optical waveguide core. The adhesive 725 is applied to the adhesive application areas on both sides of the fiber block 720, and the fiber block 720 is further pushed in the direction of the waveguide to bond the fiber block 720 and the optical waveguide circuit by UV curing. The optical fiber is arranged in the V-groove, the tip portion is not adhesively fixed, and the optical fiber can easily move back and forth. As shown in FIG. 14D, the tip of the optical fiber is pushed back to the fiber block 720, but the buckling of the optical fiber pushes the tip of the optical fiber against the end face of the waveguide. The buckling stress is optimized by setting the buckling length to 5-10 mm.

従来、このような座屈応力を用いたファイバあるいはファイバ導波路のコネクタは既に開発されている(例えば、特許文献2及び3参照)。しかし、特許文献2及び3に示されるような取り外し可能なコネクタでなく、光ファイバと光導波路を接続固定するものにこのような座屈応力を用いたフィジカルコンタクトを実現した例はない。 Conventionally, a fiber or fiber waveguide connector using such a buckling stress has already been developed (see, for example, Patent Documents 2 and 3). However, there is no example in which a physical contact using such buckling stress is realized in a connector that connects and fixes an optical fiber and an optical waveguide instead of the removable connector as shown in Patent Documents 2 and 3.

このようにして、光ファイバ−光導波回路−光ファイバを接続し、405nmの光源70mWを入力して、その出力の経時変化を調べた。結果を図15に示す。図15に示されるように、50mW以上の光を1000時間以上通すことができた。 In this way, the optical fiber-optical waveguide circuit-optical fiber was connected, a 405 nm light source 70 mW was input, and the change over time in the output was examined. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 15, light of 50 mW or more could be passed through for 1000 hours or more.

ここで、本実施例では、光ファイバの後ろ側に直接接着剤724を塗布して接着固定する構成としているが、光ファイバをキャピラリに挿入してキャピラリと光ファイバとをV溝基板に接着剤で固定してもよい。それにより、ファイバブロック720と光ファイバとの接着固定をより強化することができる。 Here, in this embodiment, the adhesive 724 is directly applied to the back side of the optical fiber to bond and fix it. However, the optical fiber is inserted into the capillary and the capillary and the optical fiber are adhered to the V-groove substrate. It may be fixed with. Thereby, the adhesive fixing between the fiber block 720 and the optical fiber can be further strengthened.

<実施例8>
図16乃至図18を用いて、本発明の実施例8に係る光モジュールを説明する。図16には、光ファイバ810と、上半分を部分的に切り取ったキャピラリ820と、が示されている。光ファイバ810は先端が研磨されており、キャピラリ820は例えば126μmφの穴を持つキャピラリである。キャピラリ820は、キャピラリ820の先端に設けられたキャピラリ座繰り溝821と、キャピラリ820の上半分が切り取られた第1及び第2の切り取り部822及び823を有する。第1の切り取り部822はキャピラリ820の先端側に設けられており、第2の切り取り部823はキャピラリの後方端側に設けられている。第1の切り取り部822では光ファイバ810が座屈しており、第2の切り取り部823では接着剤824により光ファイバ810が接着固定されている。実施例7では、ファイバブロック720に形成されたV溝を用いて、光ファイバが前後に移動出来るようにしたが、本実施例8のように、キャピラリ820を、V溝を有するファイバブロックの代わりに用いてもよい。
<Example 8>
The optical module according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 18. FIG. 16 shows an optical fiber 810 and a capillary 820 with the upper half partially cut off. The tip of the optical fiber 810 is polished, and the capillary 820 is, for example, a capillary having a hole of 126 μmφ. The capillary 820 has a capillary counterbore groove 821 provided at the tip of the capillary 820, and first and second cutout portions 822 and 823 from which the upper half of the capillary 820 is cut off. The first cutout portion 822 is provided on the tip end side of the capillary 820, and the second cutout portion 823 is provided on the rear end side of the capillary. In the first cutout portion 822, the optical fiber 810 is buckled, and in the second cutout portion 823, the optical fiber 810 is adhesively fixed by the adhesive 824. In the seventh embodiment, the optical fiber can be moved back and forth by using the V-groove formed in the fiber block 720. However, as in the eighth embodiment, the capillary 820 is used instead of the fiber block having the V-groove. It may be used for.

