JPH026911A - 光導波路の接続方法および光導波路接続部分の製造方法 - Google Patents
光導波路の接続方法および光導波路接続部分の製造方法Info
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- JPH026911A JPH026911A JP63157859A JP15785988A JPH026911A JP H026911 A JPH026911 A JP H026911A JP 63157859 A JP63157859 A JP 63157859A JP 15785988 A JP15785988 A JP 15785988A JP H026911 A JPH026911 A JP H026911A
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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
[産業上の利用分野]
本発明は、光ファイバと光導波路あるいは光導波路同志
の接続方法に関し、さらに詳細には、光導波路端面に位
置決め用加工を行う光導波路の接続方法に関するもので
ある。 [従来技術] 近年、光導波路を用いた光集積化技術の進歩に伴い、さ
まざまな機能をもつ光導波路を相互に接続したり、光導
波路と光ファイバを簡単に、しかも信頼性よく接続する
ことが重要になってきている。従来、光ファイバと光導
波路の接続方法としては例えば第8図に示すようにV溝
をもつStやエポキシ等の基板81に光ファイバ82を
固定L79、光ファイバ端面83を光導波路端面84に
・つき合わせ光ファイバのコア85と光導波路端面84
とが一致するように位置合わせを行い紫外線硬化型接着
剤等で固定1.ていた。また、他の接続法と1゜では、
第9図のように基板91にイオンビー人j。 ッチングやレーザ加]二により光ファイバ93のコア9
4と光導波路95とが・一致するような幅と深さをもつ
:IIj92を形成し、その満92に光ファ、イバ93
をはめ込み紫外線硬化型接着剤等−C・固定1゜ていプ
こ。 [発明が解決しようとする課題] しかしながら、光導波路と光ファイバを゛つき合わせる
方法では光導波路端面と、光ファイバコアとを1μm以
下の精度で一致させる必要があり、位置合わせに手間が
かかり、また、再現性に乏1゜い。さらに、紫外線硬化
型接着剤等で接続部を固定する場合、接着剤を塗布する
時や、接石剤の硬化時の収縮により位置ずれが生I′、
たり、また、接続部が機械的に弱く信頼性が低い。光導
波路端部に溝を形成し、光ファイバをはめ込む方法では
7、光導波路と溝の位置を正確に・一致させることが困
難であり、満の深さも1μm以下の精度で制御する必要
がある。また、溝の幅と光ファイバの直径を一致させる
ことも困難であり、位置ずれの原因となる。さらに、溝
壁面を鏡面状態とすることも困難であり、散乱損失の原
因となる。 本発明は、J二連した問題点を解決するためになされた
ものCあり、光導波路を伝搬l−てきた導波光により露
光されたフォト1ノジストを利用I、て光導波路の端面
にそれぞれ形成された凹部と凸部をかみ合わせることに
より位置合わせが簡単で且つ位置決め精度が高く信頼性
の高い光導波路の接続法を提1共することにある。 [課題を解決するだめの手段] この目的を達成するために本発明の光導波路の接続法で
は、光導波路端面にフォトレジスト等を塗布1−1光導
波路を伝搬
の接続方法に関し、さらに詳細には、光導波路端面に位
置決め用加工を行う光導波路の接続方法に関するもので
ある。 [従来技術] 近年、光導波路を用いた光集積化技術の進歩に伴い、さ
まざまな機能をもつ光導波路を相互に接続したり、光導
波路と光ファイバを簡単に、しかも信頼性よく接続する
ことが重要になってきている。従来、光ファイバと光導
波路の接続方法としては例えば第8図に示すようにV溝
をもつStやエポキシ等の基板81に光ファイバ82を
固定L79、光ファイバ端面83を光導波路端面84に
・つき合わせ光ファイバのコア85と光導波路端面84
とが一致するように位置合わせを行い紫外線硬化型接着
剤等で固定1.ていた。また、他の接続法と1゜では、
