JPH039309A - レーザによる溝加工方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ぜい件部材からなる光集積回路に溝加工を
、容易且つ高速に施し得るレーザによる溝加工方法に関
するものである。

［従来技術］ 最近のオプトエレクトロニクスの進展に伴ない、従来の
電気通信方式に代替するものとして光伝送方式が広く普
及する傾向にある。この光伝送方式は、光による情報の
伝送媒体として、例えば石英系や多成分系ガラスを材質
とする光ファイバを使用し、このため電磁誘導障害を受
けず、しかも大容量の情報伝送密度が得られる等の多く
の利点を有している。前述の光伝送技術では、発光素子
、導波路、受光素子等を集積化した光集積回路の基板に
前記光ファイバを結合し、この基板の光導波路と光ファ
イバとの間で光情報の交換（光の入射・出射）が行なわ
れる。

［発明が解決しようとする課＠］ 光集積回路基板の光導波路と、光ファイバ等の光学系と
の間で光の入射及び出射を行なう手段として、一般に以
下の如き形態が知られている。

■第３図に示すように、光集積回路基板１０の表面に、
該基板の端部１０ａにおいて開放する所要深さの＃１２
を形成し、この溝１２中に光ファイバ１４の先端を臨ま
せて両者を紫外線硬化樹脂等により接着する結合方法。

この結合方法によれば、光＝７アイバ１−４の先端にお
けるコア１４ａを、前記溝］２の最奥部に位置する光導
波路１８の端部１８ａに高精度で位置決め１７得る利点
がある。しか１１．その反面、基板１０はガラス材やニ
オブ酸リチウム等のぜい性の高い難削材をｔａ質とし、
前記溝部１２の加工が一般に困難で、加工時の割りや欠
けを生じて不良率が計いとう欠点を有しでいろ１゜■第
４図に示すようＣ二、光ファイバ］４からの光を集光レ
ニ２ズ１６にノ一り集束［７、その集束光を基板１０上
の光導波路１８における研磨端面１８ａに入射さセる方
法。この方法は、集光レンズ１６を用いるため構成的に
大型化して製造コストが高み、光軸合わぜが難しいとい
う欠点がある。

■第５図に示すように、酸化チタン（Ｔ　ｉ　０２　）
を祠質々するルチルブリスム２０を基板１ｏの先導波路
１８にイテ」設置１６．このルヂルプリズム２０を介１
．て光導波路１８の中途其゛光を入射させたり、また導
波路１８の中途から該プリズム２０を介１２゜て光を出
射させる方法。この方法では、ルヂルブリスノ、が高価
であプて・〜船釣でなく、また光年積回路基板））１．
Ｔ突出１−で高張ると共に、光学系が衿雑化する等の難
点がある。

■先導波路内にフレネルトンズの如き回折枯−「を作製
し、入射平面波から回折により円筒波を再得−してレン
ズ作用を果たさせるグレーティニ・ゲ１／ンズを使用す
るもの３、これは製進工稈が枦維７！高価になるＪ共に
光の波長に依存し、光軸合わせが椎しいという欠点があ
る。

■第６図に示イように、“＼’Ａ（］］ｚ−ザｔ＼・７
ド１〔〕０を被加圧物１０に近接さ什てじ一ノ、を移動
さけて該溝形状を被加工物］Ｏ上に形成するか法。バれ
はビームの微細な揺ぎによっＣ加工壁面が泪かにならな
い欠点がある。。

［発明の目的］ この発明ｔＪ、従来の光集積回路ｎ：板−・の光−７，
−イバの結合方法に内在１７ている欠点に鑑み、こ才】
を好適に解決するべく提案されたものＺ″あって、ぜい
柱部材である光集積回路基板に対するｔ：弓、′オ、Ｃ
溝加工を実ツした光集積回路の溝加工方法治提供するこ
とを目的とする。

［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１ノ・−ザによる溝
加工方法では、光集積回路の基板に、高エネルギービー
ムを光学系により溝形状に整形して照射１２、前記基板
に所要の溝加工を行なうことを特徴とする。

