JPH04130405A - 光導波路と光ファイバの接続装置 - 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〕 本発明は、光導波路と光ファイバの接続装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、透明基板の表面或いは内部に該基板よりも大きな
屈折率を有する光導波路を形成したものが各種光学機器
の分野で使用されている。

そしてこの光導波路中に光ファイバから光を導入するに
は、光ファイバの端面を光導波路の端面に対向きせるこ
とによって行なわれている。

ここで従来の光導波路と光ファイバの接続装置としては
、以下のような構造のものがあった。

■まず直接光ファイバと光導波路の端面同士を接続する
構造のものである。両者間の固定には接着剤を用いたり
、レーザ融着を用いたりする。

■また光ファイバ先端を先球状にしたり、光ファイバの
コアの横断面形状を導波路の横断面形状（例えは長方形
状）に近うけることにより、その結合効率を高めるよう
にしたものもある。

■また光ファイバと光導波路の間にレンズを入れたり、
光導波路の接続端面付近をレンズ効果を持たせるような
形状としたものもある。

■また光導波路に光ファイバを接着する固定用接着剤に
集光効果を持たせたものとして、屈折率の異なる２種類
の接着剤を用いて、接着剤内にコア部とクラッド部を形
成し、光ファイバ端面からの光の広がりを小さくした構
造のものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記各従来例には、以下のような問題点が
あった。

（１）上記■の従来例においては、接続の結合効率が、
直接光ファイバと光導波路の位置合わせの精度によって
決定されてしまうため、少しでもその位置がずれると結
合効率がかなり悪くなってしまつ。

（２）上記■の従来例において、光ファイバの先端を先
球状にすると、光ファイバの固定方法や位置決め方法力
釈通常に端面をカントしである光ファイバに比較して不
安定となる。また光ファイバのコアの横断面形状を光導
波路の横断面形状に近づける方法はその製作が困難であ
る。

０）上記■の従来例において、光ファイバと光導波路間
にレンズを入れる場合、数＋λｍのオーダーのレンズの
製作が高価となる。また光導波路の接続部にレンズ効果
を持たせることはその製造か困難でありコスト高となる
。

（４）上記■の従来例においては、接着剤による接着・
固定の工程が複雑となる。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、光ファ
イバと光導波路の結合効率を高めることができ、しかも
構造が簡単で容易に安価に製造できる光導波路と光ファ
イバの接続装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、光ファイバ１端面
の少なくともコア１１部分に断面円弧状或いは非円弧状
の曲面（例えば球面状・円筒面状）からなる凹面１５を
設け、該凹面１５を基板中或いは基板上に設けた光導波
路３の端面に対向させ、該光ファイバ１端面と光導波路
３端面間にできる空間に前記光ファイバ１のコア１１の
屈折率よりも高い屈折率を有する透光性の接着剤５を充
填して光導波路と光ファイバの接続装置を構成した。

〔作用〕

上記の如く光ファイバ１端面に凹面１５を設け、且つ該
凹面１５に充填される接着剤５をコア１１の屈折率より
も高い屈折率の材料で構成したので、該接着剤５はレン
ズ効果を持つこととなる。従ってコア１１から接着剤５
に導入きれる光は、集光され、これによって光ファイバ
と光導波路との結合効率は高められることとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基ついて詳細に説明する
。

第１図は本発明の１実施例にかかる光導波路と光ファイ
バの接続装置を示す側断面図である。

同図に示すようにこの接続装置は、光ファイバ１と、光
導波路３と、両者間を接着する接着剤５によって構成き
れている。

以下各構成材料について説明する。

第３図は前記光ファイバ１を示す図であり、同図（ａ）
は側断面図、同図（ｂ）は右側面図である。

同図に示すようにこの光ファイバ１は、コア１１とクラ
ンド１３によって構成きれ、その端面には球状の凹面１
５が設けられている。

次に第１図に示す光導波路３は、透明な基板３０の内部
（表面の場合もある）に、該基板３０より屈折率を大き
くした部分を設けることによって構成されている。この
光導波路３は、通常その横断面が矩形状に形成されてい
る。またこの光導波路３の端面は平面状に構成されてい
る。

次に接着剤５は、透光性の紫外線硬化樹脂等の接着剤で
構成され且つその屈折率ｎ２は光ファイバ１のコア１１
の屈折率ｎ１及び光導波路３の屈折率ｎ３よりも高い材
料で構成されている。

そして光ファイバ１の端面に設けた凹面１５を、光導波
路３の端面に対向きせ、該光ファイバｌの端面と光導波
路３の端面間にできた空間に前記接着剤５を充填すれは
、本発明にかかる光導波路と光ファイバの接続装置が完
成する。

