JPH02161404A - チャンネル型光導波路と光ファイバーの結合方法 - Google Patents
チャンネル型光導波路と光ファイバーの結合方法Info
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- JPH02161404A JPH02161404A JP31498188A JP31498188A JPH02161404A JP H02161404 A JPH02161404 A JP H02161404A JP 31498188 A JP31498188 A JP 31498188A JP 31498188 A JP31498188 A JP 31498188A JP H02161404 A JPH02161404 A JP H02161404A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、チャンネル型光導波路と光ファイバーとを簡
単に精度良く位置合せして結合できるようにした結合方
法に係る。
単に精度良く位置合せして結合できるようにした結合方
法に係る。
（従来の技術）
光導波路を用いた光変調器、光スィッチ、光アイソレー
タ−、ＳＨＧ素子などの光デバイスが実用化されつつあ
るが、その実用化に当っては、先導波路と他の部品特に
光ファイバーとの接続（結合）技術が不可欠となる。
タ−、ＳＨＧ素子などの光デバイスが実用化されつつあ
るが、その実用化に当っては、先導波路と他の部品特に
光ファイバーとの接続（結合）技術が不可欠となる。
しかして、一般に光導波路は厚さが０．５〜１０μｍ、
幅が５〜２０μｍと小さく、光ファイバーもコア径１０
〜５０μｍと小さいため、両者を位置精度良く接続する
のは容易でない。特に、単一モード伝搬では光ファイバ
ーがコア径≦１０μｍ、光導波路が厚さ２μｍ程度以下
となり、位置合せは非常に困難になる。
幅が５〜２０μｍと小さく、光ファイバーもコア径１０
〜５０μｍと小さいため、両者を位置精度良く接続する
のは容易でない。特に、単一モード伝搬では光ファイバ
ーがコア径≦１０μｍ、光導波路が厚さ２μｍ程度以下
となり、位置合せは非常に困難になる。
そのため、様々な接続方法が考案されている。
第１図はその１例で、端面を光学研磨した先導波路（１
）と光ファイバー（３）を各々精度ステージの上に固定
し、一方から光を通しながら位置合わせし、最も損失の
少ないところで接着剤で固定する方法である［ （Ｖ、
Ｒａｍａｓｗａｍｙ、 Ｒ，Ｃ，Ａｌｆｅｒｎｅｓｓ
、 ａｎｄＭ、Ｄｉｖｉｎｏ； Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、
Ｌｅｔｔ、、Ｖｏｌ、１８．Ｎｏ、１．ｐｐ３０〜３１
、（１９ｇ２）］、 Ｌかし、この方法は非常に位置合
わせに時間と熟練を要し、また光ファイバーの接着面積
が小さく強度が低い欠点がある。
）と光ファイバー（３）を各々精度ステージの上に固定
し、一方から光を通しながら位置合わせし、最も損失の
少ないところで接着剤で固定する方法である［ （Ｖ、
Ｒａｍａｓｗａｍｙ、 Ｒ，Ｃ，Ａｌｆｅｒｎｅｓｓ
、 ａｎｄＭ、Ｄｉｖｉｎｏ； Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、
Ｌｅｔｔ、、Ｖｏｌ、１８．Ｎｏ、１．ｐｐ３０〜３１
、（１９ｇ２）］、 Ｌかし、この方法は非常に位置合
わせに時間と熟練を要し、また光ファイバーの接着面積
が小さく強度が低い欠点がある。
そこで、その欠点を除くため第２図ないし第４図に示す
ような保持用のシリコンブロックを用いる方法が開発さ
れている［（Ｈ，Ｋａｕｆｍａｎｎ、ｅｔ、ａｌ＊。
ような保持用のシリコンブロックを用いる方法が開発さ
れている［（Ｈ，Ｋａｕｆｍａｎｎ、ｅｔ、ａｌ＊。
ｒ ５ｅｌｆ−ａｄｊｕｓｔｅｄ Ｐｅｒｍａｎｅｎ
ｔ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｏｆＦｉｂｒｅｓ ｔ
ｏ ＧａＡｓ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ （：ｏｍｐｏｎｅ
ｎｔｓ、Ｊ Ｅｌｅｃｔ−ｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、、Ｖｏｌ
、２２．Ｎｏ、 １２．ｐｐ、６４２〜６４４（１９８
６）］。
