JPH0226203B2

JPH0226203B2 -

Info

Publication number: JPH0226203B2
Application number: JP55068802A
Authority: JP
Inventors: Uintsuaa Geruharuto; Raihieruto Ahimu; Mihieru Heruberuto
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-05-23
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1990-06-08
Also published as: JPS55159403A; DE2920957C2; US4339290A; FR2457501A1; DE2920957A1; FR2457501B1; GB2049987B; GB2049987A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は少なくとも一つの入力側の光導波体か
ら光線分配器方式により出力側の光導波体へ光を
分配するための光分岐素子とその製造方法に関す
る。その際光分岐素子は一つの素体内に直線状の
案内溝を備えており、これらの案内溝はそれに傾
斜した反射層によつて分割されており、少くとも
一つの別の案内溝が反射層及び直線状の案内溝か
ら導出され、そして案内溝の中に光導波体が配置
されている。

そのような光線分配器方式によつて働く分岐素
子はすでに昭和54年特許願第154978号（昭和55年
特許出願公開第84904号公報）で提案されている。

本発明は冒頭で述べた種類の光分岐素子を分岐
素子複合体に簡単な方式で拡張すること、および
それを用いてこの分岐素子複合体を経済的に製造
できる方法を提供することを目的とする。

この目的は本発明によれば、複数対の直線状の
案内溝を一平面に互に平行に配置し、全対を共通
の反射層によつて分割し、そして対毎に少くとも
一つの別の案内溝をその対の反射層及び直線状の
案内溝から導出し、直線状の案内溝の中に配置さ
れた光導波体を反射層に向いた端面で前記反射層
に全表面にわたつて当接し、この結果この光導波
体と反射層との間には中間室が存在しないように
し、別の案内溝の中に配置された光導波体を反射
層に向いた端面で前記反射層に隣接した両光導波
体の一方の周囲表面に当接することによつて達成
される。それによつて、異なる平面に互に平行に
存在する多数の同一の単純な光分岐素子を有する
ブロツクが生ずる。

この平面の間で簡単に裂くことによつてこの分
岐素子複合体から必要な場合に多数の単純な分岐
素子が生ずる。本発明による光分岐素子複合体の
製造はそれが特許請求の範囲第１項および第５項
の特徴とする部分において与えられているような
方法により特に有効に行われる。

即ち一つの製造方法によれば、ａ、母材素子の
平らな表面に複数の平行に位置する案内溝を生成
し、ｂ、素体を案内溝に対し垂直に第一および第
二の部分に分割し、ｃ、両部分の溝の中に光導波
体を挿入し、ｄ、光導波体を蓋体を用いて光学セ
メントによつて第一の部分の中に接着し、ｅ、第
一の部分の分割面を光学的に平面研摩し、ｆ、蓋
体と一体に形成された第一の部分を、第一の部分
の光導波体の軸が第二の部分の対応する光導波体
の軸に直交するように、第二の部分の表面上に載
せ、ｇ、両部分をこの位置で接着し、ｈ、そのよ
うにして生ずる構成物を、直交する両光導波体に
よつて形成される角度を二等分することによつて
分割し、ｉ、分割面を光学的に平面研摩しその一
つに半反射鏡を蒸着し、ｊ、両半部を対応する光
導波体の軸が一直線上にあるように分割面で再び
組み合わせる、工程である。

別の製造方法によれば、ａ、母材素体の平らな
表面に複数の平行に位置する案内溝を生成し、
ｂ、素体を案内溝に対し垂直に第一および第二の
部分に分割し、ｃ、両部分の溝の中に光導波体を
挿入し、ｄ、光導波体をそれぞれ一つの蓋体を用
いて光学セメントによつて第一の部分の中に接着
し、ｅ、両部分の分割面を光学的に平面研摩し、
ｆ、第一の部分の表面に感光性厚膜を積層し、そ
の中に光蝕刻法によりこの部分の中の光導波体の
数に対応する数の、光導波体の軸に直角に交わる
案内溝を生成し、ｇ、この案内溝に光導波体を挿
入し、ｈ、光導波体を備えた第二の部分を第一の
部分の分割面の上に、第一および第二の部分の光
導波体の軸が一直線上にあるように載せ、ｉ、両
部分をこの位置で接着し、ｊ、そのようにして生
ずる構成物を、直交する両光導波体によつて形成
される角度を二等分することによつて分割し、
ｋ、分割面を光学的に平面研摩しその一つに半反
射鏡を蒸着し、１、両半部を対応する光導波体の
軸が一直線上にあるように分割面で再び組み合わ
せる、工程である。それによつて分岐素子複合体
の部分は、例えば光導波体の互いの位置合わせの
ような種々の工程の間に共通にまとめて加工さ
れ、それによつて個々の分岐素子の加工費用は
個々の分岐素子の数に逆比例して減少する。