図17は、光ファイバをキャピラリに挿入してファイバ先端を光導波回路端面に突き当てて光ファイバを座屈させるまでの過程を示す。図17(a)に示されるように、光ファイバ810をキャピラリ820に差し込み、図17(b)に示すように、光ファイバ810の先端がキャピラリ820から数10μm出るようにして、キャピラリ820の先端から5−10mm程度の所で接着剤824により接着固定する。その後、実施例7と同様に、図17(c)に示すように、キャピラリ820の接着剤塗布用域に接着剤825を塗布し、キャピラリ820をさらに導波路方向に押して光ファイバ810を座屈させた後、キャピラリ820と光導波回路を接着剤のUV硬化により接着する。接着剤は堰き止め用の座繰り溝821があるため、光ファイバと光導波路端面の間には侵入しない。これにより、光導波路と光ファイバは、座屈による応力により常にフィジカルコンタクトすることになる。 FIG. 17 shows a process of inserting an optical fiber into a capillary and abutting the tip of the fiber against the end face of an optical waveguide circuit to buckle the optical fiber. As shown in FIG. 17A, the optical fiber 810 is inserted into the capillary 820, and as shown in FIG. 17B, the tip of the optical fiber 810 protrudes from the capillary 820 by several tens of μm, and the tip of the capillary 820 is formed. It is adhesively fixed with an adhesive 824 at a position of about 5-10 mm. After that, as in Example 7, as shown in FIG. 17C, the adhesive 825 is applied to the adhesive application area of the capillary 820, and the capillary 820 is further pushed in the waveguide direction to buckle the optical fiber 810. After that, the capillary 820 and the optical waveguide circuit are bonded by UV curing of the adhesive. Since the adhesive has a counterbore groove 821 for blocking, the adhesive does not penetrate between the optical fiber and the end face of the optical waveguide. As a result, the optical waveguide and the optical fiber are always in physical contact due to the stress caused by buckling.

図18は、本発明の実施例8に係る光モジュールにおける光導波回路とキャピラリの接続部分の断面図である。図18(a)に示されるように、キャピラリ820の先端には光ファイバ810に接着剤が流入することを防止するキャピラリ座繰り溝821が設けているため、キャピラリ820と光導波回路を固定するための接着剤825はキャピラリ座繰り溝821に流入し、光ファイバ810には達しない。 FIG. 18 is a cross-sectional view of a connection portion between an optical waveguide circuit and a capillary in the optical module according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 18A, since the capillary counterbore groove 821 for preventing the adhesive from flowing into the optical fiber 810 is provided at the tip of the capillary 820, the capillary 820 and the optical waveguide circuit are fixed. The adhesive 825 for this purpose flows into the capillary counterbore groove 821 and does not reach the optical fiber 810.

<実施例9>
実施例1において、接着剤堰き止めすることにより、光ファイバと光導波路の間に空隙ができる。可視域ではこの構造で殆どロスの増加を抑えられるが、450nm以下の紫外に近い光を通す場合には、それでもロスの増加が見られた。これはこの波長の光によって、光ファイバのコア部分が空隙部に飛び出してくることが原因である。これを抑えるために、実施例7及び8でフィジカルコンタクトをとるようにした。
<Example 9>
In the first embodiment, the adhesive damming creates a gap between the optical fiber and the optical waveguide. In the visible region, this structure can almost suppress the increase in loss, but when light near ultraviolet light of 450 nm or less is passed through, the increase in loss is still observed. This is because the core portion of the optical fiber pops out into the gap due to the light of this wavelength. In order to suppress this, physical contact was made in Examples 7 and 8.

一方、このような波長の光を通過させる場合、光導波路と光ファイバの接続部の温度が上がっていることを発見し、この接続部分を冷却することにより、ロスの増加を大きく下げられることを発見した。 On the other hand, when passing light of such a wavelength, it was discovered that the temperature of the connection between the optical waveguide and the optical fiber has risen, and by cooling this connection, the increase in loss can be greatly reduced. discovered.

本実施例9では、接続部分を空冷するために、ファイバブロックを従来のガラスでなくガラスよりも放熱性が高いSi基板を用いて作製し、Si基板にV溝を形成し、その上を石英ガラスでフタをして、光ファイバを固定した。 In the ninth embodiment, in order to air-cool the connection portion, a fiber block is manufactured using a Si substrate having higher heat dissipation than glass instead of conventional glass, a V groove is formed on the Si substrate, and quartz is formed on the fiber block. The optical fiber was fixed by covering with glass.