第9図のように基板91にイオンビー人j。 ッチングやレーザ加]二により光ファイバ93のコア9
4と光導波路95とが・一致するような幅と深さをもつ
:IIj92を形成し、その満92に光ファ、イバ93
をはめ込み紫外線硬化型接着剤等−C・固定1゜ていプ
こ。 [発明が解決しようとする課題] しかしながら、光導波路と光ファイバを゛つき合わせる
方法では光導波路端面と、光ファイバコアとを1μm以
下の精度で一致させる必要があり、位置合わせに手間が
かかり、また、再現性に乏1゜い。さらに、紫外線硬化
型接着剤等で接続部を固定する場合、接着剤を塗布する
時や、接石剤の硬化時の収縮により位置ずれが生I′、
たり、また、接続部が機械的に弱く信頼性が低い。光導
波路端部に溝を形成し、光ファイバをはめ込む方法では
7、光導波路と溝の位置を正確に・一致させることが困
難であり、満の深さも1μm以下の精度で制御する必要
がある。また、溝の幅と光ファイバの直径を一致させる
ことも困難であり、位置ずれの原因となる。さらに、溝
壁面を鏡面状態とすることも困難であり、散乱損失の原
因となる。 本発明は、J二連した問題点を解決するためになされた
ものCあり、光導波路を伝搬l−てきた導波光により露
光されたフォト1ノジストを利用I、て光導波路の端面
にそれぞれ形成された凹部と凸部をかみ合わせることに
より位置合わせが簡単で且つ位置決め精度が高く信頼性
の高い光導波路の接続法を提1共することにある。 [課題を解決するだめの手段] この目的を達成するために本発明の光導波路の接続法で
は、光導波路端面にフォトレジスト等を塗布1−1光導
波路を伝搬
【、てきt二光によりフォトレジストを露光
12、それを利用12てエツチング等により光導波路端
面に凹部あるいは凸部を形成し、この凹部あるいは凸部
に、他の光導波路端面に形成された凸部あるいは凹部を
かみ合わせるよう1:している。 [作用] 」−記の構成をffする本発明の光導波路の接続方法で
は、正確に位置決めをするため導波路端面に塗布された
フォト)ノジストを導波路を導波l、てきた導波光によ
って露光4゛る。さらに、このフォトレジストを現像す
るJ二と鳶ごよって得られる凹部、凸部あるいは、フォ
トリソグラフィーと同様に12で端面をエツチングしC
得られる凹部、凸部をかみ合わせ、位置決めすると共に
接続後のずれを防ぐ。 [実施例] 以下本発明を具体化Iまた一実施例を図面を参照して説
明する。 第1図に本発明の・一実施例である光導波路の接続方法
の手順について示す。第1図(a)のように5t02、
A1.03.ガラス等の誘電体基板11上にスパッタ法
や真空蒸9法等によって作製されたZnO,As2 S
3 、Nb2 O5,Ta205等の薄膜12及び5i
Oz、A1203.ガラス等を用いた保護層13から成
る光導波路〕4の端面にポジ型フづ1司ノジスト15を
スピンコード等により塗布する。一方、コア16とクラ
ッド17から成る先ファイバ18の端面にも同様にして
ネガ型フォトレジスト19を塗布する。フォト1ノジス
トの厚さは数μH】〜数10μmである。次に第1図(
)) )のように光導波路14の他方の端面よりレンズ
20等を用いて光導波路14にレーザ光21を導波さぜ
る。光導波路14は、薄膜12の屈折率が基板11や保
護層13の屈折率よりも高いため、レーザ光21は、薄
膜12中に閉じ込められ伝搬17フ4トレジスト〕5を
塗布した端面から出射する。ここでレーザ光21として
比較的波長の短いA「レーザ等を用いることにより、フ
ォトレジストを感光させることができる。従−ンて、フ
ォトレジスト]5は、導波層”である薄膜12の付近の
み露光される。同様にして、先ファイバ18の図示され
ない他端から入射1.たレーザ光はコア16中に閉じ込
められて光フアイバ中を導波し、フォトレジスト19の
コア付近のみ露光する。フォトレジストを以上のように
露光後現象すると第1図(C)のようにポジ型フォトレ
ジスト15は、レーザ光で露光された部分のみ除去され
、凹部22が形成される。一方、ネガ型フォトレジスト
19ではレーザ光で露光された部分のみ残り凸部23が
形成される。この凹部22と凸部23を第1図(d)の
ようにかみ合わせることにより位置決めを行い接続する
