JPH04250404A - 光回路とその製造方法 - Google Patents
光回路とその製造方法Info
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- JPH04250404A JPH04250404A JP835191A JP835191A JPH04250404A JP H04250404 A JPH04250404 A JP H04250404A JP 835191 A JP835191 A JP 835191A JP 835191 A JP835191 A JP 835191A JP H04250404 A JPH04250404 A JP H04250404A
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Landscapes
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や光情報処理に
用いる導波型光デバイスの光回路およびその製造方法に
関するものである。
用いる導波型光デバイスの光回路およびその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術を説明するために、導波型光デ
バイスの一例として挙げた光遅延回路の構成を図４に示
す。これは、平坦な基板１上にＳｉＯ２等を主体とする
酸化物ガラス材料で形成された直線状の入出力導波路２
と、該入出力導波路２と３ｄＢカプラで結合したループ
状の周回回路３とで構成されている。上記入出力導波路
２の図面左側から入射した入力光パルスは、上記３ｄＢ
カプラで１／２の強度になって出力側に出射すると同時
に、上記周回回路３に入射する。周回回路３に入射した
光パルスは、１周期毎に強度を１／２ずつに弱めながら
出力端より出射し、周回回路１周期時間ｔ０間隔で遅延
した光パルス列が得られる。この回路の問題点は、遅延
効果は得られるもののＮ周期分遅延した光パルスは、強
度が（１／２）のＮ＋１乗となり、遅延をかければかけ
るだけ強度が弱まってしまうことである。実際には導波
損失も加味しなければならず、遅延光の減衰は上記光パ
ルスよりも著しいものになる。これを改善するには、図
４に破線で示したように、周回回路３中に光増幅器４、
例えば光増幅器として有力な半導体レーザダイオード増
幅器（ＬＤ光増幅器）を挿入すればよいことになる。
バイスの一例として挙げた光遅延回路の構成を図４に示
す。これは、平坦な基板１上にＳｉＯ２等を主体とする
酸化物ガラス材料で形成された直線状の入出力導波路２
と、該入出力導波路２と３ｄＢカプラで結合したループ
状の周回回路３とで構成されている。上記入出力導波路
２の図面左側から入射した入力光パルスは、上記３ｄＢ
カプラで１／２の強度になって出力側に出射すると同時
に、上記周回回路３に入射する。周回回路３に入射した
光パルスは、１周期毎に強度を１／２ずつに弱めながら
出力端より出射し、周回回路１周期時間ｔ０間隔で遅延
した光パルス列が得られる。この回路の問題点は、遅延
効果は得られるもののＮ周期分遅延した光パルスは、強
度が（１／２）のＮ＋１乗となり、遅延をかければかけ
るだけ強度が弱まってしまうことである。実際には導波
損失も加味しなければならず、遅延光の減衰は上記光パ
ルスよりも著しいものになる。これを改善するには、図
４に破線で示したように、周回回路３中に光増幅器４、
例えば光増幅器として有力な半導体レーザダイオード増
幅器（ＬＤ光増幅器）を挿入すればよいことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
のように周回回路３の途中に光増幅器４等の光機能素子
を装着しようとする場合は、図５に示すように光軸に垂
直なｘ，ｙ方向の位置決めだけでなく、ｘ，ｙ軸を回転
軸とするあおり調整が必要となり、位置決めの固定作業
は導波路端装着に比べてはるかに困難となる。したがっ
て、図４に示す例のような光遅延回路をはじめとして、
光機能素子の回路中装着を必要とする導波型光デバイス
の製造では、位置決め固定作業に多軸高精度制御を必要
とし、工程が繁雑になって製造コストが高くなるという
問題点があった。
のように周回回路３の途中に光増幅器４等の光機能素子
を装着しようとする場合は、図５に示すように光軸に垂
直なｘ，ｙ方向の位置決めだけでなく、ｘ，ｙ軸を回転
軸とするあおり調整が必要となり、位置決めの固定作業
は導波路端装着に比べてはるかに困難となる。したがっ
て、図４に示す例のような光遅延回路をはじめとして、
光機能素子の回路中装着を必要とする導波型光デバイス
