JPH04140702A - 光ファイバと光導波路の接続方法及び接続装置 - 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、グレーデッドインデックス型の光ファイバと
光導波路の接続方法及び接続構造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
の分野で使用きれている。

そしてグレーデッドインデックス型の光ファイバからこ
の光導波路中に光を導入するには、該光ファイバの端面
を光導波路の端面に近接配置することによって行なわれ
る。

ここで従来の光ファイバと光導波路の接続方法としては
、以下のようなものがあった。

■直接光ファイバと光導波路の端面同士を接続する方法
（ＢＵＴＴ−ＪＯＩＮＴ法）。なお両者間を固定するに
は、接着剤を用いたり、レーザ溶着を行なったりする。

■光ファイバ先端を先球状にしたり、光ファイバのコア
形状を細くしたりして、光導波路の横断面形状に近づけ
ることにより、その結合効率を高めるようにする方法。

■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
にする方法。

■光導波路と光ファイバを接着する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たり、接
着剤でレンズを作ったりして、光ファイバ端面からの光
の広がりを小きくする方法。

〔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との位置合わせ精度により決
定きれる為、位置決めの許容誤差がかなり厳しく制限さ
れる。

（り上記■の従来例においては、光ファイバのコア形状
を光導波路の横断面形状に近うける方法が困難である。

また光ファイバ先端が先球状の場合、光ファイバの固定
方法が、通常に端面をカットしである光ファイバに比較
して不安定である。

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は、数十λｍのレンズの作製が高
価となる。また光導波路側にレンズ部を形成する場合は
、光導波路の作製工程が複雑になる。

（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、グレー
デッドインデックス型の光ファイバと光導波路を接続・
結合する場合に、光パワーの接続損失を低減化して結合
効率を高め、しかも構造が簡単で製造が容易な光ファイ
バと光導波路の接続方法及び接続構造を提供することに
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、光ファイバと光導
波路の接続方法を、グレーデッドインデックス型の光フ
ァイバ端面をエツチング液に浸漬することによってその
コア部分の端面を湾曲凹面状にエツチングする工程と、
該コアの端面を含む光ファイバ端面と基板中或いは基板
上に設けた光導波路の端面間を、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介在さ
せて接着・固定する工程とによって構成した。

また本発明は、光ファイバと光導波路の接続装置を、グ
レーデッドインデックス型の光ファイバのコア部分の端
面を湾曲凹面状に形成し、該コア部分の端面を基板中或
いは基板上に設けた光導波路の端面に対向させ、該コア
の端面を含む光ファイバ端面と光導波路端面間に前記光
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て両者間を接着・固定することによ
って構成した。

〔作用〕

上記の如く本発明によれは、コア部分の端面を湾曲凹面
状とする工程は、エツチングというｐＨ，！１な方法で
行なえることとなる。

また光ファイバのコア部分の端面を湾曲凹面状に形成し
、且つ該コアの端面を含む光ファイバ端面と光導波路端
面間にコアの屈折率よりも高い屈折率の材料で構成した
接着剤を充填したので、該接着剤はコアの端面において
レンズ効果を持つこととなる。従ってコアから接着剤に
導入きれる光は、集光され、これによって光ファイバと
光導波路間の結合効率は高められる。

なお結合効率は、接着剤の屈折率を選ぶことで調整する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明に用いるグレーデッドインデックス型の
光ファイバ１を示す図であり、同図（ａ）は該光ファイ
バ１の端部を示す側断面図、同図（ｂ）は該光ファイバ
１のコア１１の屈折率分布を示す図、同図（Ｃ）は該コ
ア１１のＧｅドープ量分布を示す図である。

同図（ａ）に示すようにこの実施例に用いる光ファイバ
１は、グレーデッドインデックス型のものであり、コア
１１とクラッド１３によって構成きれている。

ここでこのコア１１部分には、同図（ｂ）に示すような
屈折率分布（コア１１の中心部はと屈折率が高い分布）
を持たせるために、石英にＧｅ（ゲルマニウム）等のド
ーパントを添加することとしているが、そのドーパント
量は同図（Ｃ）に示すように、コア１１の中心部はど多
くなっている。これは石英にＧｅ等のドーパントをドー
プすればするほどその屈折率が上昇するからである。

