JPH02266307A - Method for forming local conversion part of spot size of photoconductor - Google Patents

Method for forming local conversion part of spot size of photoconductor

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JPH02266307A
JPH02266307A JP1088579A JP8857989A JPH02266307A JP H02266307 A JPH02266307 A JP H02266307A JP 1088579 A JP1088579 A JP 1088579A JP 8857989 A JP8857989 A JP 8857989A JP H02266307 A JPH02266307 A JP H02266307A
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JP
Japan
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spot size
optical waveguide
optical
local
forming
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JP1088579A
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Inventor
Toshiaki Kakii
俊昭 柿井
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To form the local conversion part of spot size which utilizes heat diffusion efficiently by performing the local conversion of the spot size of the photoconductor by using a fine beam heating means. CONSTITUTION:Optical fibers 1 are positioned in V grooves 2a of a V groove substrate 2 and fixed to the V groove substrate 2 by electric field bonding or with a heat-resisting bond. Then the spot diameter of a fine beam 3 is reduced to about 100mumphi and made to scan at a specific position reciprocally to about 5 - 10mm width and thus the optical fibers are heated above 1,300 deg.C to diffuse dopant agents in the optical fibers, thereby expanding the spot size of the optical fibers 1 initially from 4.5mum to about 10mum. Thus, the local conversion of the spot size of the photoconductor can be performed by using the fine beam heating means such an electron beam and a laser beam from the flank or end surface of the photoconductor.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光通信に利用する光ファイバ、半導体導波路、
誘電体導波路等の光導波体の接続損失を低減させるのに
宵効な、スポットサイズの局所変換部形成方法に関する
ものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to optical fibers, semiconductor waveguides, and semiconductor waveguides used in optical communications.
The present invention relates to a method for forming a spot-sized local conversion portion that is extremely effective in reducing connection loss in an optical waveguide such as a dielectric waveguide.

(従来の技術) 光ファイバや導波路等の光導波体のスポットサイズは、
光部品相互の接続損失に影響を与える重要な因子で、結
合端面やデバイス埋込み部間のスポットサイズを局所的
に大きくして、接続損失や区間損失の低減を実現するこ
とが考えられている。
(Conventional technology) The spot size of optical waveguides such as optical fibers and waveguides is
This is an important factor that affects connection loss between optical components, and it is being considered to locally increase the spot size between coupling end faces and device embedding areas to reduce connection loss and section loss.

このような光導波体のスポットサイズの局所変換として
は、例えば昭和63年電子情報通信学会春季全国大会、
C−457、用上氏他の「光ファイバ埋込型デバイスの
一構成法」にあるように、光ファイバを小型加熱炉等を
用いて1300℃、5時間以上加熱して内部のドーパン
トを拡散し、スポットサイズの拡大することが確認され
ている。この場合、変換部はテーパ状のなめらかな変換
が要求されている。
As for such local conversion of the spot size of an optical waveguide, for example, the 1988 IEICE Spring National Conference,
C-457, as described in Yogami et al.'s "One method for configuring an optical fiber embedded device," the optical fiber is heated at 1300°C for 5 hours or more using a small heating furnace to diffuse the dopant inside. However, it has been confirmed that the spot size increases. In this case, the conversion section is required to perform tapered and smooth conversion.

(解決しようとする課題) 上述のように、従来の技術は、小型加熱炉を使用して光
ファイバの一部分を加熱し、光ファイバのドーパント剤
の熱拡散を誘起することにより、スポットサイズの局所
変換、−船釣にはテーパ状の拡大化を実現している。
(Problem to be Solved) As mentioned above, the conventional technology uses a small heating furnace to heat a portion of the optical fiber and induce thermal diffusion of the dopant agent in the optical fiber, thereby reducing the localization of the spot size. Conversion, - A tapered expansion is realized for boat fishing.

しかし、このような方法には次のような問題点が存在し
ている。
However, such a method has the following problems.

■スポットサイズの局所変換長は、数百Ilm数1あれ
ば十分であるが、小型加熱炉を用いる場合にはこのよう
な短かい長さの局所加熱が困難であり、・実際には、1
00mm程度加熱する必要がある。
■It is sufficient for the local conversion length of the spot size to be several hundred Ilm, but when using a small heating furnace, it is difficult to locally heat such a short length.
It is necessary to heat it to about 0.00 mm.

■通常、光フiイパは光ファイバガラス上にプラスチッ
クの被覆層を有しており、この被覆層には耐熱性がなく
、局所加熱するためには、プラスチック被覆層を局所加
熱長の数十倍以上の長さ除去する必要がある。
■Normally, optical fibers have a plastic coating layer on the optical fiber glass, and this coating layer has no heat resistance, so in order to locally heat the plastic coating layer, it is necessary to It is necessary to remove more than twice the length.