の製造では、位置決め固定作業に多軸高精度制御を必要
とし、工程が繁雑になって製造コストが高くなるという
問題点があった。
【０００４】本発明は、高性能な光遅延回路などの導波
型光デバイスとして、ＬＤ増幅器などの光機能素子を、
酸化物ガラス材料で形成された光回路内に、歩留りよく
簡易な工程で安価に装着することを目的とする。
型光デバイスとして、ＬＤ増幅器などの光機能素子を、
酸化物ガラス材料で形成された光回路内に、歩留りよく
簡易な工程で安価に装着することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、平坦な基板
上に形成された光導波回路の導波路途中にあけた角型貫
通孔の、導波路端部を含む側壁に、光ファイバを接続す
るためのＶ溝板を有し、光ファイバ付光機能モジュール
が上記Ｖ溝板と光ファイバ押し当て板とにより、上記貫
通孔で導波路と光学的に接続されることによって達成さ
れる。
上に形成された光導波回路の導波路途中にあけた角型貫
通孔の、導波路端部を含む側壁に、光ファイバを接続す
るためのＶ溝板を有し、光ファイバ付光機能モジュール
が上記Ｖ溝板と光ファイバ押し当て板とにより、上記貫
通孔で導波路と光学的に接続されることによって達成さ
れる。
【０００６】
【作用】酸化物ガラス材料で作られた光導波回路の特徴
の１つは、光ファイバとの整合性がよい導波構造の作製
が可能であり（Ｎ． Ｔａｋａｎｏ， Ｍ． Ｙａｓｕ
ａｎｄ Ｋ． Ｋａｗａｃｈｉ，“Ｌｏｗ−Ｌｏｓｓ
Ｈｉｇｈ−Ｓｉｌｉｃａ Ｅｍｂｅｄｅｄ Ｃｈａｎ
ｎｅｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ”「エレクトロニクス・
レターズ」２２、ｐ３２１（１９８６））、光ファイバ
との直接接続で０．５ｄＢ以下の低結合損が容易に実現
できることである。一方、従来技術の説明で記載した光
遅延回路に必須の構成要素である光増幅器としては、Ｌ
Ｄとの接続光学系の簡素化と小型化の可能性に着目して
、先球光ファイバを利用した超小型ファイバ付ＬＤ光増
幅器モジュールが実現されている（照井、小湊、小林“
無損失１×２光ゲートスイッチ”「’８９電子情報通信
学会秋季大会予稿」Ｃ−２１５、１９８９）。したがっ
て、このファイバ付ＬＤ光増幅器モジュールを上記ガラ
ス光回路中に装着することが考えられる。
の１つは、光ファイバとの整合性がよい導波構造の作製
が可能であり（Ｎ． Ｔａｋａｎｏ， Ｍ． Ｙａｓｕ
ａｎｄ Ｋ． Ｋａｗａｃｈｉ，“Ｌｏｗ−Ｌｏｓｓ
Ｈｉｇｈ−Ｓｉｌｉｃａ Ｅｍｂｅｄｅｄ Ｃｈａｎ
ｎｅｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ”「エレクトロニクス・
レターズ」２２、ｐ３２１（１９８６））、光ファイバ
との直接接続で０．５ｄＢ以下の低結合損が容易に実現
できることである。一方、従来技術の説明で記載した光
遅延回路に必須の構成要素である光増幅器としては、Ｌ
Ｄとの接続光学系の簡素化と小型化の可能性に着目して
、先球光ファイバを利用した超小型ファイバ付ＬＤ光増
幅器モジュールが実現されている（照井、小湊、小林“
無損失１×２光ゲートスイッチ”「’８９電子情報通信
学会秋季大会予稿」Ｃ−２１５、１９８９）。したがっ
て、このファイバ付ＬＤ光増幅器モジュールを上記ガラ
ス光回路中に装着することが考えられる。
【０００７】上記のような考えによる本発明の光回路の
構造を図１および図２に示す。図１に示すように、平坦
な基板１上に形成された導波路３′の途中に角型の貫通
孔５をあけ、上記貫通孔５の導波路３′に垂直な側壁２
個所に、導波路３′と光ファイバとを接続するためのＶ
溝板６を接着剤９で位置決め固定している。上記貫通孔
５には、貫通孔５の光軸方向の長さに合わせて切断した
ファイバ付光機能モジュール７（図１の例では先球ファ
イバＬＤ光増幅器モジュール）が、図２に示すように、
両端ファイバ部７′が上記Ｖ溝に入るようにはめこまれ
ており、その上から押し当て板１０および接着剤９′に
よって導波路３′との接続部が固定されている。
構造を図１および図２に示す。図１に示すように、平坦
な基板１上に形成された導波路３′の途中に角型の貫通
孔５をあけ、上記貫通孔５の導波路３′に垂直な側壁２
個所に、導波路３′と光ファイバとを接続するためのＶ
溝板６を接着剤９で位置決め固定している。上記貫通孔
５には、貫通孔５の光軸方向の長さに合わせて切断した
ファイバ付光機能モジュール７（図１の例では先球ファ
イバＬＤ光増幅器モジュール）が、図２に示すように、
両端ファイバ部７′が上記Ｖ溝に入るようにはめこまれ