製造方法をさらに簡易化することは、光導波体
の軸の方向づけに関する工程が平らな組立装置の
上で行われること、即ち互いに自己調整されてい
ることによつて有効に達せられる。簡易化のほか
にその場合より高い精度と再現性が同時に生ず
る。

構造的な形成を顧慮して、母材素体は平面研摩
され表面に垂直に存在する端面を有し、工程ａに
おいてこの端面に平行に案内溝を生成することが
その場合推奨される。側面はそれによつて光導波
体の後の位置合わせのための基準面として役立
つ。分岐素子複合体の異なつた部分は組合わせの
ためには平な組立面の上にこの側面を共通なスト
ツパーに対して置くことを必要とするだけであ
る。有効な実施態様においては、でき上がつた分
岐素子複合体が直方体状であるように分岐素子複
合体のために必要な部分の寸法を選定して必要な
分割を行うことが提案される。それによつて複数
のそのような分岐素子複合体をユニツト構造方式
によつて任意に多重分岐素子複合体に組合わせる
ことができる。

本発明による光分岐素子複合体とその製造工程
の別の利点を第１ないし第３図による実施例に基
づいて更に詳細に説明する。

第１ａないし第１ｈ図はＴ構造の光分岐素子複
合体を製造するための個々の工程を示し、第２ａ
えよび第２ｂ図はクロス構造の光分岐素子複合体
を生成するための別の工程を示し、第３ａないし
第３ｃ図はこの光分岐素子複合体の可能な応用例
を示す。

第１ａ図はシリコン板１と基板２とからなる母
材素体１００の平面図および側面図を示す。シリ
コン板１は案内溝３を備え基板２に接着されてい
る。基板２はガラスでつくるのがよい。代わりに
基板２だけでも母材素体１００を形成できる。案
内溝３はその際例えば引かき、プレス、刻印また
は積層によつて生成できる。個々の案内溝３相互
の互いの間隔はこの溝の幅および深さに比較して
大きく、例えば２mmである。案内溝３は例えば
215μmの幅を持ち、シリコンを用いる場合には溝
の側壁の間に70.53゜の角度を形成する。あらゆる
場合に案内溝の断面はその中に入れられる光導波
体の外径に適合していなければならない。

この母材素体１００はその下の縁を通じてＵ―
Ｖの符号がつけられた側面を案内溝３に対し正確
に平行に研摩する。案内溝は同様に非常に正確に
互いに対し平行に互に走つている。シリコンを用
いる場合にはこの要求は、案内溝３が光蝕刻法に
よつて先ず高い精度でマスクによつて感光性ワニ
スへ、つづいて異方性エツチングによつてシリコ
ン板１に移されることによつて容易に満たされ
る。

第１ａ図の左の部分に示されるように、母材素
体１００をつづいて線Ａ―Ｂに沿つて分割し、そ
の結果長さL₁およびL₂の二つの部分が生ずる。
その場合L₁はd₁＋d₂にほぼ等しく、L₂の1/2より
小さいかまたは等しく選ばれると有利である。こ
こでd₁およびd₂はシリコン板１および基板２の厚
さである。

長さL₂をもつ右の部分の案内溝３の中に、第
１ｂ図にやはり平面図および側面図で示されてい
るように光導波体４をゆるく挿入する。長さL₁
を持つ左の部分の案内溝３の中に同様に光導波体
５を挿入する。ここでガラスよりなるのが望まし
い蓋体６を用いて光導波体５を光学セメントによ
つてシリコン板１と接着する。接着の際には蓋体
６の下の平面が母材素体１００の対応する平面と
正確に合致するように注意されなければならな
い。そのようにして生ずる基板２、光導波体５を
そなえたシリコン板１、および蓋体６から成る構
成物は第１ｃ図でやはり二つの面で示されてい
る。

それからこの素体の本来の分割面を、一つの平
面に存在する光導波体端面が光学的特性を生ずる
ように光学的に平面研摩する。次に第１ｃ図に示
すブロツク全体を第１ｂ図に示す光導波体を備え
た母材素体と第１ｄおよび第１ｅ図に側面図およ
び斜視図で示したように光学セメントを用いて接
着する。この接着を（ここでは図示されない）平
らな組立装置の上で行うならば、光導波体５の軸
は光導波体４の軸に直角に交わる。あらゆる光導
波体の理想的な衝合は、案内溝３が元来つながり
合つていることによつて保証される。d₁，d₂，L₁
およびL₂の所定の選択によつて複数の同一の光
導波体Ｔ構造をもつ直方体１１０が生ずる。第１
図においては見やすくするために四つのそのよう
な構造だけを示す。実際には例えば30の構造をも
つそのような直方体が造られる。