■小型加熱炉を用いる場合、例えば数−内での加熱分布
や温度を精密にコントロールすることが困難である。
(2) When using a small heating furnace, it is difficult to precisely control the heating distribution and temperature within, for example, several degrees.

(課題を解決するための手段) 本発明は上述の問題点を解消した光導波体のスポットサ
イズの局所変換部形成方法を提供するもので、その特徴
は、光導波体の側面又は端面から電子ビーム、レーザ等
の微小ビーム加熱手段を用いて光導波体のスポットサイ
ズを局所変換することにある。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a method for forming a spot size local conversion portion of an optical waveguide that solves the above-mentioned problems. The purpose of this method is to locally convert the spot size of an optical waveguide using a microbeam heating means such as a beam or a laser.

第1図は本発明の光導波体のスポットサイズの局所変換
部形成方法の基本的方法の説明図である。同図(イ)は
光導波体配置の斜視図、同図(El)は切断端面図、同
図(ハ)は(ロ)図の!、−X。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic method of forming a spot size local conversion portion of an optical waveguide according to the present invention. Figure (A) is a perspective view of the optical waveguide arrangement, Figure (El) is a cut end view, Figure (C) is Figure (B)! , -X.

断面図を示す。A cross-sectional view is shown.

図は光導波体として光ファイバを用いた場合の例を示す
。図面に示すように、上面にV溝(2a)を精密に加工
した溝付基板(2)の上記V溝(2a)に光ファイバ(
1)を位置決めし、あらかじめ定められたケ所に微小ビ
ーム(3)を照射(4)シてスポットサイズの径の拡大
(Ilm)を行ない、続いて必要ケ所のスポットサイズ
の局所変換を行なった後、所定寸法に光ファイバ(りと
溝付基板(2)を同時に切断又は溝入れ加工をして、結
合端面のスポットサイズの拡大(lla)した光結合部
品を製造する。
The figure shows an example in which an optical fiber is used as the optical waveguide. As shown in the drawing, an optical fiber (
After positioning 1) and irradiating (4) the microbeam (3) to predetermined locations to expand the diameter of the spot size (Ilm), and then locally converting the spot size at the required locations. The optical fiber (2) and the grooved substrate (2) are simultaneously cut or grooved to predetermined dimensions to produce an optical coupling component with an enlarged spot size (lla) on the coupling end surface.

なお、光導波体(光ファイバ)(1)のスポットサイズ
は、ガウス波の強度が中心のI/e2になる半径で定義
されており、必ずしもコア(11)径とは一致しない。
Note that the spot size of the optical waveguide (optical fiber) (1) is defined by the radius at which the intensity of the Gaussian wave becomes I/e2 at the center, and does not necessarily match the diameter of the core (11).

(作用) 第2図(イ)〜(ハ)はいずれもスポットサイズの局所
変換部の適用例を示している。
(Operation) FIGS. 2(A) to 2(C) all show examples of application of the spot size local conversion section.

同図(イ)は光ファイバ(A)のスポットサイズの局所
変換部(B)(C)で光ファイバ(A)を端末器や光フ
ァイバ同士を光コネクタ等を用いて結合し、スポットサ
イズを小さくシ、曲げ、側圧に対して強くする。同図(
0)は光ファイバ(A)のスポットサイズの局所変換部
(A)の間隙部に光アイソレーターや光スィッチ等の区
間埋込みデバイス(D)を挿入した例であり、同図(C
)は光ファイバ(A)のスポットサイズの局所変換部(
B)で着脱部を形成し、無変換部(E)で光ファイバ(
A)の直接接続を行なった例を示している。
In the same figure (A), the spot size of the optical fiber (A) is connected using a terminal device or an optical connector, etc. at the spot size local conversion parts (B) and (C) of the optical fiber (A). Small and strong against bending, bending, and lateral pressure. Same figure (
0) is an example in which a section embedded device (D) such as an optical isolator or an optical switch is inserted into the gap between the spot size local conversion section (A) of the optical fiber (A).
) is the local conversion part (
B) forms the attachment/detachment part, and the non-conversion part (E) forms the optical fiber (
This shows an example of direct connection in A).