次にこの接続装置の作用を主に第２図を用いて説明する
。

ここで第２図は光ファイバ１と光導波路３の接続部分の
拡大図である。

同図に示すように光ファイバ１のコア１１内を透過して
きた光は、その凹面１５において接着剤５内に導入され
るか、このとき接着剤５の屈折率ｎ２はコア１１の屈折
率ｎ１よりも高い。このため本発明のように光ファイバ
１の端面を凹面１５としておけは、前記接着剤５はコア
１１から導入される光に対して凸レンズの作用をし、こ
れによって該光は集光される。

従ってコア１１内の光は効率良く光導波路３内に導入さ
れ、光パワーの接続損失は低減化でき、結合効率を高め
ることができる。

第４図は本発明に用いる他の構造の光ファイバ１′を示
す図であり、同図（ａ）は側断面図、同区（ｂ）は右側
面図である。

同図に示すようにこの実施例においては、光ファイバ１
′の端面は、その全面を凹面とするのではなく、コア１
１′を含む中央の一部分のみを球面状の凹面１５′とし
て構成きれている。

そして上記第１図に示す実施例の場合と同様に、この凹
面１５’内に前記第１図に示すと同様の接着剤５を充填
してこれを光導波路３の端面に接着すれは、上記第１図
に示す実施例と同様の効果が生しる。

第５図は本発明に用いるさらに他の構造の光ファイバ１
″を示す図であり、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）
は右側面図、同図（ｃ）は光ファイバ１″の端面を示す
斜視図である。

同図に示すようにこの実施例においては、光ファイバ１
″の端面は、コア１１″を含む一部分を円筒面状の凹面
１５″として構成されている。

そして上記第１図に示す実施例の場合と同様に、この凹
面１５″内に前記接着剤５を充填してこれを光導波路３
の端面に接着すれは、上記第１因に示す実施例と同様の
効果が生しる。

なおこの実施例に示す円筒面状の凹面１５″は、この光
ファイバ１″の端面全面に形成してもよい。

ところで上記各実施例に用いる光ファイバの端面形状は
平面ではないが、該端面に設ける凹面の外Ｒ（及び該外
縁に連なる平面）は平面状となっているので、該光ファ
イバの光導波路端面への接触は該凹面の外縁部分が光導
波路端面に接触することとなる。従って光゛ファイバは
光導波路端面に確実に垂直に接続できることとなる。

以上本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の
変形が可能である。

■上記各実施例においては光ファイバの端面に設ける凹
面として球面状或いは円筒面状に構成したものを示した
が、本発明はこれに限られず、放物面や楕円面等、他の
各種の形状で凹面を構成してもよい。即ち要は光ファイ
バのコアがら接着剤内に導入される光が集光されるよう
な形状の凹面であればどのような形状の凹面であっても
よいのである。

■上記実施例においては光導波路は基板中に設けている
か、該光導波路は基板の上面に設けてもよい。

■上記実施例においては接着剤の屈折率をコア及び光導
波路の屈折率よりも高く構成したが、本発明はこれに限
られず、要は接着剤の屈折率がコアの屈折率よりも高け
れは本発明の効果を生ずる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係る光導波路ト光
ファイバの接続装置によれば、以下のような優れた効果
を有する。

（１）光ファイバのコアから接着剤中に導入きれる光は
該コア端面に設けた凹面によって屈折され集光されるた
め、光ファイバと光導波路との結合効率を高めることか
できる。

（２）光導波路の断面積に合わせて、接着剤の屈折率を
選ぶことで結合効率を調整することができる。

（３）本発明においては接続の結合効率を上げる方法と
してレンズ効果を利用しているので、光ファイバと光導
波路間において多少位置合わせの精度が悪くなっても、
それが直接結合効率の低下に反映される割合は少なくな
る。このため、その製造作業が容易となる。

（４）本発明による光ファイバ端面の光導波路端面への
接着・固定方法は、通常の光ファイバ端面の接着・固定
方法と何ら変わるところがなく、容易である。また両者
の接続部分にレンズ等の部品を用いる必要もなく、コス
トダウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例にかかる光導波路と光ファイ
バの接続装置を示ｒ側断面図、第２図は光ファイバ１と
光導波路３の接続部分の拡大図、第３図は光ファイバ１
を示す図、第４図は本発明に用いる他の構造の光ファイ
バ１′を示す図、第５図は本発明に用いるさらに他の構
造の光ファイバ１″を示す図である。 図中、１．１’、１″・・・光ファイバ、１１．１１’
、１１“・・・コア、１３．１３’、１３”・・・クラ
ンド、１５．１５′　、１５″・・・凹面、３・・・光
導波路、３０・・・基板、５・・・接着剤、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ファイバ端面の少なくともコア部分に断面円弧状或い
   は非円弧状の曲面からなる凹面を設け、該凹面を基板中
   或いは基板上に設けた光導波路の端面に対向させ、該光
   ファイバ端面と光導波路端面間にできた空間に前記光フ
   ァイバのコアの屈折率よりも高い屈折率を有する透光性
   の接着剤を充填したことを特徴とする光導波路と光ファ
   イバの接続装置。