ており、その上から押し当て板１０および接着剤９′に
よって導波路３′との接続部が固定されている。
【０００８】上記のような構成の光回路の製造方法を図
３について記載する。導波路３′の途中の所望の位置に
角型貫通孔５をあけたのち、導波回路の基板端よりモニ
タ用に導波光を通しておく。つぎに貫通孔５の導波路端
近傍に、Ｖ溝位置合わせ用光ファイバ１１を導波路側か
ら近づける。基板の裏面側からチャック１２で保持した
Ｖ溝板６を上記貫通孔５に差入れ、導波路端がある側壁
をすべらせながら上記光ファイバ１１がＶ溝に保持され
るようにする。上記Ｖ溝位置合わせ用光ファイバ１１が
ほぼ光軸を含むｘｚ平面内にあり、かつ、常に光ファイ
バ１１自身の弾性によってＶ溝部に光ファイバ端が保持
されている状態を保ちつつ、チャック１２で上記Ｖ溝板
６を貫通孔５の側壁に沿って滑らせながら移動させ、光
ファイバ１１の他端から出力光をモニタする。上記出力
光が最大になったところでチャック１２によって上記Ｖ
溝板６を側壁に押し付け、この状態で接着剤９を用いて
Ｖ溝板６を側壁に固定する。上記作業を反対側の側壁に
ついても繰り返し、図１に示す基板１ができる。つぎに
、上記貫通孔５の光軸方向の長さに合わせて切断した光
ファイバ付光機能モジュール７を、両側の光ファイバ部
７′がＶ溝にはまり込むように挿入する。最後に図２に
示すように、押し当て板１０で光ファイバ部７′をＶ溝
に押し当てながら、接着剤９′で上記押し当て板１０を
Ｖ溝板６に固定して本発明の光回路が完成する。
３について記載する。導波路３′の途中の所望の位置に
角型貫通孔５をあけたのち、導波回路の基板端よりモニ
タ用に導波光を通しておく。つぎに貫通孔５の導波路端
近傍に、Ｖ溝位置合わせ用光ファイバ１１を導波路側か
ら近づける。基板の裏面側からチャック１２で保持した
Ｖ溝板６を上記貫通孔５に差入れ、導波路端がある側壁
をすべらせながら上記光ファイバ１１がＶ溝に保持され
るようにする。上記Ｖ溝位置合わせ用光ファイバ１１が
ほぼ光軸を含むｘｚ平面内にあり、かつ、常に光ファイ
バ１１自身の弾性によってＶ溝部に光ファイバ端が保持
されている状態を保ちつつ、チャック１２で上記Ｖ溝板
６を貫通孔５の側壁に沿って滑らせながら移動させ、光
ファイバ１１の他端から出力光をモニタする。上記出力
光が最大になったところでチャック１２によって上記Ｖ
溝板６を側壁に押し付け、この状態で接着剤９を用いて
Ｖ溝板６を側壁に固定する。上記作業を反対側の側壁に
ついても繰り返し、図１に示す基板１ができる。つぎに
、上記貫通孔５の光軸方向の長さに合わせて切断した光
ファイバ付光機能モジュール７を、両側の光ファイバ部
７′がＶ溝にはまり込むように挿入する。最後に図２に
示すように、押し当て板１０で光ファイバ部７′をＶ溝
に押し当てながら、接着剤９′で上記押し当て板１０を
Ｖ溝板６に固定して本発明の光回路が完成する。
【０００９】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明による光回路の一実施例を示す構成図
、図２は上記実施例の完成状態を説明する図、図３は上
記実施例の製造方法を説明する図である。
る。図１は本発明による光回路の一実施例を示す構成図
、図２は上記実施例の完成状態を説明する図、図３は上
記実施例の製造方法を説明する図である。
【００１０】導波回路には厚さ１ｍｍのＳｉ基板上に火
炎直接堆積法で形成した厚さ５０μｍのＴｉドープ石英
系光回路を用いた。コアサイズは７μｍ角で、コアとク
ラッドとの屈折率差は０．２％である。上記導波回路に
は、図１に示すように導波路３′の途中に、セラミック
加工用ドリルによって４ｍｍ角の孔を貫通してあけた。 つぎに、上記光回路の基板１の端に位置する導波路３′
の端に光ファイバを接続し、ここから波長１．３μｍの
光を上記導波回路内にモニタ光として入射させた。つい
で図３に示すように、Ｖ溝位置合わせ用光ファイバ１１
として単一モード光ファイバを設置し、透明石英製でＶ
溝長０．３ｍｍのＶ溝板６をチャック１２で保持して、
貫通孔５の側壁を滑らせながら上記光ファイバ１１がＶ
溝に保持されるようにし、上記光ファイバ１１の他端か
らモニタした出力光が最大になるように確認した上で、
上記Ｖ溝板６を側壁に紫外線硬化樹脂よりなる接着剤９
を用い、位置決め固定した。上記作業を貫通孔５の反対
側の側壁にも繰り返して行う。つぎに、光ファイバ付光
機能モジュール７として、１．２ｍｍ角で長さ２．５ｍ
ｍの匡体中に納められた図１に示す形態のＬＤ光増幅器
モジュールを、全長が３．９８ｍｍになるように両側の
入出力ファイバ部７′を切断したのち、上記貫通孔５の