光ファイバを例にとると、そのスポットサイズは5μm
程度であり、このため、接続点での損失発生が大きな問
題となっている。その解決策として高精度な光コネクタ
や光結合器の開発が挙げられる。これは、光ファイバを
サブミクロンオーダで正確に位置決めして接続すること
に基本をおいている。このように、光コネクタにサブミ
クロンオーダの高精度が要求されるのは、スポットサイ
ズが上述のように5!園程度と非常に小さいことに起因
している。このように、スポットサイズが小さいのは製
造面及び、曲げや側圧の伝送特性の面より決定されるが
、曲げや側圧は主に布設時に生じるケーブルの曲がり等
を考慮したもので、光結合器や光コネクタ内の光ファイ
バは真直性が保持されており、この光コネクタ内に限っ
てはスポットサイズが大きいのが好ましい。
Taking optical fiber as an example, its spot size is 5 μm.
Therefore, loss at the connection point has become a major problem. One solution to this problem is the development of high-precision optical connectors and optical couplers. This is based on accurately positioning and connecting optical fibers on the submicron order. In this way, optical connectors are required to have high precision on the submicron order when the spot size is 5! This is due to the fact that it is very small, about the size of a garden. In this way, the small spot size is determined by the manufacturing aspect and the transmission characteristics of bending and lateral pressure, but bending and lateral pressure mainly take into account the bending of the cable that occurs during installation, and the optical coupler The straightness of the optical fiber inside the optical connector is maintained, and it is preferable that the spot size is large within the optical connector.

第3図にスポットサイズの間隙(光ファイバの突き合わ
せ間隙)(d)と損失の関係の参考例を示すが、デバイ
スの埋込みや、光コネクタの端面離れ等にも、スポット
サイズが局所的に拡大されると極めて有効である。
Figure 3 shows a reference example of the relationship between the spot size gap (optical fiber butt gap) (d) and loss. The spot size can locally expand due to embedding of a device or separation of the end face of an optical connector, etc. It is extremely effective when used.

スポットサイズの局所変換は光ファイバ内ドーパントの
熱拡散例が前述のように報告されている。一般には10
00℃以上の温度で数時間以上加熱が必要で、小型炉で
実施されている。しかし前述したように、スポットサイ
ズの局所変換部はλ=1〜31−通信で考えると、数百
μ■もテーパがっけに電子ビーム照射や、CO□レーザ
加熱等が適しており、ビーム径(スポット径)100j
腸φ程度で走査加熱するのが有効である。
Local conversion of spot size has been reported as an example of thermal diffusion of dopants within an optical fiber, as described above. Generally 10
It requires heating at a temperature of 00°C or more for several hours or more, and is carried out in a small furnace. However, as mentioned above, when considering λ = 1 to 31 - communication for the local conversion part of the spot size, electron beam irradiation with a taper of several hundred μ■, CO□ laser heating, etc. are suitable, and the beam Diameter (spot diameter) 100j
It is effective to scan and heat around the intestine φ.

(実施例) 第1図及び第4図はいずれも微小ビーム走査を利用した
スポットサイズ局所変換部形成方法の説明図である。
(Example) FIG. 1 and FIG. 4 are both explanatory diagrams of a method for forming a spot size local conversion portion using microbeam scanning.

第1図は前述のように、■溝基板(2)のV溝(2a)
内に光ファイバ(1)を位置決めし、電界ボンディング
又は耐熱接合剤等により光ファイバ(1)をV溝基板(
2)に固定する。次に微小ビーム(3)のスポット径を
1001−φ程度に絞り込み、所定位置に幅約5〜lO
■■間を往復走査して、光ファイバ(1)を約1300
℃以上に加熱した。これにより、光ファイバ(1)内部
のドーパント剤を拡散し、光ファイバ(1)のスポット
サイズを初期4.5jmからILH程度まで拡大した。
As mentioned above, Figure 1 shows the V-groove (2a) of the groove substrate (2).
Position the optical fiber (1) inside the V-groove substrate (
2). Next, narrow down the spot diameter of the microbeam (3) to about 1001-φ, and place it at a predetermined position with a width of about 5 to 10
■■ Scan the optical fiber (1) back and forth between approximately 1300
Heated above ℃. As a result, the dopant agent inside the optical fiber (1) was diffused, and the spot size of the optical fiber (1) was expanded from the initial 4.5 m to about ILH.

今回の実験では、1ケ所当りの加熱走査時間は約6分で
完了した。又基板(2)は約300”Cに予熱した状態
で実施した。なお、加熱温度とスポットサイズ拡大に伴
なう加熱時間の関係は、ドーパント剤の拡散特性に依存
するが、拡散し易いドーパント剤を存する光ファイバを
用いて実用化するのが好ましく、この加熱時間は数分以
下にまで短縮化が可能となる。
In this experiment, the heating scanning time per location was completed in about 6 minutes. The substrate (2) was preheated to about 300"C. The relationship between the heating temperature and the heating time associated with spot size expansion depends on the diffusion characteristics of the dopant, but It is preferable to put this into practical use using an optical fiber containing a chemical agent, and the heating time can be shortened to several minutes or less.