ｔ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｏｆＦｉｂｒｅｓ ｔ
ｏ ＧａＡｓ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ （：ｏｍｐｏｎｅ
ｎｔｓ、Ｊ Ｅｌｅｃｔ−ｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、、Ｖｏｌ
、２２．Ｎｏ、 １２．ｐｐ、６４２〜６４４（１９８
６）］。
すなわち、第２図に示すように、［１００１面を表面と
するシリコンブロック（５）にシリコンの異方性エツチ
ングを応用して一定の幅の溝（６）を設ける。
するシリコンブロック（５）にシリコンの異方性エツチ
ングを応用して一定の幅の溝（６）を設ける。
ただ、このエツチングはシリコンブロックの結晶面のた
めに側壁が一定の傾斜をもった溝が形成される。この溝
に、第３．４図に示すように光ファイバー（３）、及び
基板（２）上に形成した光導波路（１）を光導波路（１
）を下にして乗せる。このとき先導波路（］、）の両側
に溝の幅にあわせて凸条のガイドライン（４）が形成さ
れており、これによって基板（２）は光導波路（１）が
溝の中心線上に来るように自動的に位置合せされる。そ
して、溝の深さも光ファイバー（３）のコアとクラッド
の径に合せて作られているため光導波路（１）と光ファ
イ／＜−（３）の中心が自動的にほぼ一致する。後は最
も損失が小さくなるように微調整して固定すれば良い。
めに側壁が一定の傾斜をもった溝が形成される。この溝
に、第３．４図に示すように光ファイバー（３）、及び
基板（２）上に形成した光導波路（１）を光導波路（１
）を下にして乗せる。このとき先導波路（］、）の両側
に溝の幅にあわせて凸条のガイドライン（４）が形成さ
れており、これによって基板（２）は光導波路（１）が
溝の中心線上に来るように自動的に位置合せされる。そ
して、溝の深さも光ファイバー（３）のコアとクラッド
の径に合せて作られているため光導波路（１）と光ファ
イ／＜−（３）の中心が自動的にほぼ一致する。後は最
も損失が小さくなるように微調整して固定すれば良い。
しかし。
この方法もガイドライン（４）の２本の凸条及び光導波
路（１）の位置精度が要求され、先導波路の材料によっ
ては精度良く凸条を加工するのが困難であり、またシリ
コンブロック（５）の上で光ファイバー（３）と基板（
２）は相互に動きやすいため位置関係が定まらなく、固
定操作がしにくいという欠点があった。
路（１）の位置精度が要求され、先導波路の材料によっ
ては精度良く凸条を加工するのが困難であり、またシリ
コンブロック（５）の上で光ファイバー（３）と基板（
２）は相互に動きやすいため位置関係が定まらなく、固
定操作がしにくいという欠点があった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、前記した従来の先導波路と光ファイバーの結
合方法の欠点を解消し、簡単にして、精度良く位置合わ
せして結合できる結合方法を提供することを目的とする
。
合方法の欠点を解消し、簡単にして、精度良く位置合わ
せして結合できる結合方法を提供することを目的とする
。
（課題を解決するための手段）
本発明は、両端部に光ファイバーが入る幅の溝及び中間
部にチャンネル型光導波路の幅の溝を設けたシリコンブ
ロックを用いてチャンネル型光導波路と光ファイバーと
を結合するものである、すなわち１本発明は、シリコン
ブロックの両端部に光ファイバーを嵌入する溝を設ける
と共に中間部にチャンネル型光導波路を嵌入する溝を設
け、該チャンネル型光導波路用の溝にチャンネル型光導
波路を嵌入し、また前記光ファイバー用の溝に光ファイ
バーを嵌入して、チャンネル型光導波路の端面と光ファ
イバーの端面とを接合させ、この接合状態で固定するこ
とを特徴とするチャンネル型光導波路と光ファイバーと
の結合方法である。
部にチャンネル型光導波路の幅の溝を設けたシリコンブ
ロックを用いてチャンネル型光導波路と光ファイバーと
を結合するものである、すなわち１本発明は、シリコン
ブロックの両端部に光ファイバーを嵌入する溝を設ける
と共に中間部にチャンネル型光導波路を嵌入する溝を設
け、該チャンネル型光導波路用の溝にチャンネル型光導
波路を嵌入し、また前記光ファイバー用の溝に光ファイ
バーを嵌入して、チャンネル型光導波路の端面と光ファ
イバーの端面とを接合させ、この接合状態で固定するこ
とを特徴とするチャンネル型光導波路と光ファイバーと