それから、第１ｆ図に光導波体Ｔ構造に対して
垂直な平面図で示すように、直方体１１０を線Ｃ
―Ｄに沿つて光導波体４および５の軸に45゜の角
度で公知の方法で分割する。即ちこの直方体構造
物を、直交する両光導波体４，５によつて形成さ
れる角度を二等分することによつて分割する。そ
の結果を第１図に示す。分割面を光学的に平面研
摩しそれらの一つに半反射層９を蒸着する。その
場合には金属の半透明鏡または誘電体鏡が問題に
なる。つづいて両部分を再び軸合わせして光学セ
メントにより接着する。第１ｈ図はそのようにし
てでき上がつた光分岐素子複合体を示す。

それから光導波体が出る外面１０１，１０２お
よび１０３をさらに研摩することにより、その光
分岐素子複合体は複数のそのような複合体のユニ
ツト構造形式の組合わせに対して適している。
個々の複合体のそれぞれはさらに例えば光学ケー
ブルプラグに光導波体多重プラグを介して結合す
ることができる。

直方体１１０を案内溝３の間隔に相当する間隔
でｎ個の光導波体Ｔ構造の中間の第１ｄ図に線
Pn―Qnで示される平面を通じて分割するなら
ば、第１ｈ図の平面図では単純な分岐素子と区別
できないｎ個の個々のＴ分岐が分岐素子複合体か
ら生ずる。

第２図はこれまで述べた分岐素子複合体の構造
形式に対しての変形における所定の工程を示す。
それぞれ基板２、挿入された光導波体５を備えた
シリコン板１および蓋体６から成りＵ―Ｖ線に沿
つた下面ならびに分割面が平面研摩されている第
１ｃ図に示す二つの素体部分がそのまま引用され
る。

第２ａ図に示すように、平面研摩された第一の
部分の分割面に感光性厚膜７を積層し、その厚膜
７の中に光蝕刻法で残留している厚膜領域の間の
案内溝８を形成する。案内溝８は第１図による実
施例における母材素体１００の長さL₂の部分の
案内溝３に置き換わる。第１図におけると同様に
案内溝８に光導波体４を挿入する。光蝕刻法の前
の厚膜の被覆の際には、生ずるべき案内溝８の位
置がやはり正確に縁Ｕ―Ｖに平行であること及び
この案内溝の軸が光導波体５の軸と交わるように
することに注意すべきである。そのように備えた
第２ｂ図に示す素体において、前に述べたように
第１ｃ図に対応する第二の部分の素体を合わせ、
光学セメントによつて接着する。それによつて第
１ｅ図におけるものと同様な直方体が生ずる。他
の工程は第１図による実施例におけると同じであ
る。

最初の装置と異なり分岐素子複合体の個々の構
造はそこではＴ構造ではなくてクロス構造であ
り、すなわち４ゲートである。

第３図においては個々の分岐素子または積重ね
られた分岐素子複合体がどのように組合わせられ
るかを光導波体Ｔ構造をかりて示す。個々の素子
は任意に変えることができるユニツト構造の単位
ブロツクである。対応する組合わせは光導波体ク
ロス構造によつても同様に可能である。

単純なＴ構造の分岐素子（あるいは対応する第
１図に示されるような分岐素子複合体）が基礎を
形成する。ローマ数字ないしによつて対応す
るゲートを示す。

第３ａ図および第３ｂ図には、平面組立板の上
の組立の際にストツパーによつて軸を一直線上に
して合わせるＴ形積重ねがそれぞれ示されてい
る。第３ａ図に示す装置ではその場合例えば幹線
―の中の信号の一方向の入出結合に適してい
る。その場合発信器はにおいて受信器はにお
いて配置されるのが有効である。それによつて加
入者の受信信号の障害は固有の送信器によつて避
けることができる。

第３ｂ図による装置は二方向接続を示す。装置
のすべての単位ブロツクはここまでは幾何学的寸
法から同一である。その場合光線分配器が分配器
性能および（あるいは）分光特性に関して相違す
るように企てることは可能である。

第３ｃ図には５ゲートが構成構造として示され
ている。ゲートはやはりローマ数字ないしで
示されている。適当な寸法の光線分配器９を用い
る場合にはこの第３ｃに示す５ゲートは、例えば
集中のための多重化装置としてもしくは四つの光
導波体による分配のための多重分離装置として用
いることができる。この多重分離装置の場合は、
漏話減衰量を高めるためにそれぞれ所望の波長だ
けを送信する狭帯域フイルタを出力側―に備
えることが有効である。この構造の個々の単位ブ
ロツクは、全体の直方体の外側にある光導波体端
面をもつ堅密な単位が生ずるようにここではもは
や同じ長さにはされない。しかし単位ブロツクを
第１ｈ図に対応して回転するならば、ゲートが
第３ｃ図の右側に来るようにして幾何学的に同一
のブロツク単位によつても製作することができ
る。この場合には場合によつては製造に際してよ
り高い仕上げ公差を厳守しなければならない。