局所微小ビーム走査を完了した光ファイバ付き溝付基板
(2)を所定サイズに局所変換部において切断してチッ
プ化することにより、端面図においてスポットサイズが
拡大部している光部品を得ることが可能となる。
By cutting the optical fiber grooved substrate (2) that has undergone local minute beam scanning into a predetermined size at the local conversion section and making it into chips, it is possible to obtain an optical component whose spot size is enlarged in the end view. It becomes possible.

第4図(イ)は、光ファイバ心線(10)の中間部の被
覆層を除去した光ファイバN)をV溝基板(2)に位置
決め固定し、微小ビーム(3)を走査することにより、
スポ−/ トサイズの局所変換部を形成する方法を示し
ている。本実施例においては、■溝基板(2)として両
端に段差部(2b)を形成したものを用い、光ファイバ
心線(10)の被覆部を段差部(2b)に位置せしめ、
光ファイバ(りをVIft、?!板(2)のV溝に位置
決めする。光ファイバ(1)上には! (5a)を有す
る上部基板(5)を載置し、接着剤(G)で溝付基板(
2)、光ファイバ(1)及び上部基板(5)を固定する
。この状態で、上記上部基板(5)の窓(5a)部にお
いて微小ビーム(3)を走査し、スポットサイズの局所
変換部を形成する。
FIG. 4(A) shows an optical fiber (N) from which the intermediate coating layer of the optical fiber core (10) has been removed is positioned and fixed on a V-groove substrate (2), and a minute beam (3) is scanned. ,
A method of forming a local transformer of sport/sport size is shown. In this embodiment, (1) a groove substrate (2) with stepped portions (2b) formed at both ends is used, and the coated portion of the optical fiber (10) is positioned on the stepped portion (2b);
Position the optical fiber (VIft,?!) in the V-groove of the board (2). Place the upper substrate (5) with the (5a) on the optical fiber (1) and glue it with adhesive (G). Grooved board (
2) Fix the optical fiber (1) and the upper substrate (5). In this state, the minute beam (3) is scanned at the window (5a) of the upper substrate (5) to form a spot size local conversion section.

その後、切断溝加工用砥石(7)を用いて、上記スポッ
トサイズの局所変換部に溝(8)加工を行なうことによ
り、そこに光素子を埋め込むことが可能となる。
Thereafter, by using a cutting groove processing grindstone (7) to form a groove (8) in the local conversion portion of the spot size, it becomes possible to embed an optical element there.

m5図(イ)及び第6図(イ)はいずれも加熱方法の形
成方法の一例を示す。加熱分布はスポットサイズの局所
変換部をテーバ吠に形成するのに必要である。一般に熱
伝導が生じるので、第5図(イ)のような走査による均
一照射(同図口の4)でも加熱分布は発生するが、さら
に積極的に実施する方法として、ステージのx 、y 
、z方向移動や、ビームパワー調整でなく、第6図(イ
)のように首振りスキャニング走査による加熱分布(同
図口の4′)も有効である。この場合、ビーム(3)の
焦点位置がスキャニング角度により高さ方向にズレが生
じるが、これにより加熱分布を積極的に形成することが
可能となる。
Figure m5 (a) and Figure 6 (a) both show an example of the forming method using the heating method. The heating distribution is necessary to create a local transformation of the spot size in the Taberon. Since heat conduction generally occurs, heating distribution will occur even with uniform irradiation by scanning as shown in Figure 5 (a) (see 4 at the top of the figure), but as a more aggressive method, it is possible to
, z-direction movement, or beam power adjustment, heating distribution by oscillating scanning as shown in FIG. 6(a) (4' in the figure) is also effective. In this case, although the focal position of the beam (3) is shifted in the height direction depending on the scanning angle, it becomes possible to positively form the heating distribution.

第7図は光ファイバ(+3を挿入した状態の光コネクタ
フェルール(20)の端面方向よ−り微小ビーム(3)
を照射してスポットサイズの局所変換部を形成する方法
の説明図である。同図(イ)は全体の概要図、同図(ロ
)は要部の縦断面図、同図(ハ)は端面の拡大図、同図
(ニ)は完成した光コネクタフェルールの縦断面図を示
している。
Figure 7 shows a minute beam (3) from the end face direction of the optical connector ferrule (20) with the optical fiber (+3) inserted.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of forming a local conversion portion of the spot size by irradiating the spot size. Figure (A) is an overall schematic diagram, Figure (B) is a vertical cross-sectional view of the main parts, Figure (C) is an enlarged view of the end face, and Figure (D) is a vertical cross-sectional view of the completed optical connector ferrule. It shows.