。接続後は、光導波路及び光ファイバを図示されない治
具等で機械的に固定してもよい。さらに接続部を紫外線
硬化樹脂等で固めてもよい。このとき、凹部と凸部はか
み合っているため位置ずれが生じることはない。また、
フォトレジストを光導波路の導波層あるいは、光ファイ
バのコアを伝送されたレーザ光で露光するので凹部凸部
の位置と導波層、コアの位置とは、正確に一致している
ため、無調整で非常に高い位置決めを行うことができる
。 第1図に示した方法では、光導波路端面と光ファイバと
がフォトレジストを介して接続されているため、光導波
路あるいは、光ファイバから出射した光は、回折により
ひろがり、結合効率がやや低下する。そこで第1図(c
)の状態で、フッ酸等のエツチング液による化学エツチ
ング、あるいは、プラズマエツチング、スパッタエツチ
ング、イオンビームエツチング等により光導波路14の
導波層12及び光ファイバ18のクラッド17をエツチ
ングしフォトレジストを除去すると第2図(a)のよう
に凹部及び凸部が形成される。これらをかみ合わせると
、光ファイバのコア部と光導波路の導波層とが直接接触
するため効率のよく接続することができる。また、第2
図(b)のように光ファイバの先端部をフッ酸等でエツ
チングしテーバ状としてもよい。 フォトレジストは熱的及び機械的に強くないため第3図
(a)のように光導波路端面にS i 02 。 A1203 、Ta206等の薄膜31をスパッタ法、
蒸着法等により作製し、第1図と同様にしてフォトレジ
スト15をバターニングする。さらにフォトレジスト1
5をマスクとして薄膜31をエツチングして第3図(b
)のように凹部を形成してもよい。 第1図の実施例では、ポジ型レジストにより凹部をネガ
型レジストにより凸部を形成したが、それらの組合せは
限定しない。例えば、第4図のように光導波路14端面
に第1図と同様の方法でネガ型フォトレジスト41によ
り凸部を第4図(a)のように形成し、その上へ5i0
2.Ta20s等の薄膜42を第4図(b)のように形
成し、フォトレジスト41を除去することにより第4図
(C)のように凹部を形成することができる。さらに第
5図のように導波層をエツチングしてもよい。尚、導波
層やクラッドをエツチングする場合、導′波層付近の基
板及び上層部あるいは、クラッドの近くのコアもエツチ
ングしてもさしつかえない。 また、光導波路端面に光重合性硬化樹脂を塗布し、光導
波路を導波したレーザ光により重合させ、凸部を形成し
てもよい。 以上の実施例では光導波路と光導波路の1つである光フ
ァイバとの接続について説明したが、第1図(a)の左
側に示した光導波路同志も全く同様にして接続すること
ができる。さらに、LiNbO3などの基板にTi等を
拡散した、いわゆる拡散導波路についても同様に接続す
ることができる。導波路形状にも限定はなく、スラブ型
、リッジ型、装荷型等についても同様に接続することが
できる。さらに、第6図のように複数の導波路61につ
いても同様に凹部あるいは凸部を形成することができる
。 フォトレジストの種類、厚さについても限定しない。例
えば凹部と比べて凸部を厚くしてもよい。 さらに、第1図(C)においてフォトレジスト19の屈
折率をフォトレジスト15より大きくすることで結合率
が高くなる。また、凹部凸部の形状についても限定しな
い。すなわち、導波層12がらの出射光は、第7図(a
)のように中央部の強度が大きく、回折により、端面か
ら離れるに従い広がっていく。このため、光強度を十分
大きくすることにより第7図(b)の斜線の部分が露光
され例えば第7図(e)のような凹部22が形成される
。また、光強度が比較的小さい場合第7図(d)の斜線
の部分が露光され、例えば第7図(e)のような凸部2
3が形成される。このように、iノーザ光強度により凹
部あるいは凸部の形状を制御することができる。本来の
光導波路と同じ基板上に1つあるいは複数個の位置決め
用光導波路を作製1−1この位置決め用光導波路を伝搬
する光を利用j1.て凹部や凸部を作製E、でもよい。 この場合、例えば、第3図のように光導波路面で凹部あ
るいは凸部を形成する薄膜と1.て、光吸収の大きな材