の結合方法である。
具体例を示す図を用いて本発明の詳細な説明する。直方
体のシリコン単結晶ウェハーの表面に例えばマスクを使
用してレジストパターンを作り。
体のシリコン単結晶ウェハーの表面に例えばマスクを使
用してレジストパターンを作り。
次いで異方性エツチング処理することにより、該ウェハ
ーの両端部に光ファイバーが入る溝（幅１５０μｍ程度
）及び中間部にチャンネル型光導波路が入る程度の幅（
５〜１５μｍ）の溝を刻設したシリコンブロックを作る
。第５図はこのシリコンブロックの斜視図である。シリ
コンブロック（５）の両端部に光ファイバーを嵌入させ
る溝（６） （６）が設けられ、その中間部にチャンネ
ル型光導波路を嵌入させる溝（７）が設けられている。
ーの両端部に光ファイバーが入る溝（幅１５０μｍ程度
）及び中間部にチャンネル型光導波路が入る程度の幅（
５〜１５μｍ）の溝を刻設したシリコンブロックを作る
。第５図はこのシリコンブロックの斜視図である。シリ
コンブロック（５）の両端部に光ファイバーを嵌入させ
る溝（６） （６）が設けられ、その中間部にチャンネ
ル型光導波路を嵌入させる溝（７）が設けられている。
第６図は、シリコンブロック（５）を用いてチャンネル
型光導波路（１）に光ファイバー（３）を接合した状態
を示す斜視図である。接合するには、先ず基板（２）が
ついたチャンネル型光導波路（１）を溝（７）に嵌め込
む。そして、光ファイバー（３）を両端の溝（６） （
６）に嵌め込み、チャンネル型光導波路（１）の両端面
と光ファイバー（３）の各端面とを接合状態となし、そ
の状態で固定して、両者を結合する。
型光導波路（１）に光ファイバー（３）を接合した状態
を示す斜視図である。接合するには、先ず基板（２）が
ついたチャンネル型光導波路（１）を溝（７）に嵌め込
む。そして、光ファイバー（３）を両端の溝（６） （
６）に嵌め込み、チャンネル型光導波路（１）の両端面
と光ファイバー（３）の各端面とを接合状態となし、そ
の状態で固定して、両者を結合する。
このように、本発明においては、シリコンブロックにチ
ャンネル型光導波路用の溝と光ファイバー用の溝を設け
、これによって位置合わせし、チャンネル型光導波路と
光ファイバーとを結合するようにしたから一従来の如く
例えばチャンネル型光導波路に２本の凸条を設けるなど
の特殊な手段をとる必要がなく、従って、又チャンネル
型光導波路には何らの加工を施す必要もないので、加工
困藩な如何なる材料で出来ているチャンネル型光導波路
も容易に結合することが出来る。
ャンネル型光導波路用の溝と光ファイバー用の溝を設け
、これによって位置合わせし、チャンネル型光導波路と
光ファイバーとを結合するようにしたから一従来の如く
例えばチャンネル型光導波路に２本の凸条を設けるなど
の特殊な手段をとる必要がなく、従って、又チャンネル
型光導波路には何らの加工を施す必要もないので、加工
困藩な如何なる材料で出来ているチャンネル型光導波路
も容易に結合することが出来る。
また本発明においては、シリコンブロックに光ファイバ
ーを嵌入する溝のみを設けた従来法を改善し、シリコン
ブロックの中間部にチャンネル型光導波路を嵌入する溝
を設けたから、シリコンブロックの両端部に嵌入した光
ファイバーを外側から押して中間部の壁に当接すること
により光ファイバーの動きを止めることができるため、
固定操作がしやすい。
ーを嵌入する溝のみを設けた従来法を改善し、シリコン
ブロックの中間部にチャンネル型光導波路を嵌入する溝
を設けたから、シリコンブロックの両端部に嵌入した光
ファイバーを外側から押して中間部の壁に当接すること
により光ファイバーの動きを止めることができるため、
固定操作がしやすい。
実施例
１、シリコンブロックの製造例
（１）鏡面研磨した０００］結晶面のシリコン単結晶ウ
ェハーを酸化炉で熱酸化し、表面にＳｉＯ□膜を形成し
た。酸化条件は１１５０℃、７時間で、酸化反応を加速
するため６０℃の温水中を通して加温した高純度酸素ガ
ス気流中で行なった。形成されたＳｉｎ、膜の厚さは１
．５μｍであった。
ェハーを酸化炉で熱酸化し、表面にＳｉＯ□膜を形成し
た。酸化条件は１１５０℃、７時間で、酸化反応を加速
するため６０℃の温水中を通して加温した高純度酸素ガ
ス気流中で行なった。形成されたＳｉｎ、膜の厚さは１
．５μｍであった。
次に、このＳｉＯ□膜表面にスピンコーターを用いてネ
ガ型のフォトレジストを厚さ１．０μｍに塗布し、写真
乾板マスクを用いて露光、現像し、レジストパターン（