微小ビーム(3)のビームスポットを数1(H−φに絞
り込むことによって、光ファイバ(1)中心に照射(4
)することを示している。文通に、微小ビーム(3)を
光コネクタフェルール(2G)の円周に沿って円周走査
し、光ファイバ(1)の外周の光コネクタフェルール(
この場合材質は例えばアルミナセラミックス、ノルコニ
ア)ヲ照射加熱し、その熱伝導で光ファイバ(!)を加
熱してもよい。接着剤(6)は後工程で注入して光ファ
イバを数10j■研磨してもよく、あらかじめ接着剤(
6)で仮固定してもよいが、この場合、端面近くの接着
剤(8)は加熱により蒸発してしまうので、再供給する
必要がある。
By narrowing down the beam spot of the minute beam (3) to several 1 (H-φ), the center of the optical fiber (1) is irradiated (4
). The micro beam (3) is scanned circumferentially along the circumference of the optical connector ferrule (2G), and the optical connector ferrule (2G) on the outer periphery of the optical fiber (1) is scanned.
In this case, the material (for example, alumina ceramics or norconia) may be irradiated and heated, and the optical fiber (!) may be heated by the heat conduction. The adhesive (6) may be injected in a later process to polish the optical fiber several tens of times, or the adhesive (6)
6) may be used for temporary fixation, but in this case, the adhesive (8) near the end face evaporates due to heating, so it is necessary to resupply the adhesive (8).

このようにして得られた光コネクタフェルール(20)
は第7図(ニ)に示す通りで、光ファイバ(1)及びス
ポットサイズの局所変換部(目a)はイメージとして拡
大して示しであるが、光ファイバ径は125+腸、光コ
ネクタフェルール径は2.5■書が一般的である。なお
、図のような単心光コネクタフェルールだけでなく、シ
リコンチップを利用した多心光コネクタ、光アイソレー
タ、光スイツチ埋込みデバイス形成にも本技術は勿論利
用出来る。
Optical connector ferrule (20) obtained in this way
is as shown in Figure 7 (d), and the optical fiber (1) and spot size local conversion part (eye a) are shown as enlarged images, the optical fiber diameter is 125+intestine, and the optical connector ferrule diameter. The standard is 2.5 ■. Note that this technology can of course be used not only for the single-fiber optical connector ferrule as shown in the figure, but also for the formation of multi-fiber optical connectors, optical isolators, and optical switch embedded devices using silicon chips.

第8図は、微小ビーム(3)の加熱効率を向上させるた
めに、光ファイバ(1)の側面の一部を除去加工して平
坦(1a)にし、そこに微小ビームを照射する例を示し
ており、同図(イ)は側面図、同図(ロ)は(イ)図の
IQ−XI断面図である。実験では、約深さ31m除去
加工して照射を行なった。
Figure 8 shows an example in which a part of the side surface of the optical fiber (1) is removed to make it flat (1a) and the microbeam is irradiated onto it in order to improve the heating efficiency of the microbeam (3). Figure (a) is a side view, and figure (b) is a sectional view taken along line IQ-XI in figure (a). In the experiment, irradiation was performed after removing the material to a depth of about 31 m.

照射時間の短縮に有効に作用する。この除去加工形状を
変化させることにより、加熱分布も形成できる。
Effectively reduces irradiation time. By changing the shape of this removal process, heating distribution can also be formed.

第9図は微小ビーム加熱の吸収を向上させるために、光
ファイバ(り表面に加熱吸収コート膜を施して加熱効率
の向上と加熱分布を実現する例を示している。この場合
、同図(イ)に示すように加熱吸収コート膜(9)の厚
さを変化させたり、加熱吸収コート膜(9)の材質を位
置により変える(9a3(9b)ことにより加熱分布を
形成できる。又この方法により、通常YAGレーザ(λ
=1.06μ−)での石英ガラス加熱の効率の悪いのを
向上させることができる。
Figure 9 shows an example in which a heating absorption coating film is applied to the surface of an optical fiber to improve absorption of microbeam heating to improve heating efficiency and heating distribution. As shown in b), the heating distribution can be formed by changing the thickness of the heat-absorbing coat film (9) or by changing the material of the heat-absorbing coat film (9) depending on the position (9a3 (9b). Also, this method Usually, YAG laser (λ
= 1.06μ-) can improve the poor efficiency of heating quartz glass.

第10図は微小ビーム(3)加熱を利用して、光ファイ
バ(りの外部よりスポットサイズ変換に作用する新規な
拡散物質(21)を熱拡散注入することにより、スポッ
トサイズの局所変換部を形成する方法を示している。
Figure 10 shows a local spot size conversion section by thermally diffusing a new diffusing substance (21) that acts on spot size conversion from the outside of an optical fiber (21) using microbeam (3) heating. Shows how to form.

