JPH04257805A - 導波路型光デバイス - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導波路型光デバイスに
関する。より詳細には、本発明は、平面光導波路を含む
導波路型光デバイスであって、特に光ファイバとの容易
且つ低損失な結合が可能で、且つ使用中の温度変化によ
り結合効率が悪化することがない新規なデバイスの構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】平面光導波路は、各種の光制御素子、光
受動素子等の光素子に使用される。このような光素子に
使用されている平面光導波路は、光ファイバと結合して
使用に供される場合が多い。図３（ａ）に、上述のよう
な光ファイバと平面光導波路との結合部を拡大して示す
。 同図に示すように、基体３１上に形成された平面光導波
路３２と光ファイバ３３とは、一般に樹脂系の接着材３
４によって結合される。このとき、結合損失を抑制する
ために、互いの導波光の光軸を一致させなければならな
い。従って、実際には、光ファイバ３３を１本毎に光軸
調整し、それぞれの光ファイバ３３を直接対応する平面
光導波路３２に結合することになる。このような煩雑な
方法は、実験レベルあるいは結合箇所が少数であるよう
な場合にしか適用できない。

【０００３】図３（ｂ）は、上記の問題に対処して、複
数の光ファイバを平面光導波路に結合する場合に使用す
るコネクタ部材を示す図である。即ち、複数の光ファイ
バ３３を、基体３１の表面に形成された複数の平面光導
波路３２に結合する際に、基体３１上の平面光導波路３
２の間隔と等しい間隔で光ファイバ３３を保持するコネ
クタ部材３５を使用し、複数の光ファイバ３３を一括し
て光軸調整するものである。しかしながら、図３（ｂ）
に示すような方法では、依然として、光ファイバの光軸
方向に直角であり且つ互いに直角な２方向の位置と、相
互の光軸の角度とについて、複数の光ファイバ３３と平
面光導波路３２との調整を行う必要がある。

【０００４】そこで、本件出願人が平成元年１２月２６
日に出願した平成１年特許願第３３６９７１号には、結
合時の光軸調整が容易な結合補助装置を含む光デバイス
の構成が提案されている。図２に上記の光デバイスを示
す。図２の光デバイスは、図中では下面に１対の平面光
導波路を備えた基体２４と、各々端部をコネクタ部材２
５に保持されたそれぞれ１対の光ファイバ２６とを結合
する。コネクタ部材２５は、互いに対向する面上にそれ
ぞれＶ字型の断面形状を有する溝が形成されている上側
部材２５ａ　と下側部材２５ｂ　とを接着して一体とす
ることによって構成されている。各光ファイバ２６は、
上側部材２５ａ　と下側部材２５ｂ　との間に、上記の
Ｖ字型の溝に一部を収容された各光ファイバ２６の光軸
が、上側部材２５ａ　の下面と同一面上に配置されるよ
うに挟持される。

【０００５】一方、基台２１は、支持部材２１ａ　と支
持枠２１ｂ　とから構成されている。支持部材２１ａ　
は、硬質セラミクス製であり、上側の支持面は、平坦度
が２μｍ以下となるように仕上げられている。また、コ
ネクタ部材２５の下側部材２５ｂ　を収容し、コネクタ
部材２５が所定の範囲で自由に支持部材２１ａ　上を滑
動できるように、支持部材には幅広の１対の溝２７が形
成されている。支持枠２１ｂ　の両側部には、平面光導
波路を搭載した基体２４を固定する図示していないホル
ダを固定するためのボルト穴が形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の光デバイスでは
、基体２４の下面に形成された平面導波路および対応す
る光ファイバ２６の光軸の基台２１に垂直な方向の位置
は、基台２１上に基体２４およびコネクタ部材２５を固
定すると自動的に一致するよう構成されている。しかし
ながら、基台２１、基体２４およびコネクタ部材２５の
熱膨張率が異なると、使用中の温度変化に伴い歪が生じ
、光軸ズレを起こす。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決した、使用中の温度変化により結合効率が
悪化することがない光デバイスを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に従うと、それぞ
れの端面が同一平面上に一列に並列するよう表面上に形
成された複数の平面光導波路を備えた基体を搭載し、複
数の光ファイバの端部を前記平面光導波路と同じ間隔で
保持するコネクタ部材を、前記光ファイバと前記平面光
導波路とが光学的に結合されるように支持し且つ案内す
る形状を具備する基台を備えた導波路型光デバイスにお
いて、前記基台が、前記基体、前記コネクタ部材および
前記基台自身の熱膨張による寸法の変化しても、前記平
面光導波路と前記光ファイバとの相対的な位置が変化し
ないよう配置されている複数の部材で構成されているこ
とを特徴とする導波路型光デバイスが提供される。

