JPH0350246B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はアレイ化された発光素子と光結合する
光フアイバアレイの端末の整形方法に係る。

(b) 技術の背景 近年光通信分野においても部品を高密度に実装
し、小型化と低コスト化が進み同一基板上に多数
の例えば半導体レーザーなどの発光素子を並設し
た発光素子アレイが開発されている。このような
発光素子アレイの個々の発光素子を別々に駆動し
て、異なる光信号をそれぞれ発光させ、それぞれ
の光信号を、発光素子アレイの発光素子数に等し
い光フアイバを有する光ケーブルに、光結合させ
て伝送することが行われている。

上述の発光素子のそれぞれと、光ケーブルのそ
れぞれの光フアイバとを光結合するためには、光
ケーブルの端末の被覆を剥離して、個々の光フア
イバを裸出させ、発光素子アレイの発光素子の並
列ピツチと同ピツチで、基板上に光フアイバの端
末を整列した光フアイバアレイが必要である。

(c) 従来技術と問題点 従来の光フアイバアレイの端末の整形方法につ
いて第１図を参照しながら説明する。

第１図のイは光フアイバアレイの端末の整形前
の斜視図、ロは整形後の斜視図である。

第１図のイにおいて、１は平面視矩形の半導体
（例えばシリコン）基板で、上平面３に基板端面
２に直交し、間隔が等ピツチの複数（図では３
条）の溝（例えばＶ溝）４が形成されている。そ
れぞれの溝４には、光フアイバ５の端末６が基板
端面２より所望に突出するように挿入され、例え
ば接着剤で固着されて光フアイバアレイが構成さ
れている。

しかし、それぞれの光フアイバ５の端末６の先
端面と基板端面２までの距離は不揃いであるの
で、発光素子アレイ（図示せず）に対向して装着
した場合には、対応した発光素子の発光面との距
離が、まちまちで、光結合損失が非常に大きい。

したがつて第１図のロの如くに、端末６と基板
端面２とを、光フアイバ５を固着したまま同時に
研麿して、新基板端面２′と新端末の先端面６′と
を同一平面にしている。このことにより、それぞ
れの光フアイバ５の先端面６′と対応するそれぞ
れの発光素子の発光面とを所望に近接（例えば
20μｍ〜30μｍ）せしめることが出来、発光素子
と光フアイバとをレンズを介して光結合させる手
段に比較して、対応する個々の発光素子と光フア
イバとの光結合効率が向上するばかりでなく、そ
れぞれの光フアイバの端面が同一平面上に整列し
ているので、光フアイバアレイを構成する多数の
光フアイバ間の光結合効率のバラツキが、極めて
少ない。

しかし乍ら発光素子より出射される光ビームは
拡がり角をもつているので光フアイバのNAに対
応する受光角より大きい入射角の光ビームは光フ
アイバ内に閉じ込めることが出来ない。したがつ
て従来のように光フアイバ５の先端面６′が光フ
アイバの軸心に直交する平面のものは光結合効率
がせいぜい20％前後である。

一方光フアイバの端末をテーパー、あるいは端
末の先端面を球面にして発光素子の発光面に近接
すれば光ビームが光フアイバの軸心方向に屈折
し、光フアイバのNAに対応する受光角がより大
きくなり、光結合効率を50％〜60％にし得ること
が知られている。

(d) 発明の目的 本発明の目的は上記従来の問題点に鑑み、光フ
アイバアレイのそれぞれの光フアイバの先端面と
基板端面までの長さが均一でかつ結合効率の良好
な端末形状にする整形方法を提供することにあ
る。

(e) 発明の構成 この目的を達成するために本発明方法は、基板
にアレイ化して固着された複数の光フアイバを、
基板端面をエツチング液面に平行にし、光フアイ
バアレイを垂直にして、並列した光フアイバの端
末を、エツチング液に浸漬することにより、それ
ぞれの光フアイバの突出量が一定で、かつ揃つた
円錐形に整形するものである。

そして、さらに、円錐形に整形されたそれぞれ
の光フアイバの先端を、アーク放電、或いはレー
ザー光手段により、局部的に加熱することによ
り、円錐形の先端面を、ほぼ半球状に整形するも
のであります。

(f) 発明の実施例 第２図のイ，ロ，ハ，ニ，ホはそれぞれ本発明
の一実施例の整形順序を示す。なお全図を通じて
同一符号は同一対象物を示す。

本発明の整形方法は下記のとおりである。

基板に光フアイバを固着する……（第２図イ
参照） 半導体の基板１の上平面３に等間隔で形成さ
れた複数の溝４（図では３条のＶ溝）のそれぞ
れに光フアイバ７₁，７₂，７₃を挿入して接着
する。この場合光フアイバ７₁，７₂，７₃のそ
れぞれの端末８₁，８₂，８₃は基板端面２より
所要量（一定でなくて良い）突出せしめてあ
る。