この場合、同図(イ)及び(0)に示すように、光ファ
イバ(1)の表面に拡散分質(21)を蒸若等によりコ
ーティングしておくとよい。さらに、同図(0)に示す
ように光ファイバ(りの側面を円弧状に加工(IS)L
、ておき、コア部までの距離を変化させ、ビームスキャ
ンの加熱分布と併せて、スポットサイズの変換テーパ部
を形成するのが有効である。なお、拡散物質(21)は
あらかじめ光ファイバ外周部や外周近傍部のクラッド部
にコートあるいはドープしておいても勿論さしつかえな
い。
In this case, as shown in Figures (A) and (0), it is preferable to coat the surface of the optical fiber (1) with a diffusing substance (21) by vapor deposition or the like. Furthermore, as shown in the same figure (0), the side surface of the optical fiber (IS) is processed into an arc shape (IS).
, it is effective to change the distance to the core part and form a spot size conversion taper part in conjunction with the beam scanning heating distribution. Incidentally, it goes without saying that the diffusion substance (21) may be coated or doped in advance on the outer periphery of the optical fiber or on the cladding portion near the outer periphery.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の光導波体のスポットサイ
ズの局所変換部形成方法によれば、次に列記するような
効果を奏するものである。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the method for forming a spot size local conversion portion of an optical waveguide according to the present invention, the following effects are achieved.

■電子ビームやレーザ等のスポットサイズ1001■φ
以下の微小ビームを用いて光導波体の加熱を行なうこと
により、1〜2−會幅の微小部分の選択加熱及び高精度
加熱条件のコントロールが可能となり、熱拡散を利用し
たスポットサイズの局所変換部を効率よく形成できる。
■Spot size of electron beam, laser, etc. 1001■φ
By heating the optical waveguide using the following microbeam, it is possible to selectively heat a microscopic part of 1 to 2-width width and control the heating conditions with high precision, and local conversion of the spot size using thermal diffusion is possible. can be formed efficiently.

■微小ビームの首振りスキャンを実施することで、焦点
位置を上下動させてオシレージ1ン走査することにより
、局所加熱において加熱分布を形成でき、スポットサイ
ズの局所変換部のテーパ部の形成をコントロールするこ
とができる。
■ By performing oscillatory scanning of a small beam, the focal position is moved up and down and the oscillation is scanned once, making it possible to form a heating distribution in local heating and controlling the formation of a tapered part of the local conversion part of the spot size. can do.

■光ファイバをシリコンウニ/1−等に精密に位置決め
して所定ケ所に微小ビームを照射し、これを所定サイズ
に切断加工してスポットサイズ変換部を有する光結合チ
ップを作成することができ、量産製造や光導波体埋込み
型デバイスの製造が容易となる。
■It is possible to precisely position an optical fiber on a silicon urchin/1-, etc., irradiate a minute beam to a predetermined location, and then cut it into a predetermined size to create an optical coupling chip with a spot size converter. Mass production and manufacturing of optical waveguide-embedded devices becomes easier.

■光導波体の側面の一部を除去し、その部分に微小ビー
ムを照射することにより、より短時間でスポットサイズ
変換部の形成が出来る。又加熱分布による変換部テーパ
部の形成にも有効に作用する。
(2) By removing a part of the side surface of the optical waveguide and irradiating that part with a minute beam, a spot size conversion part can be formed in a shorter time. It also effectively acts on the formation of a tapered portion of the converting portion due to heating distribution.

■光コネクタフェルールの端面から微小ビームを照射す
ることにより、光コネクタ形態での端面のスポットサイ
ズ変換部の形成が実現できる。
■By irradiating a minute beam from the end face of an optical connector ferrule, it is possible to form a spot size conversion part on the end face in the form of an optical connector.

■微小ビーム加熱吸収コートを光導波体の照射部にコー
トすることにより、加熱能率の向上、及び加熱分布をも
形成することができる。
(2) By coating the irradiation part of the optical waveguide with a minute beam heating absorption coat, it is possible to improve the heating efficiency and to form a heating distribution.