なおりラッド１３部分はこの実施例においては純粋石英
で構成されている。

次に第２図は本発明を用いて光ファイバと光導波路を接
続する方法を示す図でおる。

即ちまず同図（ａ）に示すように、前記第１図に示す光
ファイバ１の端部をフッ酸溶液からなるエツチング液２
０に浸して、該光ファイバ１の端面をエンチングする。

ところでこのときのエツチングの速度は、石英中のドー
パント量が多けれは多いはと速い。

従って光ファイバ１端面のコア１１部分のエツチング速
度は、ドーパント量の多い中心部はと速く、このため時
間とともに、該コア１１の端面１５は湾曲した凹面状に
形成されて行き、同図（ｂ）に示すような形状となる。

なおりラッド１３部分の端面１７は、コア１１部分より
もエツチング速度が遅く、しかも均一にエツチングきれ
るので、平面状のままとなる。

そして同図（Ｃ）に示すように、上記光ファイバ１の端
面と光導波路３の端面間を、接着剤５を介在して接着・
固定すれば、光ファイバ１と光導波路３の接続は完了す
る。

なおここで光導波路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きれている。ま
たこの光導波路３の端面ば平面状に構成されている。

一方接着剤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よりも高い材料で構成されている。

なお光ファイバ１と光導波路３の端面間を接着剤５で接
着したとき、同図（Ｃ）に示すように、コア１１の凹面
状の端面１５と光導波路３の端面間にできる空間Ａには
、接着剤５が満だきれた状態となっている。

次にこの光ファイバ１と光導波路３の接続部分の作用に
ついて主に第３図を用いて説明する。

ここで第３図は光ファイバ１と光導波路３の接、＃ｉ！
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、その凹面状の端面１５において接着剤５内
に導入きれるが、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コア１１の端面１５を凹面状に
しておけば、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、これによって故人は集光
する方向に屈折される。

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。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係る光ファイバと
光導波路の接続方法及び接続装置によれば、以下のよう
な優れた効果を有する。

（１）エツチングという簡単な方法で、光ファイバのコ
ア端面を目的の凹面形状に仕上げることができるので、
その工程が複雑になることはない。

（２）光ファイバのコアから接着剤中に導入される光は
、凹面状のコア端面によって屈折され集光きれるため、
光ファイバと光導波路の結合効率を高めることができる
。

（３）光導波路の断面形状に合わせて、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。

（４）本発明においては、接続の結合効率を上げるため
の方法としてレンズ効果を利用しているので、光ファイ
バと光導波路間の位置合わせの精度が多少悪くても、そ
れが直接、結合効率の低下に反映される割合が少なくな
る。このため接続作業が容易となる。

（９光ファイバ端面の形状は、コアの部分はフラットで
はないが、クランドの部分はフラットなので、光導波路
への接着や固定の方法は、通常の光ファイバ端面の光導
波路への接続方法と何ら変わることがなく、容易である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるグレーデッドインデックス型の
光ファイバ１を示す図、第２図は本発明を用いて光ファ
イバと光導波路を接続する方法を示す図、第３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。 図中、１・・・光ファイバ、１１・・・コア、１５・・
・端面、３・・・光導波路、３０・・・基板、５・・・
接着剤、である。 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第１ 図 第３ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）グレーデッドインデックス型の光ファイバ端面を
   エッチング液に浸漬することによってそのコア部分の端
   面を湾曲凹面状にエッチングする工程と、 該コアの端面を含む光ファイバ端面と基板中或いは基板
   上に設けた光導波路の端面間を、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介在さ
   せて接着・固定する工程とを具備することを特徴とする
   光ファイバと光導波路の接続方法。
2. （２）グレーデッドインデックス型の光ファイバのコア
   部分の端面を湾曲凹面状に形成し、該コア部分の端面を
   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
   、該コアの端面を含む光ファイバ端面と光導波路端面間
   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て両者間を接着・固定した
   ことを特徴とする光ファイバと光導波路の接続装置。