Ｖ溝に挿入した。最後に上記Ｖ溝に挿入された光ファイ
バ部７′の上から、透明石英製の押し当て板１０を図２
に示すように押し当てながら、接着剤９′を導波路３′
と光ファイバ部７′および押し当て板１０の間によく浸
透させて硬化させた。上記接着剤９′としては、接続損
失の低減と反射を防止するため、上記導波路３′および
光ファイバ部７′と屈折率整合がとれた紫外線硬化樹脂
を使用した。用いた光増幅モジュールは波長１．３μｍ
、注入電流３０ｍＡで７ｄＢの利得が得られるものであ
ったが、上記のように導波回路中に挿入した結果では、
導波路−導波路間で注入電流３０ｍＡの場合に６ｄＢで
あった。すなわち、光ファイバ付光機能モジュール７と
導波路３′間の接続損は片端０．５ｄＢであった。
炎直接堆積法で形成した厚さ５０μｍのＴｉドープ石英
系光回路を用いた。コアサイズは７μｍ角で、コアとク
ラッドとの屈折率差は０．２％である。上記導波回路に
は、図１に示すように導波路３′の途中に、セラミック
加工用ドリルによって４ｍｍ角の孔を貫通してあけた。 つぎに、上記光回路の基板１の端に位置する導波路３′
の端に光ファイバを接続し、ここから波長１．３μｍの
光を上記導波回路内にモニタ光として入射させた。つい
で図３に示すように、Ｖ溝位置合わせ用光ファイバ１１
として単一モード光ファイバを設置し、透明石英製でＶ
溝長０．３ｍｍのＶ溝板６をチャック１２で保持して、
貫通孔５の側壁を滑らせながら上記光ファイバ１１がＶ
溝に保持されるようにし、上記光ファイバ１１の他端か
らモニタした出力光が最大になるように確認した上で、
上記Ｖ溝板６を側壁に紫外線硬化樹脂よりなる接着剤９
を用い、位置決め固定した。上記作業を貫通孔５の反対
側の側壁にも繰り返して行う。つぎに、光ファイバ付光
機能モジュール７として、１．２ｍｍ角で長さ２．５ｍ
ｍの匡体中に納められた図１に示す形態のＬＤ光増幅器
モジュールを、全長が３．９８ｍｍになるように両側の
入出力ファイバ部７′を切断したのち、上記貫通孔５の
Ｖ溝に挿入した。最後に上記Ｖ溝に挿入された光ファイ
バ部７′の上から、透明石英製の押し当て板１０を図２
に示すように押し当てながら、接着剤９′を導波路３′
と光ファイバ部７′および押し当て板１０の間によく浸
透させて硬化させた。上記接着剤９′としては、接続損
失の低減と反射を防止するため、上記導波路３′および
光ファイバ部７′と屈折率整合がとれた紫外線硬化樹脂
を使用した。用いた光増幅モジュールは波長１．３μｍ
、注入電流３０ｍＡで７ｄＢの利得が得られるものであ
ったが、上記のように導波回路中に挿入した結果では、
導波路−導波路間で注入電流３０ｍＡの場合に６ｄＢで
あった。すなわち、光ファイバ付光機能モジュール７と
導波路３′間の接続損は片端０．５ｄＢであった。
【００１１】つぎに、半径ｒ＝３．０６ｃｍで直線部の
長さｌ＝４ｍｍの図４に示すような繭型の周回回路（回
路長２０ｃｍ）３をもつ光遅延回路を３インチＳｉ基板
上に作製し、４ｍｍの直線部に上記光増幅器モジュール
を装着した。この回路にパルス幅１００ｐｓの光パルス
を入射したところ、注入電流３０ｍＡで１ｎｓ間隔で５
０周期以上の無減衰遅延パルスが観測できた。
長さｌ＝４ｍｍの図４に示すような繭型の周回回路（回
路長２０ｃｍ）３をもつ光遅延回路を３インチＳｉ基板
上に作製し、４ｍｍの直線部に上記光増幅器モジュール
を装着した。この回路にパルス幅１００ｐｓの光パルス
を入射したところ、注入電流３０ｍＡで１ｎｓ間隔で５
０周期以上の無減衰遅延パルスが観測できた。
【００１２】
【発明の効果】上記のように本発明による光回路は、平
坦な基板上に形成された光導波回路の、導波路途中にあ
けた角型貫通孔の導波路端部を含む側壁に、光ファイバ
を接続するためのＶ溝板を有し、光ファイバ付光機能モ
ジュールが上記Ｖ溝板と光ファイバ押し当て板とにより
、上記貫通孔で導波路と光学的に接続されることによっ
て、光回路内にファイバ付光機能モジュールを低損失で
挿入することが可能となり、高性能導波型光遅延回路を
実現することができる。なお、デバイス全体で少なから
ぬ価格を占める能動素子を無調整で回路中に組込めるた
め、製品の大幅な歩留り向上と低価格化が実現できる。
坦な基板上に形成された光導波回路の、導波路途中にあ
けた角型貫通孔の導波路端部を含む側壁に、光ファイバ
を接続するためのＶ溝板を有し、光ファイバ付光機能モ
ジュールが上記Ｖ溝板と光ファイバ押し当て板とにより
、上記貫通孔で導波路と光学的に接続されることによっ
て、光回路内にファイバ付光機能モジュールを低損失で
挿入することが可能となり、高性能導波型光遅延回路を