■光導波体の外側又は、表面層ドーパントとして拡散分
質を設け、そこに微小ビームを照射することにより、外
部又は表面層から新規なドーパント剤を拡散注入するこ
とができ、スポットサイズの変換を行なうことができる
■ By providing a diffusive substance as a dopant on the outside or surface layer of the optical waveguide and irradiating it with a minute beam, it is possible to diffusely inject a new dopant agent from the outside or surface layer, and change the spot size. can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の光導波体のスポットサイズの局所変換
部形成方法の基本的方法の説明図で、同図(イ)は光導
波体配置の斜視図、同図(ロ)は切断端面図、同図(ハ
)は(0)図の!、−X、断面図である。 第2図(イ)〜(ハ)はいずれもスポットサイズ局部変
換部の適用例の説明図である。 第3図はスポットサイズ局所変換部の間隙と損失の関係
を示す特性図である。 第4図(イ)及び(0)は微小ビーム走査を利用したス
ポットサイズ局所変換部形成方法の説明図である。 第5図(イ)はステージ移動による局所加熱の説明図で
、同図(ロ)はその加熱分布図であり、第6図(イ)は
微小ビーム首振りスキャンによる加熱分布形成方法の説
明図で、同図(ロ)はその加熱分布図である。 第7図は光コネクタフェルールの端面からの微小ビーム
照射によるスポットサイズ局所変換部形成方法の説明図
で、同図(イ)は全体の概要図、同図(ロ)は要部の縦
断面図、同図(ハ)は端面の拡大図、同図(ニ)は完成
した光コネクタフェルールの縦断面図である。 第8図は微小ビームの加熱効率向上のために、光導波体
の側面の一部を除去した状態の縦断面図(同図イ)及び
(イ)図のX*−X2断面図(同図口)である。 第8図(イ)及び(ロ)はいずれも微小ビーム加熱の吸
収を向上させるため光導波体の外側の一部に加熱吸収コ
ートを設けた状態の縦断面図である。 第10図(イ)及び(+1)はいずれも光導波体の外側
の一部に新規な拡散物質を設けた状態の縦断面図である
。 1・・・光導波体(光ファイバ)、2・・・溝付基板、
3・・・微小ビーム、4・・・微小ビーム照射部、5・
・・上部基板、6・・・接着剤、7・・・切断溝加工用
砥石、8・・・切断溝、9・・・加熱吸収コート膜、I
O・・・光ファイバ心線、20・・・光コネクタフェル
ール、21・・・拡散物質。 +32 図 U) d ()Jm) N44 図 (イ) 沸 ア 図 悴 囚
FIG. 1 is an explanatory diagram of the basic method of forming a spot size local conversion portion of an optical waveguide according to the present invention, in which (a) is a perspective view of the arrangement of the optical waveguide, and (b) is a cut end surface. Figure, the same figure (c) is of figure (0)! , -X is a sectional view. FIGS. 2A to 2C are explanatory diagrams of application examples of the spot size local conversion section. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the gap and loss of the spot size local conversion section. FIGS. 4(a) and 4(0) are explanatory diagrams of a method for forming a spot size local conversion portion using microbeam scanning. Figure 5 (a) is an explanatory diagram of local heating due to stage movement, figure (b) is a diagram of its heating distribution, and Figure 6 (a) is an explanatory diagram of a method of forming heating distribution by microbeam oscillation scanning. The figure (b) is a heating distribution diagram. Figure 7 is an explanatory diagram of a method for forming a spot size local conversion part by irradiating a microbeam from the end face of an optical connector ferrule, where (a) is an overall schematic diagram and (b) is a vertical cross-sectional view of the main part. , Figure (C) is an enlarged view of the end face, and Figure (D) is a longitudinal sectional view of the completed optical connector ferrule. Figure 8 shows a longitudinal cross-sectional view (A) of the optical waveguide with a part of the side surface removed in order to improve the heating efficiency of the microbeam, and a cross-sectional view of X*-X2 in Figure (A) (Fig. mouth). FIGS. 8(a) and 8(b) are both longitudinal cross-sectional views of a state in which a heating absorption coat is provided on a part of the outside of the optical waveguide in order to improve absorption of minute beam heating. FIGS. 10(a) and 10(+1) are both longitudinal cross-sectional views of a state in which a novel diffusing material is provided on a part of the outside of the optical waveguide. 1... Optical waveguide (optical fiber), 2... Grooved substrate,
3... Microbeam, 4... Microbeam irradiation section, 5.
... Upper substrate, 6... Adhesive, 7... Grindstone for processing cutting grooves, 8... Cutting grooves, 9... Heat absorption coating film, I
O... Optical fiber core wire, 20... Optical connector ferrule, 21... Diffusion material. +32 Figure U) d ()Jm) N44 Figure (A) Boiling A Figure Haunted