［作用］ 」−記の構成を有する本発明のレーザによる溝加工方法
にＪ、れば、光集積回路基板に溝形状の高エネルギービ
ームを照射することにより、前記基板に所要の溝加工が
なされる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

本発明に係わる溝加工方法では、その加工手段として高
エネルギービームを使用するが、実施例ではこの高エネ
ルギービームと１７で例えば波長２４８ｎｒｎのＫｒＦ
のエキシマレーザを使用する場合につき説明する。但し
、ガラス材やニオブ酸リチウムの結晶の如くぜい性の高
い軒削材からなる光集積回路基板にビ・−ム加］゛を施
し、得るもので、ビーム形状を制御できるものであれば
他の高エネルギービームも選択的に使用可能である。

第１図に示ずようにＬｉＮｂ０ａを材質と−ｄ−７光集
積回路基板１０は図示しない公知のＸＹ子テーブル載置
され１、当該基板１０を平面座標においてＸ方向及びＸ
方向に移動させ得るようにな−フている。またＸＹ子テ
ーブル移動領域の上方には工４ニジ″７１／−ザ加工機
の加工ヘッド５５が位置し、基板１０たの間にはフッ化
カルシウム等からなるシリンドリカルＬ・ンズ６０が；
９、置されている３、次いで、基板１０上の光導波路５
０ど位置合わせを行なって加工ヘッド５５からゴキシマ
レーザビームを垂直下方に向けて射出する。

１ノ−ザビームは一例と［６てｊ、ネルギー密度３，１
／Ｃ−のものをパルス周波数１００Ｈ７で１２００パル
ス程度射出する。加工ヘッド５５から射出オる１１０ｍ
ｍＸ２５ｔａの１ノーザ光をシリンドリカル１．・ニズ
６０で−、一方向のみに集束し１、基板に射出ずイ：、
ことにより光ファイバを結合するのに好適な１２５府幅
６Ｂ、深さの溝を得る。

以上の方法によって振れの無い滑かな壁面が得られる。

またエキシマレーザはビーム径が大きいためレンズ６０
のみで所望の形状にビームを整形できる。

次に得られた溝１２中に光ファイバ６５の先端を臨ませ
そのコア（図示せず）が光導波路５０の端部に指向した
ところで例えば紫外線硬化樹脂により接着固定する。図
示例は三次元導波路に関しててあったが二次元導波路に
関しても同様な加工が行なえることはいうまでもない。

尚、本実施例のエキシマレーザはビームが短形であるが
円形の高エネルギービームをアパーチャ、光学系で短形
にしてもよいのである。

［発明の効果］ 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、光集積回路基板に照射された高エネルギービームは、
溝形状に整形されているため、これと同一形状に基板を
浸食加工することができる。

従って基板に対する所要の溝加工を容易にしかも高速で
行なうことができる。

更に高エネルギービームは、ビーム加工時の入熱量が少
ないために、加工部位での熱影響も極住かに押えること
ができ、しかも基板中に残留している応力を除去しえる
付帯的な効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図は、本発明に係わるガイド溝加工方法
を説明するための図、第２図は、本発明のガイド溝加工
方法により溝加工を施した後の光素子を示す説明斜視図
、第３図は、従来実施されている光集積回路基板の溝部
と光ファイバとの結合関係を示す斜視図、第４図は、光
集積回路基板に集光レンズを使用して光の入射を行なう
従来技術の斜視図、第５図は、光集積回路基板にルチル
プリズムを使用して光の入出射を行なう従来技術の斜視
図、第６図は、従来のＹＡＧレーザによる加工を説明す
る斜視図である。 図中、１０は基板、１２は溝、５０は光導波路、５５は
加工ヘッド、６０はシリンドリカルレンズ６５は光ファ
イバである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光素子と光ファイバを接続するためのレーザによる
   ガイド用溝加工方法において、 レーザ光のビーム形状を前記ガイド用溝の形状と合致さ
   せて光素子に照射することにより、レーザ光を操作する
   ことなく前記ガイド用の加工を行なうようにしたことを
   特徴とするレーザによる溝加工方法。 ２、第１項に記載のレーザ溝加工方法においてレーザ光
   源としてエキシマレーザを用いることを特徴とするレー
   ザ溝加工方法。