料、あるいは金属を用いることができる。 露光用1ノーザ光の種類及び波長に・)いても限定j。 ない。 [発明の効!f7] 以上詳述l−たことから明らかなよ・)に、本発明によ
れば、光導波路からの出射光によりフォトレジストを籠
光し、位置決め用凹部あるいは凸部を形成するので、無
調整で、容易に制度の高い位置決め用凹部あるいは凸部
を作製′d−ることができる。 さらに、凹部と凸部をかみ合イ〕ぜて接続するので、位
置決めが容易て月つ信頼性、Pi現性が高い接続法を提
供することができる。
12、それを利用12てエツチング等により光導波路端
面に凹部あるいは凸部を形成し、この凹部あるいは凸部
に、他の光導波路端面に形成された凸部あるいは凹部を
かみ合わせるよう1:している。 [作用] 」−記の構成をffする本発明の光導波路の接続方法で
は、正確に位置決めをするため導波路端面に塗布された
フォト)ノジストを導波路を導波l、てきた導波光によ
って露光4゛る。さらに、このフォトレジストを現像す
るJ二と鳶ごよって得られる凹部、凸部あるいは、フォ
トリソグラフィーと同様に12で端面をエツチングしC
得られる凹部、凸部をかみ合わせ、位置決めすると共に
接続後のずれを防ぐ。 [実施例] 以下本発明を具体化Iまた一実施例を図面を参照して説
明する。 第1図に本発明の・一実施例である光導波路の接続方法
の手順について示す。第1図(a)のように5t02、
A1.03.ガラス等の誘電体基板11上にスパッタ法
や真空蒸9法等によって作製されたZnO,As2 S
3 、Nb2 O5,Ta205等の薄膜12及び5i
Oz、A1203.ガラス等を用いた保護層13から成
る光導波路〕4の端面にポジ型フづ1司ノジスト15を
スピンコード等により塗布する。一方、コア16とクラ
ッド17から成る先ファイバ18の端面にも同様にして
ネガ型フォトレジスト19を塗布する。フォト1ノジス
トの厚さは数μH】〜数10μmである。次に第1図(
)) )のように光導波路14の他方の端面よりレンズ
20等を用いて光導波路14にレーザ光21を導波さぜ
る。光導波路14は、薄膜12の屈折率が基板11や保
護層13の屈折率よりも高いため、レーザ光21は、薄
膜12中に閉じ込められ伝搬17フ4トレジスト〕5を
塗布した端面から出射する。ここでレーザ光21として
比較的波長の短いA「レーザ等を用いることにより、フ
ォトレジストを感光させることができる。従−ンて、フ
ォトレジスト]5は、導波層”である薄膜12の付近の
み露光される。同様にして、先ファイバ18の図示され
ない他端から入射1.たレーザ光はコア16中に閉じ込
められて光フアイバ中を導波し、フォトレジスト19の
コア付近のみ露光する。フォトレジストを以上のように
露光後現象すると第1図(C)のようにポジ型フォトレ
ジスト15は、レーザ光で露光された部分のみ除去され
、凹部22が形成される。一方、ネガ型フォトレジスト
19ではレーザ光で露光された部分のみ残り凸部23が
形成される。この凹部22と凸部23を第1図(d)の
ようにかみ合わせることにより位置決めを行い接続する
。接続後は、光導波路及び光ファイバを図示されない治
具等で機械的に固定してもよい。さらに接続部を紫外線
硬化樹脂等で固めてもよい。このとき、凹部と凸部はか
み合っているため位置ずれが生じることはない。また、
フォトレジストを光導波路の導波層あるいは、光ファイ
バのコアを伝送されたレーザ光で露光するので凹部凸部
の位置と導波層、コアの位置とは、正確に一致している
ため、無調整で非常に高い位置決めを行うことができる
。 第1図に示した方法では、光導波路端面と光ファイバと
がフォトレジストを介して接続されているため、光導波
路あるいは、光ファイバから出射した光は、回折により
ひろがり、結合効率がやや低下する。そこで第1図(c
)の状態で、フッ酸等のエツチング液による化学エツチ
ング、あるいは、プラズマエツチング、スパッタエツチ
ング、イオンビームエツチング等により光導波路14の
導波層12及び光ファイバ18のクラッド17をエツチ
ングしフォトレジストを除去すると第2図(a)のよう
に凹部及び凸部が形成される。これらをかみ合わせると
、光ファイバのコア部と光導波路の導波層とが直接接触
するため効率のよく接続することができる。また、第2
図(b)のように光ファイバの先端部をフッ酸等でエツ