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光導波体のスポットサイズの局所変換において、
光導波体の側面又は端面から電子ビーム、レーザ等の微
小ビーム加熱手段を用いて、光導波体のスポットサイズ
を局所変換することを特徴とする光導波体のスポットサ
イズの局所変換部形成方法。
(1) In the local transformation of the spot size of the optical waveguide,
1. A method for forming a local spot size conversion portion of an optical waveguide, comprising locally converting the spot size of the optical waveguide using a minute beam heating means such as an electron beam or a laser from a side surface or an end surface of the optical waveguide.
(2)微小ビームを円弧状に往復連続運動させ、焦点位
置の上下動を利用して加熱分布を調整することを特徴と
する請求項(1)記載の光導波体のスポットサイズの局
所変換部形成方法。
(2) A local conversion unit for the spot size of the optical waveguide according to claim (1), characterized in that the minute beam is continuously moved back and forth in an arc shape, and the heating distribution is adjusted using vertical movement of the focal point position. Formation method.
(3)光導波体のスポットサイズ局所変換部に微小ビー
ムの熱吸収を向上させるための加熱吸収コート膜を設け
ることを特徴とする請求項(1)記載の光導波体のスポ
ットサイズの局所変換部形成方法。
(3) Local conversion of the spot size of the optical waveguide according to claim (1), characterized in that the spot size local conversion portion of the optical waveguide is provided with a heat absorption coating film for improving heat absorption of the minute beam. Part formation method.
(4)加熱吸収コート膜の肉厚や材質を変えることによ
り加熱分布を調整することを特徴とする請求項(3)記
載の光導波体のスポットサイズの局所変換部形成方法。
(4) The method for forming a spot size local conversion portion of an optical waveguide according to claim (3), wherein the heating distribution is adjusted by changing the thickness or material of the heat-absorbing coating film.
(5)光導波体を基板に組合わせ、基板の特定ヶ所に微
小ビーム加熱を行なって基板からの熱伝導を利用して光
導波体を局所的に加熱することを特徴とする請求項(1
)記載の光導波体のスポットサイズの局所変換部形成方
法。
(5) Claim (1) characterized in that the optical waveguide is combined with a substrate, and the optical waveguide is locally heated by applying microbeam heating to a specific location on the substrate and utilizing heat conduction from the substrate.
) A method for forming a spot size local conversion portion in an optical waveguide.
(6)光導波体の外側にスポットサイズ変換に作用する
物質層を設け、微小ビーム加熱過程において上記物質を
光導波体内に拡散させることにより局所的にスポットサ
イズの変換を実現することを特徴とする請求項(1)記
載の光導波体のスポットサイズの局所変換部形成方法。
(6) A material layer that acts on spot size conversion is provided on the outside of the optical waveguide, and the spot size conversion is locally realized by diffusing the substance into the optical waveguide during the microbeam heating process. A method for forming a spot size local conversion portion in an optical waveguide according to claim (1).
(7)光導波体を光ファイバで構成し、その複数本を基
板上に固定し、その上面より必要ヶ所に微小ビームを照
射してスポットサイズの局所変換を実施した後、光ファ
イバと基板を同時にスポットサイズの局所変換部で所定
サイズに切断又は溝入れ加工をすることにより結合端面
のスポットサイズが局所変換している光部品チップを得
ることを特徴とする請求項(1)記載の光導波体のスポ
ットサイズの局所変換部形成方法。
(7) The optical waveguide is composed of optical fibers, a plurality of them are fixed on a substrate, and after irradiating a minute beam from the top surface to the required location to perform local conversion of the spot size, the optical fibers and the substrate are connected. Optical waveguide according to claim (1), characterized in that by simultaneously cutting or grooving to a predetermined size in the spot size local conversion section, an optical component chip in which the spot size of the coupling end face is locally converted is obtained. A method for forming local transformations of spot size on the body.
(8)光導波体を光ファイバで構成し、その1本又は複
数本を光コネクタの光ファイバガイド穴に位置決め固定
し、微小ビームを上記光コネクタの端面より照射して上
記光ファイバ端面のスポットサイズを変換することを特
徴とする請求項(1)記載の光導波体のスポットサイズ
の局所変換部形成方法。
(8) The optical waveguide is composed of optical fibers, one or more of which is positioned and fixed in the optical fiber guide hole of the optical connector, and a minute beam is irradiated from the end face of the optical connector to a spot on the end face of the optical fiber. 2. The method of forming a local spot size conversion portion of an optical waveguide according to claim 1, wherein the spot size of the optical waveguide is changed.
(9)光導波体を光ファイバで構成し、その側面の一部
を除去し、その部分に微小ビームを照射することを特徴
とする請求項(1)記載の光導波体のスポットサイズの
局所変換部形成方法。
(9) Local spot size of the optical waveguide according to claim (1), characterized in that the optical waveguide is constituted by an optical fiber, a part of the side surface thereof is removed, and a minute beam is irradiated to that part. Method for forming a conversion part.
(10)側面の除去形状をパラメータとして微小ビーム
加熱による温度分布を形成することを特徴とする請求項
(3)記載の光導波体のスポットサイズの局所変換部形
成方法。
(10) The method for forming a spot size local conversion portion of an optical waveguide according to claim (3), wherein the temperature distribution is formed by minute beam heating using the removed shape of the side surface as a parameter.
JP1088579A 1989-04-07 1989-04-07 Method for forming local conversion part of spot size of photoconductor Pending JPH02266307A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04260007A (en) * 1991-02-15 1992-09-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method and device for increasing mode field diameter of optical fiber
KR20040032193A (en) * 2002-10-01 2004-04-17 주식회사 세미텔 Optical fiber array block using the electrostatic bonding and the method thereof

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