JPH0234804A - 光導波路間への光素子実装方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 光回路の構成要素としての光デバイスにおける光導波路
間への光素子の実装方法に関し、光導波路の光路中に各
種の光素子を生産性よ（且つ容易に装着することを目的
とし、 導波路基板に形成されている光導波路を切断してギャッ
プを設け、該ギャップの間に光導波路の光軸に合わせて
所定の光素子を挿入する光導波路間への光素子実装方法
であって、導波路基板上に光導波路を所定角度で切断す
る所定幅の溝を形成した後、断面形状が所定のリッジを
備えたＴ字型になるように形成した光素子の該リッジ部
分が上記溝の所定位置に位置する如くに、該光素子を上
記導波路基板に固定して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光通信システムや光情報処理装置等における光
回路の構成要素である光導波路に係り、特に光導波路の
光路中に各種の光素子を生産性よく且つ容易に装着する
光導波路間への光素子の実装方法に関する。

近年、光通信システムや光情報処理装置等においては、
構成要素としての光デバイスの特性安定化や小型化要求
が強くそれに伴って光回路の高集積化が望まれており、
例えば光導波路の光路中に偏光子、フィルタ、波長板等
の光素子を一体化実装して高集積化を図る等実装技術の
開発が必要となっている。

〔従来の技術〕

従来の例えば光分波器などの光回路は、光ファイバから
の光信号をレンズを通して平行ビームとしその平行ビー
ムをガラスブロックに貼り付けたフィルタを通すことに
よって構成している。

第３図は従来の光素子実装方法を例示した概念図であり
、（Ａ）は光フアイバ間への光素子の実装方法を示した
図、また（Ｂ）は光導波路間への光素子実装方法を示し
た図である。

図（Ａ）で、１．１′はレンズ、２はフィルタ等の光素
子、３は基板、４，４′は光ファイバ、５は上記光素子
２を貼りつけるためのガラスブロックである。

かかる構成になる光素子実装方法では、光ファイバ４か
ら射出する光信号しは破線で示す如く進行するが、光路
途中における光ビーム径が数ｍｍとなるため全体が大型
化すると共に各光結合部分での伝送損失を小さくするた
め光ファイバや光素子など各構成要素の光軸を工数を掛
けて合致させる必要がある。

従って、光回路の小型化、低損失化、光軸合わせ等アラ
イメントの容易化を目的として光導波路中にバルクタイ
プのフィルタ等所要の光素子を実装する構成が提案され
ている。

通常光導波路の光路中にバルクタイプの光素子を挿入す
る場合には光導波路を切断して所定間隔のギャップを設
けそのギャップの部分に所要の光素子を挿入固定する方
法がとられているが、この場合には特に光導波路の光素
子に対向する切断端面における光信号の散逸をできるだ
け小さくして光信号の結合損失を小さくすることが必要
条件となる。

この場合の構成を例示する図（Ｂ）で、６は導波路基板
、７は該導波路基板６に形成されている光導波路を示し
、更に該導波路基板６の一部には上記光導波路７を所定
の間隔で切断する溝８を設けている。

またフィルタ等の光素子９は上記溝８の間で且つ前記光
導波路７の光軸上の所定位置に挿入固定したものである
。

かかる構成になる光素子実装方法では、バルクタイプの
光素子を使用することができるため特性的には優れた光
デバイスを得ることができる。

しかし、溝８の幅を大きくすると光導波路の切断端面に
おける光ビームの拡がりが大きくなって光信号の授受に
際しての光信号の結合損失が増加することから溝８の幅
を大きくすることができず、従って該溝８に挿入する光
素子を必然的に薄＜シなければならないと共にその薄い
光素子を工数を掛けて光導波路に対して垂直に挿入する
必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の光導波路中への光素子実装方法では、薄い光素子
を使用するため該光素子を形成するのに工数が掛かると
云う問題があり、また光素子が薄いことから組立や調整
等の取扱に慎重さが要求され生産性の向上を阻害すると
云う問題があった。