チングしテーバ状としてもよい。 フォトレジストは熱的及び機械的に強くないため第3図
(a)のように光導波路端面にS i 02 。 A1203 、Ta206等の薄膜31をスパッタ法、
蒸着法等により作製し、第1図と同様にしてフォトレジ
スト15をバターニングする。さらにフォトレジスト1
5をマスクとして薄膜31をエツチングして第3図(b
)のように凹部を形成してもよい。 第1図の実施例では、ポジ型レジストにより凹部をネガ
型レジストにより凸部を形成したが、それらの組合せは
限定しない。例えば、第4図のように光導波路14端面
に第1図と同様の方法でネガ型フォトレジスト41によ
り凸部を第4図(a)のように形成し、その上へ5i0
2.Ta20s等の薄膜42を第4図(b)のように形
成し、フォトレジスト41を除去することにより第4図
(C)のように凹部を形成することができる。さらに第
5図のように導波層をエツチングしてもよい。尚、導波
層やクラッドをエツチングする場合、導′波層付近の基
板及び上層部あるいは、クラッドの近くのコアもエツチ
ングしてもさしつかえない。 また、光導波路端面に光重合性硬化樹脂を塗布し、光導
波路を導波したレーザ光により重合させ、凸部を形成し
てもよい。 以上の実施例では光導波路と光導波路の1つである光フ
ァイバとの接続について説明したが、第1図(a)の左
側に示した光導波路同志も全く同様にして接続すること
ができる。さらに、LiNbO3などの基板にTi等を
拡散した、いわゆる拡散導波路についても同様に接続す
ることができる。導波路形状にも限定はなく、スラブ型
、リッジ型、装荷型等についても同様に接続することが
できる。さらに、第6図のように複数の導波路61につ
いても同様に凹部あるいは凸部を形成することができる
。 フォトレジストの種類、厚さについても限定しない。例
えば凹部と比べて凸部を厚くしてもよい。 さらに、第1図(C)においてフォトレジスト19の屈
折率をフォトレジスト15より大きくすることで結合率
が高くなる。また、凹部凸部の形状についても限定しな
い。すなわち、導波層12がらの出射光は、第7図(a
)のように中央部の強度が大きく、回折により、端面か
ら離れるに従い広がっていく。このため、光強度を十分
大きくすることにより第7図(b)の斜線の部分が露光
され例えば第7図(e)のような凹部22が形成される
。また、光強度が比較的小さい場合第7図(d)の斜線
の部分が露光され、例えば第7図(e)のような凸部2
3が形成される。このように、iノーザ光強度により凹
部あるいは凸部の形状を制御することができる。本来の
光導波路と同じ基板上に1つあるいは複数個の位置決め
用光導波路を作製1−1この位置決め用光導波路を伝搬
する光を利用j1.て凹部や凸部を作製E、でもよい。 この場合、例えば、第3図のように光導波路面で凹部あ
るいは凸部を形成する薄膜と1.て、光吸収の大きな材
料、あるいは金属を用いることができる。 露光用1ノーザ光の種類及び波長に・)いても限定j。 ない。 [発明の効!f7] 以上詳述l−たことから明らかなよ・)に、本発明によ
れば、光導波路からの出射光によりフォトレジストを籠
光し、位置決め用凹部あるいは凸部を形成するので、無
調整で、容易に制度の高い位置決め用凹部あるいは凸部
を作製′d−ることができる。 さらに、凹部と凸部をかみ合イ〕ぜて接続するので、位
置決めが容易て月つ信頼性、Pi現性が高い接続法を提
供することができる。
第1図から第7図までは本発明を具体化1.た実施例を
示すもので、第1図は本発明の光導波路の接続法を示す
断面図、第2図、第3図、第4図及び第5図は本発明の
他の実施例を示す断面図、第6図は本発明の変形例を示
す斜面図、第7図は本発明の他の変形例を示す説明図、
第8図は従来の光導波路の接続法を示す斜面図、第9図
は′i8.来の光導波路の他の接続法を示す斜面図であ
る。 N中、11は基板、12は薄膜(導波層)、13は保護
層、14は光導波路、15はフォトレジスト、]6はコ
ア、17はクラッド、18は光ファイバ、]9はフォト
1/シスト、20は1.・ンズ、21はレーザ光、22
は凹部、23は凸部である。
示すもので、第1図は本発明の光導波路の接続法を示す