【０００９】上記本発明の導波路型光デバイスにおいて
は、前記基台が、前記基体の平面光導波路の長手方向に
並列配置されている２個の部材を具備し、前記基体が実
質的に該２個の部材上に配置されていることが好ましく
、また、前記基体の平面光導波路の長手方向および幅方
向にそれぞれ並列配置されている４個の部材を具備し、
前記基体が実質的に該４個の部材上に配置されているこ
とが好ましい。さらに、前記基台を構成する各部材が容
易に弾性変形する結合部材により結合されていることが
好ましい。

【００１０】

【作用】本発明の導波路型光デバイスは、平面光導波路
が形成された基体を搭載し、光ファイバを保持したコネ
クタ部材を支持且つ案内する基台が、温度変化による各
部の寸法の変化により、前記平面光導波路と前記光ファ
イバとの相対的な位置が変化しないよう配置されている
複数の部材で構成されているところにその主要な特徴が
ある。本発明の導波路型光デバイスは、例えば、基台が
、間隙を持って軟質プラスチックで結合された２個のＳ
ｉ製の部材で構成され、平面光導波路が形成された基体
の平面導波路の端部がある両端および光ファイバを保持
したコネクタ部材が、それぞれの部材に搭載される構成
とすることができる。また、この２個の部材をさらに２
分割して４個の部材で基台を構成することも好ましい。

【００１１】上記本発明の導波路型光デバイスでは、使
用中に各部の温度が変化して不均一な熱膨張が起こり寸
法が変化しても、基台を構成する各部材間の間隙で寸法
の変化を吸収し、平面光導波路と光ファイバとの相対的
な位置関係が変化しない。従って、使用中に平面光導波
路と光ファイバとの間の結合損失が増大することがない
。

【００１２】本発明の導波路型光デバイスでは、上記基
台の各部材に硬質で熱膨張率が小さく、高い精度で仕上
げ可能な材料を使用することが好ましい。具体的には、
上述のＳｉの他、Ａｌ２Ｏ３　等のセラミックを使用す
ることが好ましい。

【００１３】また、本発明の導波路型光デバイスでは、
上記の基体の平面光導波路の形成してある表面が上記の
基台表面に接触するよう、基体が搭載されていることが
好ましい。基台の表面を平滑に仕上げ、このように基体
を搭載することにより、基台表面を平面光導波路の光軸
およびコネクタ部材に保持された光ファイバの光軸の基
準面として使用することが可能になる。

【００１４】さらに、本発明の導波路型光デバイスでは
、基台を構成する各部材をゴム、軟質プラスチックのよ
うな容易に弾性変形する材料で結合することが好ましい
。基台を構成する各部材を結合することにより、本発明
の導波路型光デバイスの組立工程における取扱が容易に
なるからである。また、結合に使用する材料は、基台を
構成する各部材の熱膨張による特に長さの変化を妨げな
いように弾性変形する軟質のものを使用することが好ま
しい。

【００１５】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく
説明するが、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲をなんら制限するものではない
。

【００１６】

【実施例】図１（ａ）に本発明の導波路型光デバイスの
一例の斜視図を示す。図１（ａ）の導波路型光デバイス
は、図２に示したコネクタ部材２５と同様のコネクタ部
材５にそれぞれの端部が保持された一対の光ファイバ６
を基体４に形成された一対の平面光導波路（不図示）に
結合する。この導波路型光デバイスにおいては、基台は
Ｓｉ製の一対の支持部材１０および１１で構成されてい
る。支持部材１０および１１は互いに離れて配置されて
おり、基体４は平面光導波路が形成されている面が支持
部材１０および１１に密着するよう支持部材１０および
１１上に搭載されている。