両端部が光ファイバーの幅を有し、中間部がチャンネル
型光導波路の幅をもつパターン）を形成した。このレジ
ストパターンをエツチングマスクとしてエツチング液（
４０％Ｎ８４Ｆ水溶液１０部とフッ酸１部との混合液）
でＳｉｎ、膜をエツチングする。形成されたパターンを
更にエツチングマスクとしてエツチング液（水酸化カリ
ウム水溶液）でシリコン・ウェハーの異方性エツチング
を行ない。
ガ型のフォトレジストを厚さ１．０μｍに塗布し、写真
乾板マスクを用いて露光、現像し、レジストパターン（
両端部が光ファイバーの幅を有し、中間部がチャンネル
型光導波路の幅をもつパターン）を形成した。このレジ
ストパターンをエツチングマスクとしてエツチング液（
４０％Ｎ８４Ｆ水溶液１０部とフッ酸１部との混合液）
でＳｉｎ、膜をエツチングする。形成されたパターンを
更にエツチングマスクとしてエツチング液（水酸化カリ
ウム水溶液）でシリコン・ウェハーの異方性エツチング
を行ない。
第５図に示す光ファイバー用の溝とチャンネル型光導波
路用の溝との各所定寸法の溝を有するシリコンブロック
を作成した。
路用の溝との各所定寸法の溝を有するシリコンブロック
を作成した。
（２）鏡面研磨した［１００１結晶面のシリコン単結晶
ウェハーにスピンコーターを用いてポジ型のフォトレジ
ストを１．０μ隅の厚さに塗布し、写真乾板マスク３を
用いて露光、現像し、レジストパターン（両端が光ファ
イバーの幅を有し、中間部がチャンネル型光導波路の幅
をもつパターン）を形成した。
ウェハーにスピンコーターを用いてポジ型のフォトレジ
ストを１．０μ隅の厚さに塗布し、写真乾板マスク３を
用いて露光、現像し、レジストパターン（両端が光ファ
イバーの幅を有し、中間部がチャンネル型光導波路の幅
をもつパターン）を形成した。
次に、 ＲＦスパッタリング法により、Ｓｉｎ、スパッ
タ膜を１．０μｍの厚さに形成した。スパッタリング条
件は、ＲＦパワー２００Ｉｉ、 Ａｒガス圧４ 、５
Ｘ １０” Ｔｏｒｒ、基板温度は２０℃、スパッタリ
ング時間は１時間であった。
タ膜を１．０μｍの厚さに形成した。スパッタリング条
件は、ＲＦパワー２００Ｉｉ、 Ａｒガス圧４ 、５
Ｘ １０” Ｔｏｒｒ、基板温度は２０℃、スパッタリ
ング時間は１時間であった。
その後アセトンで処理してレジストパターンを除去する
りフトオフ法によりＳｉＯ□パターンを得た。
りフトオフ法によりＳｉＯ□パターンを得た。
このパターンをエツチングマスクとしてエツチング液（
水酸化カリウム溶液）で９０℃にてシリコン・ウェハー
の異方性エツチングを行ない、第５図に示す光ファイバ
ー用の溝とチャンネル型光導波路用の溝との各所定寸法
の溝を有するシリコンブロックを作成した。
水酸化カリウム溶液）で９０℃にてシリコン・ウェハー
の異方性エツチングを行ない、第５図に示す光ファイバ
ー用の溝とチャンネル型光導波路用の溝との各所定寸法
の溝を有するシリコンブロックを作成した。
２、結合例
第６図に示すように、基板（２）が付いたチャンネル型
光導波路（１）を、チャンネル型光導波路（１）を下に
して、シリコンブロック（５）の中間部の溝の上に乗せ
、チャンネル型導波路（１）を溝（７）に嵌入させる。
光導波路（１）を、チャンネル型光導波路（１）を下に
して、シリコンブロック（５）の中間部の溝の上に乗せ
、チャンネル型導波路（１）を溝（７）に嵌入させる。
次いで光ファイバー（３） 、 （３）を溝（６）（６
）に嵌入し、光ファイバー（６）（６）のそれぞれの端
面とチャンネル型光導波路（１）の両端面とを接合し、
その状態で固定操作を行ない、結合を完了する。
）に嵌入し、光ファイバー（６）（６）のそれぞれの端
面とチャンネル型光導波路（１）の両端面とを接合し、
その状態で固定操作を行ない、結合を完了する。
具体的には、両端面を突き合わせた状態で、接合部に紫
外線硬化樹脂をつけ、レーザ光線を片方の光ファイバー
の他方の端面から入れて、光ファイバー→チャネル型光
導波路→もう−っの光ファイバーと通しながら、最も光
が強くなるようにして王者を微調整し、その位置で接合
部に紫外線を当てて樹脂を硬化させ、接着、固定する。
外線硬化樹脂をつけ、レーザ光線を片方の光ファイバー
の他方の端面から入れて、光ファイバー→チャネル型光
導波路→もう−っの光ファイバーと通しながら、最も光
が強くなるようにして王者を微調整し、その位置で接合
部に紫外線を当てて樹脂を硬化させ、接着、固定する。
（発明の効果）