上記問題点は、導波路基板に形成されている光導波路を
切断してギャップを設け、該ギャップの間に光導波路の
光軸に合わせて所定の光素子を挿入する光導波路間への
光素子実装方法であって、導波路基板上に光導波路を所
定角度で切断する所定幅の溝を形成した後、断面形状が
所定のリッジを備えたＴ字型になるように形成した光素
子の該リッジ部分が上記溝の所定位置に位置する如くに
、該光素子を上記導波路基板に固定する光導波路間への
光素子実装方法によって解決される。

〔作　用〕

光導波路中に挿入固定する光素子をリッジ形状のバルク
タイプで形成すれば、光導波路を切断する溝の幅を該光
素子の厚さに対応させることによって工数を掛けずに簡
単にその光素子を光導波路中に挿入固定させることがで
きる。

本発明では、所要の光素子に適した材料を反応性イオン
ビームエツチング法でリッジ形状に形成している。

従って、光導波路を切断する溝の幅を上記リッジの厚さ
に対応させることによって組立、調整が容易で小型化が
可能な光デバイスを得ることができる。

〔実施例〕

以下添付図によって本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明を説明する図であり、（Ａ）は概念図を
（Ｂ）は一実施例の製作手順を示す図である。

また第２図は他の実施例を示す図である。

第１図で、例えば光導波路中に挿入する光素子を１７４
波長板とした場合について説明する。

図（Ａ）で、垂直なりンジ１１ａを備えた断面がＴ字型
の光素子１１は、リッジ部分の厚さＬが３μＩ。

高さｈが６μｍ程度で全体の幅方向の大きさＴが５００
μｍ＋高さＨが２００〜３００μｍ位、また奥行きＷが
５００μｍ程度の大きさを存するもので、光信号が透過
する際に波長板としての特性を示す材料例えばルチル（
ＴｉＯ２）で形成されている。

また導波路基板１２の表面１２ａから２〜３μ閑程度離
れた内側には該表面１２ａと平行に且つ直線的に径が５
μｍ位の光導波路１３が形成されており、該表面１２ａ
側には上記光導波路１３と直交する方向で該表面１２ａ
と垂直に所定の長さにわたって深さＤが上記光素子１１
のリッジ部高さｈより多少大きい７〜８μｍで、幅ｔ“
が上記光素子１１のリッジ部厚さｔより多少大きい５μ
ｍ程度の直線状の溝１２ｂを形成している。従ってこの
場合には溝１２ｂの側壁面には上記光導波路１３の切断
面が露出している状態にある。

ここで、上記光素子１１のリッジ部分１１ａを上記導波
路基板１２に設けた溝１２ｂに合わせながら該光素子１
１が導波路基板１２の表面１２ａに接当するまで挿入す
ると、リッジ部分１１ａ　と該溝１２ｂとは多少の間隙
を保って位置させることができる。

この場合、光導波路１３の切断露出面と光素子１１のリ
ッジ部１１ａの表面との間のギ＋ツブはたかだか０．５
〜１．０μｍ程度である。

従って、該光導波路１３を伝送する光信号が該光素子１
１との間で授受される際に発生する伝送損失は極めて少
なく、従来の実装方法による場合の損失より小さい０．
５ｄＢ以下に抑えることが可能であり、且つ該光素子１
１のリッジ部１１ａは通常の反応性イオンビームエツチ
ング法（ＲＩＢＥ法）やカンティングソーで形成するこ
とのできるバルクタイプであるため特性の優れた光素子
を得ることができる。

また、上記の光素子としてのリッジ部１１ａは平板状な
るため溝１２ｂに挿入に際して光導波路１３の光軸と合
わせる必要がな（組立、調整の工数が大幅に削減できる
。

実施手順例を示す図（Ｂ）は光導波路部分で切断した断
面図であり、（イ）は導波路基板側をまた（口）は光素
子側を示している。

（イ）の■に示す如く導波路基板１５の片面には、厚さ
７〜８μｍのポリメチル・メタアクリレート（ＰＭＭＡ
）層よりなるクラッド１６中にポリスチレン樹脂を重合
させて形成した径が５．０μｍ位のコアとなる光導波路
１７がほぼ図（Ａ）で示した位置関係を保って形成され
ている。