【００１７】図１（ａ）の導波路型光デバイスでは、基
体４は、樹脂系接着材等で支持部材１０および１１に接
着されて固定されているが、図２に示した従来の導波路
型光デバイスのようにホルダ部材により固定されていて
もよい。ホルダ部材を使用する場合には、基体４を支持
部材１０に固定するホルダ部材と基体４を支持部材１１
に固定するホルダ部材とは別部品とすることが好ましい
。一体のホルダ部材で基体４を支持部材１０および１１
に固定すると、本発明の効果が十分でなくなるからであ
る。

【００１８】支持部材１０および１１には、図２に示し
た従来の導波路型光デバイスの溝２７と同様な溝が形成
されており、コネクタ部材５の下部が収容されている。 各コネクタ部材５は、互いに対応する光ファイバ６と基
体４の平面光導波路との光軸が一致するよう調整されて
、それぞれ支持部材１０および１１に固定されている。

【００１９】上記本発明の導波路型光デバイスと、基台
が単一の部材で構成されている従来の導波路型光デバイ
スとの比較を行った。どちらの導波路型光デバイスも基
台にはＳｉを使用し、基台以外は全く等しい構成とした
。 光ファイバと平面光導波路の結合損失が最小になるよう
位置を調整してコネクタ部材を固定し、−１０〜５０℃
まで温度を変化させて結合損失の変化を測定した。結果
を以下に示す。 結合損失の変化 本発明　　　　　　　　　　　　　　０．５ｄＢ　従来
例　　　　　　　　　　　　　　７　　ｄＢ　この結果
、本発明の導波路型光デバイスでは、結合損失が温度変
化の影響を受けにくくなっていることが確認された。こ
れは、本発明の導波路型光デバイスでは、温度変化によ
る各部の寸法の変化が平面光導波路と光ファイバとの相
対的な位置関係に影響を及ぼし難くなっているからであ
ると考えられる。

【００２０】図１（ｂ）に、本発明の導波路型光デバイ
スの他の実施例の平面図を示す。図１（ｂ）の導波路型
光デバイスは、基台が４個の支持部材１０ａ、１０ｂ、
１１ａおよび１１ｂで構成されている点が、図１（ａ）
の導波路型光デバイスと異なる。本実施例の導波路型光
デバイスでは、基台が基体４の縦方向および横方向に並
列された４個の支持部材で構成されているので、平面光
導波路と光ファイバとの結合状態が、図１（ａ）の導波
路型光デバイスよりもさらに温度変化の影響を受けにく
くなっている。他の構成は、図１（ａ）の導波路型光デ
バイスに等しいので説明を省略する。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導波路型
光デバイスは、基台が複数の部材で構成され、熱膨張に
よる寸法の変化を受けにくいので、平面光導波路と光フ
ァイバとの結合状態が使用中も安定している。従って、
温度変化が激しい環境でも性能が低下しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】異なる２種類の構成の本発明の導波路型光デバ
イスを示す。

【図２】従来の改良された導波路型光デバイスを示す。

【図３】従来の導波路型光デバイスを示す。

【符号の説明】

４　　　　基体 ５　　　　コネクタ部材 ６　　　　光ファイバ １０、１１　　　　支持部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　それぞれの端面が同一平面上に一列に
   並列するよう表面上に形成された複数の平面光導波路を
   備えた基体を搭載し、複数の光ファイバの端部を前記平
   面光導波路と同じ間隔で保持するコネクタ部材を、前記
   光ファイバと前記平面光導波路とが光学的に結合される
   ように支持し且つ案内する形状を具備する基台を備えた
   導波路型光デバイスにおいて、前記基台の前記基体を搭
   載する部分が、前記基体、前記コネクタ部材および前記
   基台自身の熱膨張による寸法の変化しても、前記平面光
   導波路と前記光ファイバとの相対的な位置が変化しない
   よう配置されている複数の部材で構成されていることを
   特徴とする導波路型光デバイス。
2. 【請求項２】　　前記基台が、前記基体の平面光導波路
   の長手方向に並列配置されている２個の部材を具備し、
   前記基体が実質的に該２個の部材上に配置されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の導波路型光デバイス。
3. 【請求項３】　　前記基台が、前記基体の平面光導波路
   の長手方向および幅方向にそれぞれ並列配置されている
   ４個の部材を具備し、前記基体が実質的に該４個の部材
   上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
   導波路型光デバイス。
4. 【請求項４】　　前記基台を構成する各部材が容易に弾
   性変形する結合部材により結合されていることを特徴と
   する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の導波路
   型光デバイス。