実現することができる。なお、デバイス全体で少なから
ぬ価格を占める能動素子を無調整で回路中に組込めるた
め、製品の大幅な歩留り向上と低価格化が実現できる。
【図１】本発明による光回路の一実施例を示す構成図で
ある。
ある。
【図２】上記実施例の完成状態を説明する図である。
【図３】上記実施例の製造方法を説明する図である。
【図４】導波型光遅延回路の構成図である。
【図５】従来の光機能素子を回路間に装着するための説
明図である。
明図である。
１ 基板
３′ 導波路
５ 貫通孔
６ Ｖ溝板
７ 光ファイバ付光機能モジュール９、９′
接着剤 １０ 押し当て板
接着剤 １０ 押し当て板
Claims (2)
- 【請求項１】平坦な基板上に形成した光導波回路の、導
波路途中にあけた角型貫通孔の導波路端部を含む側壁に
、光ファイバを接続するためのＶ溝板を有し、光ファイ
バ付光機能モジュールが上記Ｖ溝板と光ファイバの押し
当て板とにより、上記貫通孔で導波路と光学的に接続さ
れた光回路。 - 【請求項２】平坦な基板上に形成した光導波回路で、所
望部位の導波路途中に角型の貫通孔をあける工程と、上
記貫通孔の光軸を含む基板に垂直な平面内にあるように
、貫通孔から十分遠方で保持したＶ溝位置合わせ用光フ
ァイバの端部を、上記貫通孔の側壁の導波路端部近傍に
導波路が形成された側から設置する工程と、チャックで
保持したＶ溝板を上記基板の裏面から貫通孔に挿入する
工程と、上記Ｖ溝位置合わせ用光ファイバの弾性によっ
て上記光ファイバの端部をＶ溝に収めながら、上記Ｖ溝
板を貫通孔の側壁に沿って滑らせ、上記光ファイバ端を
上記導波路と最良結合位置に位置合わせする工程と、上
記Ｖ溝板をチャックで貫通孔側壁に押付けたのち接着剤
で固定する工程と、上記Ｖ溝板を固定した側と反対側の
貫通孔側壁に対して、上記と同様にＶ溝板を固定する工
程と、上記Ｖ溝板のＶ溝に光ファイバ付光機能モジュー
ルの光ファイバ部を、押し当て板で押し付けたのち、上
記光機能モジュールの光ファイバ部および押し当て板を
、上記Ｖ溝板に接着剤で固定する工程とにより順次形成
する光回路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP835191A JPH04250404A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 光回路とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP835191A JPH04250404A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 光回路とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250404A true JPH04250404A (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=11690806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP835191A Pending JPH04250404A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 光回路とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04250404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019239839A1 (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ接続部品および光デバイスの作製方法 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP835191A patent/JPH04250404A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019239839A1 (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ接続部品および光デバイスの作製方法 |
| JP2019215405A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ接続部品および光デバイスの作製方法 |
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