この実施例が示したように、簡単な製造工程に
よつて、ユニツト構造方式に基づいて任意のＴ形
あるいは樹枝状構造に組み合わせられる多数の同
一の光導体構造をもつ分岐素子複合体を生成でき
る。それに加えて簡単な分割によつてこの分岐素
子複合体から個々の分岐素子を造ることができ、
それによつてこの個々の分岐素子に対する費用は
著しく低減される。

【図面の簡単な説明】

第１ａないし第１ｈ図は本発明の一実施例であ
るＴ構造の分岐素子複合体の製造の各工程を示す
平面図および側面図（第１ａないし第１ｃ図）、
側面図（第１ｄ図）、斜視図（第１ｅ図）ならび
に平面図（第１ｆないし第１ｈ図）、第２ａおよ
び第２ｂ図は本発明の別の実施例であるクロス構
造の分岐素子複合体の製造工程の第１図と異なる
工程を示す平面図、第３ａないし第３ｃ図は本発
明による分岐素子複合体の応用例を示す平面図で
ある。１…シリコン板、２…基板、３，８…案内溝、
４，５…光導波体、６…蓋体、７…感光性厚膜、
９…半反射鏡層、１００…母材素体、１１０…光
分岐素子複合体。

Claims

【特許請求の範囲】１次の工程を特徴とする直線状の案内溝の対毎
に別の一つの案内溝を備え、別の案内溝が直線状
の溝の平面にほぼ垂直である光分岐素子の製造方
法。ａ母材素体１００の平らな表面に複数の平行に
位置する案内溝３を生成し、ｂ素体１００を案内溝３に対し垂直に第一およ
び第二の部分に分割し、ｃ両部分の溝３の中に光導波体４，５を挿入
し、ｄ光導波体５を蓋体６を用いて光学セメントに
よつて第一の部分の中に接着し、ｅ第一の部分の分割面を光学的に平面研磨し、ｆ蓋体と一体に形成された第一の部分を、第一
の部分の光導波体５の軸が第二の部分の対応す
る光導波体４の軸に直交するように、第二の部
分の表面上に載せ、ｇ両部分をこの位置で接着し、ｈそのようにして生ずる構成物を、直交する両
光導波体４，５によつて形成される角度を二等
分することによつて分割し、ｉ分割面を光学的に平面研磨しその一つに半反
射鏡９を蒸着し、ｊ両半部を対応する光導波体４，５の軸が一直
線上にあるように分割面で再び組み合わせる。２前記工程ｆにおいて、光導波体４，５の軸の
方向づけに関する工程が平らな組立装置の上で行
われることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の製造方法。３母材素体が平面研磨され表面に対し垂直に存
在する端面Ｕ―Ｖを有し、工程ａにおいて案内溝
３をこの端面Ｕ―Ｖに対し平行に生成することを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の製造方
法。４でき上つた光分岐素子複合体１１０が直方体
状であるように、光分岐素子複合体のために必要
な部分を選定し、必要な分割を行うことを特徴と
する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
かに記載の製造方法。５次の工程を特徴とする直線状の案内溝の対毎
に直線状の別の二つの案内溝を備え、別の案内溝
が直線状の溝の対の平面にほぼ垂直である光分岐
素子の製造方法。ａ母材素体１００の平らな表面に複数の平行に
位置する案内溝３を生成し、ｂ素体１００を案内溝３に対し垂直に第一およ
び第二の部分に分割し、ｃ両部分の溝３の中に光導波体５を挿入し、ｄ光導波体５をそれぞれ一つの蓋体６を用いて
光学セメントによつて両部分の中に接着し、ｅ両部分の分割面を光学的に平面研磨し、ｆ第一の部分の表面に感光性厚膜７を積層し、
第一の部分の中に光蝕刻法によりこの部分の中
の光導波体５の数に対応する数の、光導波体５
の軸に直角に交わる案内溝８を生成し、ｇこの案内溝８に光導波体４を挿入し、ｈ光導波体を備えた第二の部分を第一の部分の
分割面の上に、第一および第二の部分の光導波
体５の軸が一直線上にあるように載せ、ｉ両部分をこの位置で接着し、ｊそのようにして生ずる構成物を、直交する両
光導波体４，５によつて形成される角度を二等
分することによつて分割し、ｋ分割面を光学的に平面研磨しその一つに半反
射鏡９を蒸着し、ｌ両半部を対応する光導波体４，５の軸が一直
線上にあるように分割面で再び組み合わせる。