断面図、第2図、第3図、第4図及び第5図は本発明の
他の実施例を示す断面図、第6図は本発明の変形例を示
す斜面図、第7図は本発明の他の変形例を示す説明図、
第8図は従来の光導波路の接続法を示す斜面図、第9図
は′i8.来の光導波路の他の接続法を示す斜面図であ
る。 N中、11は基板、12は薄膜(導波層)、13は保護
層、14は光導波路、15はフォトレジスト、]6はコ
ア、17はクラッド、18は光ファイバ、]9はフォト
1/シスト、20は1.・ンズ、21はレーザ光、22
は凹部、23は凸部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光導波路の端面にフォトレジストを塗布し、光導波
路を導波してきた光により露光後現像することにより塗
布部分を凸部あるいは凹部に形成し、他の光導波路に形
成された凹部あるいは凸部とかみ合わせるようにしたこ
とを特徴とした光導波路の接続法。 2、一方の光導波路の端面にネガ形フォトレジストを他
方の光導波路の端面にポジ型フォトレジストをそれぞれ
塗布し、各光導波路を導波した光により露光後現像する
ことにより塗布部分に凹部あるいは凸部をそれぞれ形成
し、その凹部と凸部をかみ合わせることにより一方の光
導波路と他方の光導波路とを接続するようにしたことを
特徴とした請求項1記載の光導波路の接続方法。 3、前記露光現像されたフォトレジストをマスクとし、
光導波路端面をエッチングして凹部あるいは凸部を形成
することを特徴とする請求項1記載の光導波路の接続法
。 4、前記フォトレジスト上に薄膜を形成しフォトレジス
トを除去することにより、あるいは、フォトレジスト除
去後さらにエッチングすることにより凸部あるいは凹部
を形成することを特徴とする請求項1記載の光導波路の
接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63157859A JP2701326B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 光導波路の接続方法および光導波路接続部分の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63157859A JP2701326B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 光導波路の接続方法および光導波路接続部分の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH026911A true JPH026911A (ja) | 1990-01-11 |
JP2701326B2 JP2701326B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=15658943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63157859A Expired - Fee Related JP2701326B2 (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 光導波路の接続方法および光導波路接続部分の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2701326B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0579505U (ja) * | 1992-03-25 | 1993-10-29 | 京セラ株式会社 | 光導波路と光ファイバの接続構造 |
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-
1988
- 1988-06-24 JP JP63157859A patent/JP2701326B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2701326B2 (ja) | 1998-01-21 |
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