図19は、ファイバブロックの材質をガラス又はSiで構成した場合のファイバブロックの空冷効果を示す。図19では、波長405nm、40mWの入力光を用いている。図19(a)及び(b)に示されるように、ファイバブロックの材質をSiで構成した場合は、ファイバブロックの材質をガラスで構成した場合と比較して透過率の減衰時間が長くなっている。このように、ファイバブロックの材質をガラスからSiに変更することにより、寿命を2倍から3倍延ばすことができた。 FIG. 19 shows the air cooling effect of the fiber block when the material of the fiber block is made of glass or Si. In FIG. 19, input light having a wavelength of 405 nm and 40 mW is used. As shown in FIGS. 19A and 19B, when the material of the fiber block is made of Si, the attenuation time of the transmittance is longer than that of the case where the material of the fiber block is made of glass. There is. In this way, by changing the material of the fiber block from glass to Si, the life can be extended by 2 to 3 times.

なお、本実施例9では、ファイバブロックの材料としてSiを用いた構成を例示したが、ガラスよりも放熱性の高い材料であれば本発明において適用可能である。 In the ninth embodiment, the configuration in which Si is used as the material of the fiber block is illustrated, but any material having higher heat dissipation than glass can be applied in the present invention.

光ファイバアレイ 10、110、210、310、410、510、610、710
ファイバブロック 20、120、220、320、420、520、620、720
V溝基板 21
ガラス基板 22
光導波回路 30、130、230、330、430、530、630
導波路コア 31
導波路クラッド 32
光導波路 33
接着剤層 40、140、240、340、440、540、640
接着剤堰き止め用溝 121、221、321、421、531、631、651、723
斜め研磨端面 222、231
無反射コート 350
ヤトイ板 650
スペーサ用ファイバ 711
光ファイバアレイ用V溝 721
スペーサ用V溝 722
接着剤 724、725、824、825
光ファイバ 810
キャピラリ 820
キャピラリ座繰り溝 821
キャピラリ切り取り部 822、823
Fiber Optic Array 10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710
Fiber blocks 20, 120, 220, 320, 420, 520, 620, 720
V-groove substrate 21
Glass substrate 22
Optical waveguide circuit 30, 130, 230, 330, 430, 530, 630
Waveguide core 31
Waveguide clad 32
Optical waveguide 33
Adhesive layer 40, 140, 240, 340, 440, 540, 640
Adhesive damming groove 121, 221, 321, 421, 531, 631, 651, 723
Diagonal polishing end face 222, 231
Non-reflective coat 350
Yatoi board 650
Spacer fiber 711
V-groove 721 for optical fiber array
V-groove for spacer 722
Adhesive 724,725,824,825
Optical fiber 810
Capillary 820
Capillary counterbore groove 821
Capillary cutouts 822, 823

Claims (2)

1本の光ファイバが挿入されて固定されているキャピラリと、
少なくとも1本の光導波路を有する光導波回路と、
接着剤層と、
を備えた光モジュールであって、
前記キャピラリと前記光導波回路とを接続する端面である当該キャピラリの接続端面及び当該光導波回路の接続端面において光が通過しない部分に設けられた前記接着剤層を介して当該キャピラリ及び当該光導波回路が接続されることにより、当該キャピラリに固定された前記光ファイバと当該光導波回路の前記光導波路とが結合しており、
前記キャピラリの接続端面には、座繰り溝が設けられており、
前記光ファイバの先端は、前記接着剤を介さずに前記光導波回路の前記光導波路に直接接触しており、
前記キャピラリは、長手方向の一部に径方向の半分が切り取られた切り取り部を備え、
前記光ファイバは、前記光導波回路に押し当てられて前記切り取り部で座屈している
ことを特徴とする光モジュール。
A capillary in which one optical fiber is inserted and fixed,
An optical waveguide circuit having at least one optical waveguide,
With the adhesive layer,
It is an optical module equipped with
The capillary and the optical waveguide are provided through the adhesive layer provided at the connection end surface of the capillary, which is the end surface connecting the capillary and the optical waveguide circuit, and the portion of the connection end face of the optical waveguide circuit through which light does not pass. By connecting the circuit, the optical fiber fixed to the capillary and the optical waveguide of the optical waveguide circuit are coupled.
A counterbore groove is provided on the connecting end face of the capillary.
The tip of the optical fiber is in direct contact with the optical waveguide of the optical waveguide circuit without using the adhesive .
The capillary is provided with a cutout portion in which a half in the radial direction is cut off in a part in the longitudinal direction.
An optical module characterized in that the optical fiber is pressed against the optical waveguide circuit and buckled at the cutout portion .
前記光ファイバは、先端部分が台形形状に研磨され、当該台形形状の先端面が光の進行方向に対して概直角である
ことを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。
The optical module according to claim 1, wherein the tip portion of the optical fiber is polished into a trapezoidal shape, and the tip surface of the trapezoidal shape is approximately perpendicular to the traveling direction of light.
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