本発明によれば、チャンネル型光導波路に何らの加工を
施すことなく、該先導波路と光ファイバーとを簡単に且
つ精度良く位置合わせして結合することが出来るという
光デバイスの実用化に極めて有用な効果がある。
施すことなく、該先導波路と光ファイバーとを簡単に且
つ精度良く位置合わせして結合することが出来るという
光デバイスの実用化に極めて有用な効果がある。
第１図は従来例を示す斜視図である。第２．３図は他の
従来例を示す斜視図であり、第４図は第３図の縦断面図
である。第５．６図は本発明の実施例を示す図面で、第
５図は本発明の結合に用いるシリコンブロックの斜視図
、第６図はシリコンブロックを用いて結合した状態を示
す斜視図である。 １・・・光導波路 ２・・・光導波路の基板３
・・・光ファイバー５・・・シリコンブロック６・・・
光ファイバー用溝 ７・・・光へ波路用溝
従来例を示す斜視図であり、第４図は第３図の縦断面図
である。第５．６図は本発明の実施例を示す図面で、第
５図は本発明の結合に用いるシリコンブロックの斜視図
、第６図はシリコンブロックを用いて結合した状態を示
す斜視図である。 １・・・光導波路 ２・・・光導波路の基板３
・・・光ファイバー５・・・シリコンブロック６・・・
光ファイバー用溝 ７・・・光へ波路用溝
Claims (1)
- １ シリコンブロックの両端部に光ファイバーを嵌入す
る溝を設けると共に中間部にチャンネル型光導波路を嵌
入する溝を設け、該チャンネル型光導波路用の溝にチャ
ンネル型光導波路を嵌入し、また前記光ファイバー用の
溝に光ファイバーを嵌入して、チャンネル型光導波路の
端面と光ファイバーの端面とを接合させ、この接合状態
で固定することを特徴とするチャンネル型光導波路と光
ファイバーの結合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31498188A JPH02161404A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | チャンネル型光導波路と光ファイバーの結合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31498188A JPH02161404A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | チャンネル型光導波路と光ファイバーの結合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02161404A true JPH02161404A (ja) | 1990-06-21 |
Family
ID=18059988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31498188A Pending JPH02161404A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | チャンネル型光導波路と光ファイバーの結合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02161404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0311306A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波路と光ファイバの結合構造 |
| JPH0311305A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波路と光ファイバの結合構造 |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP31498188A patent/JPH02161404A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0311306A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波路と光ファイバの結合構造 |
| JPH0311305A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波路と光ファイバの結合構造 |
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