光フアイバの端末のエツチング……（第２図
ロ，ハ参照） 第２図のハはロの光フアイバの端末部の拡大
図である。容器１０にエツチング液（例えば沸
化水素）９を入れ、エツチング液９の液面の上
方で平行する板状の支持台１１に設けた孔１
１′の周縁の上面に基板端面２を載置して、そ
れぞれの光フアイバの端末８₁，８₂，８₃を液
面に垂直に浸漬する。この状態で30分〜60分保
持すると端末８₁，８₂，８₃のエツチング液９
に浸漬された部分は融解する。したがつてそれ
ぞれの端末８₁，８₂，８₃の先端より基板端面
２までの長さは一定に揃えられる。そして長さ
が揃えられた端末はハに示すようにエツチング
液９が表面張力により、端末に沿つて円錐状に
上昇して附着しているので、円錐形の端末８
₁′，８₂′，８₃′となる。

端末の先端面整形（第２図ニ，ホ参照） 第２図のニは先端面整形中の断面図であり、
ホは整形後の平面図である。

それぞれの光フアイバ７₁，７₂，７₃のそれ
ぞれの端末８₁′，８₂′，８₃′は円錐形でかつ長さ
が一定に揃つているので、このままでも充分に
効率の良い光フアイバアレイとして光結合せし
めることが出来るものである。しかし、端末が
細いので破損する恐れがある。よつて、円錐形
の先端を揃えて切断する。

この切断手段は、光フアイバアレイを水平に
保持し、端末８₁′の所望の位置に上、下方向よ
り一対の電極１３を近接し、電極１３間にアー
ク放電を行うと、切断された先端面８₁″は半球
面となる。アーク放電は局部加熱することが出
来るので、基板端面２側の端末８₁′のテーパー
面は変形されない。

このようにして端末８₂′，８₃′もつぎつぎに
アーク放電によつて先端面を半球面とする。こ
の場合例えば電極１３の位置を固定して、基板
端面２をガイド（図示せず）に密接しながら基
板１を移動することにより、それぞれの端末の
先端面８₁″，８₂″，８₃″と基板端面２までの距
離を一定にすることが出来る。

以上のようにテーパー状の端末８₁′，８₂′，８
₃′の先端面を半球面とすることにより、テーパー
の先端面を平面で切断するよりはさらに光結合効
率を高めることができる。

本発明はもとより図示実施例に限定されるもの
でなく、例えば、光フアイバは４本、５本などの
複数で良く、また、アーク放電でなく、レーザに
より局部的に加熱整形するなど特許請求の範囲の
範囲内で適宜変形実施しうるものである。

(g) 発明の効果 以上説明したように本発明は光フアイバアレイ
のそれぞれの光フアイバの端末を結合効率の良好
な形状に整形し、かつ基板端面までの長さを均一
にする整形方法であつて、光フアイバアレイの光
結合効率を高くすることが出来るといつた実用上
の効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光フアイバアレイのイは端末の
整形前の斜視図、ロは整形後の斜視図、第２図は
本発明の一実施例でイ，ロ，ハ，ニ，ホはそれぞ
れ整形順序を示す図である。 図中１は基板、２は基板端面、４は溝、５，７
_１，７₂，７₃は光フアイバ、６，８₁，８₂，８₃，
８₁′，８₂′，８₃′は光フアイバの端末、６′，８₁″
，
８₂″，８₃″は端末の先端面、９はエツチング液、
１３は電極を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板にアレイ化して固着された複数の光フア
   イバを、該基板端面をエツチング液面に平行に
   し、光フアイバアレイを該液面に対し垂直にし
   て、並列して該基板端面より突出させた該光フア
   イバの端末を該エツチング液に浸漬することによ
   り、それぞれの該光フアイバの該基板端面よりの
   突出量が一定で、且つ揃つた円錐形に成形し、そ
   の後そのままか、あるいは適宜の手段により、円
   錐形の先端面を所望の形状に整形することを特徴
   とする光フアイバアレイ端末の整形方法。 ２ 前記円錐形に整形されたそれぞれの光フアイ
   バの先端面を、局部的に加熱することにより、該
   光フアイバの円錐形の先端面を、ほぼ半球状に整
   形することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の光フアイバアレイ端末の整形方法。