ここで上記クラッド１６の表面所定位置をマスキングし
た後酸素プラズマを使用する通常のプラズマアッシング
法によって幅５μｍ程度の溝１６ａを上記光導波路１７
と直交する方向に直線的に形成する。この際プラズマア
ッシング法は材料によってそのエツチング性に選択性を
持つため、導波路基板１５をエツチング性のない石英ガ
ラス等で形成して上記の溝１６ａの深さをクラッド１６
まででとどめ、■に示す状態とする。

この場合該溝１６ａの側壁面には上記光導波路１７の断
面が露出している。

一方、（ロ）の■に示す１８は光信号が透過する際に波
長板としての特性を示す材料例えばルチル（ＴｉＯ２）
で形成した横幅Ｔが５００μｍ、高さＨｏが２００〜３
００μｍで所定の奥行きを持つ光素子であり、該光素子
１日を通常の反応性イオンビームエンチング（ＲＩＢＥ
）法によって図示破線で示す如（その奥行き方向にエツ
チング除去し、リッジ部１８ａの厚さｔが３μｍ、高さ
ｈが６μｍの図（Ａ）と同様寸法の図■に示す形状に形
成する。

ここで■に示す導波路基板と■に示す光素子を図（Ａ）
で説明した如（組合わせた後、両者の接当面Ｆを例えば
紫外線硬化型接着剤で接着固定して■の状態とし、波長
板としての光素子１８を備えた光デバイスを完成させる
。

なお、■で形成したリッジ部１８ａの側面１８ｂの所定
側に例えばアルミニウム（Ａ　／　”）を所定の厚さに
蒸着形成することにより、該光素子１８を光信号の反射
ミラーあるいは半透明ミラーとすることができる。

また、同様にリッジ部１８ａの側面１８ｂの所定側に例
えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）とルチル（ＴｉＯ２）等
所定の誘電体多層膜を数１０００人の厚さに被着形成す
ることによって、該光素子１８を所要波長に対応する波
長フィルタとすることができる。

他の実施例を示す第２図で、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）
は平面図である。

図（Ａ）　、　（Ｂ）において、導波路基板２０の片面
には、第１図（Ｂ）同様にポリメチル・メタアクリレー
ト（ＰＭＭＡ）層よりなるクラッド２１の層中にポリス
チレン樹脂を重合させて形成した径が５．０μｍ位のコ
アとなる光導波路２２が交叉するように形成されており
、その交点部分には第１図（Ｂ）同様の方法で溝２１ａ
が所定方向に形成されている。

また光素子２３のリッジ部２３ａは上記溝２１ａ　と組
合わさった状態で光導波路２２の交点所定位置に位置し
ている。

この場合、上記光素子２３のリッジ部２３ａの側面２３
ｂに形成する被膜によっては、例えばＰｌから入射する
光信号をＰ２とＰ４の光導波路に分波したり、ＰｌとＰ
３から同時に入射する光信号をＰ２あるいはＰ４の光導
波路に合波して伝送することが可能となることから、光
カプラや光分波器を実現することができる。

をそれぞれ表わす。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明により、光導波路の光路中に各種の光
素子が生産性よく且つ容易に装着できる光導波路間への
光素子実装方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明する図、 第２図は他の実施例を説明する図、 第３図は、従来の光素子実装方法を例示した概念図、 である。図において、 ＩＣｌ３．２３は光素子、 １１ａ、１８ａ、２３ａはリッジ部、１８ｂ、２３ｂは
側面、１２．２０．１５は導波路基板、　　１２ａは表
面、１２ｂ、１６ａ、２１ａは溝、　１３．１７．２２
は光導波路、１６．２１はクラッド、 本光明と説明する２ 他の犬兎例と示す図 ＄　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 導波路基板に形成されている光導波路を切断してギャッ
   プを設け、該ギャップの間に光導波路の光軸に合わせて
   所定の光素子を挿入する光導波路間への光素子実装方法
   であって、 導波路基板（１２）上に光導波路（１３）を所定角度で
   切断する所定幅の溝（１２ｂ）を形成した後、断面形状
   が所定のリッジ（１１ａ）を備えたＴ字型になるように
   形成した光素子（１１）の該リッジ（１１ａ）部分が上
   記溝（１２ｂ）の所定位置に位置する如くに、該光素子
   （１１）を上記導波路基板（１２）に固定することを特
   徴とした光導波路間への光素子実装方法。