JPH0437702A - 光導波路と光ファイバの接続方法及びその接続方法を用いた光回路部品 - 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】 〔概　要〕 光通信システム等に使用される光回路部品の光導波路デ
バイスと光ファイバの接続方法及びその接続方法を用い
た光回路部品に関し、 光導波路デバイスの小型化を実現することで光回路部品
としての適用範囲を拡大して生産性の向上を図ることを
目的とし、 強誘電体結晶または半導体結晶からなる光導波路基板の
表面に該表面の端面に断面が露出する光導波路が少なく
とも形成されている光導波路デバイスの該光導波路と光
ファイバとの接続方法であって、上記光導波路デバイス
の光導波路が露出する端面を、表面に対して鋭角で且つ
表面と交叉する稜線が光導波路の方向と直交する線に対
して傾くように形成した後、該端面の光導波路露出部に
光ファイバをその端部で接続して構成する。

また、光導波路基板の表面に所要の光導波路が形成され
た光導波路デバイスと該光導波路デバイスの光導波路が
露出する端面で該光導波路デバイスに接続される光ファ
イバおよび筒体とで構成される光回路部品であって、上
記光導波路デバイスの光導波路が露出する端面が表面に
対して鋭角で且つ表面と交叉する稜線が光導波路と直交
する線に対して傾くように形成され、該光導波路デバイ
スに接続されている光ファイバが上記光導波路デバイス
の光導波路露出端面における光導波路通過光の屈折方向
と合致する方向にその端部で接続して構成する。

［産業上の利用分野］ 光通信システムに使用される光回路部品に係り、特に光
導波路デバイスの小型化を実現して光回路部品としての
適用範囲を拡大し生産性の向上を図った光導波路と光フ
ァイバの接続方法及びその接続方法を用いた光回路部品
に関する。

近年の情報量の増大に伴って光ファイバで送受信する信
号のピットレートが向上している。

従来の光信号は半導体レーザの０Ｎ−ＯＦＦによって発
生させていたが、ビットレートがＧｂ／Ｓオーダになる
と半導体レーザの波長チャーピングと光ファイバの分散
特性によって長距離に亙る伝送が困難になってきている
。

そこで外部変調方式によって光強度変調を行い光パルス
を生成する方法が採られ始めているが、この際に使用さ
れる外部変調器には進行波型電極を有する光変調器、特
にリチウム・ナイオベート（ＬｉＮｂＯ：＋）等の強誘
電体結晶からなる光導波路基板にチタン（Ｔｉ）を拡散
して形成した光導波路を具えた光変調器が提供されてい
る。

この光変調器を筐体等に固定して光回路部品を構成する
場合該光変調器はできるだけ小型なることが望ましいが
、該光変調器が小さくなると接続する光ファイバが筐体
の内壁面に接触して確実な接続が阻害され接続特性が低
下する等の欠点が生ずるので小型化が抑制されている現
状にある。

〔従来の技術〕

第４図は光導波路デバイスの一例を示す図であり、また
第５図は従来の光回路部品の構成例を説明する図である
。

光導波路デバイス（以下単にデバイスとした）が光変調
器なる場合を例とした第４図で、（１）は全体図、（２
）は（１）をａ〜ａ°で切断した断面図。

（３）は（１）をｂ方向から見た側面図である。

第４図で光変調器１は、リチウム・ナイオベート（Ｌｉ
ＮｂＯｚ）からなる矩形状の先導波路基板（以下基板と
した）２の表面所定位置に両端部が該基板２の端面に直
行する１本で中央部が平行な２本に分岐した形状にパタ
ーン形成されたチタン（Ｔｉ）を該基板中に熱拡散させ
て該基板２の表面に上記形状で各部の該基板厚さ方向の
断面がほぼ半円状をなす光導波路３を形成した後、該光
導波路３形成面上にハソファ層４を介して上記中央部片
側の光導波路パターン上には進行波電極５ａを、また他
方の光導波路パターン上には該進行波電極５ａより面積
の大きいアース電極５ｂを独立させて被着形成し、更に
１本ずつの先導波路が形成されている該基板２の両端領
域に該基板２の端面と同一面をなすようにブロンク２ａ
、　２ｂを固定して構成したものである。

従って該光変調器１の各ブロック２ａ、２ｂが固定され
た端面には、各１個の光導波路３の端部が半円状に露出
することになる。

そこで中心部にコア６ａを持つ光ファイバ６の先端近傍
を図示されない治具で確保しながら矢印Ｃのように移動
してコア６ａを上記光導波路３の露出端面に芯を合わせ
て接触させた状態で光変調器１のブロック２ａ、２ｂを
含む端面に例えば紫外線硬化型接着剤で接着固定する。

そこで、光導波路３に無変調光（連続光）を入射すると
共に進行波電極５ａに所定の電気信号を負荷すると、入
射した光は進行波電極５ａおよびアース電極５ｂの下に
ある二つの導波路に二分され電気光学効果によって両光
に位相差が生ずるが両方を再び合流させることで光が強
度変調されることから光変調器を構成することができる
。

光回路部品の完成状態を示す第５図で、箱形の筺体１１
の内側底部所定位置には第４図で説明した光変調器１が
アース電極５ｂ側の側面で装着されており、また該光変
調器１に紫外線硬化型接着剤で接続されている光ファイ
バ６は該光ファイバ６を保護するビニールチューブ１２
に被覆された状態で該筺体１１の対応する壁面に穿孔さ
れている貫通孔１１ａから該筺体１１の外部に導出され
ている。

なお図の１３は該筺体１１のカバーを示し、また１４お
よび１５は上記光変調器１の進行波電極５ａやアース電
極５ｂに繋がる図示されない端子を経由して該進行波電
極５ａやアース電極５ｂに所定の電気信号を授受する給
電コネクタを表わしている。

そこで、第４図で説明したように光ファイハロから光変
調器１の光導波路に連続光を入射しながら上記給電コネ
クタ１４．１５から所定の電気信号を授受することで、
高周波特性が良好で且つ特性的に安定した光変調器１が
内蔵された光回路部品を得ることができる。

他方光回路部品については小型化の要求が益々強くなっ
ているが、例えば上記の如き光変調器１が内蔵された光
回路部品の場合では該変調器１の高周波特性を向上させ
ながら小型化するには該変調器１の幅Ｗを小さくするこ
とが効果的であることが確認されている。

しかし、上記幅Ｗを小さくすると筺体１１の内壁と該変
調器ｌの両端部に位置する光導波路との間の距離が小さ
くなるため、該光導波路と光ファイバ６とを接続する際
に使用する例えばピンセット状治具等の先端が筺体１１
の内壁（図では底面）にぶつかって確実な接続ができな
くなると共に上記光導波路と光ファイバ６とのアライメ
ントが困難になる。

〔発明が解決しようとした課題〕

従来のデバイスと光ファイバの接続方法及びその接続方
法を用いた光回路部品では、特性を確保した上でのデバ
イスひいては光回路部品としての小型化が困難であるた
めその通用範囲に制約が生じて生産性の向上が期待でき
ないと云う問題があった。

（課題を解決するための手段） 上記問題点は、強誘電体結晶または半導体結晶からなる
光導波路基板の表面に該表面の端面に断面が露出する光
導波路が少なくとも形成されている光導波路デバイスの
該光導波路と光ファイバの接続方法であって、上記光導
波路デバイスの光導波路が露出する端面を、表面に対し
て鋭角で且つ表面と交叉する稜線が光導波路の方向と直
交する線に対して傾くように形成しな後、該端面の光導
波路露出部に光ファイバをその端部で接続する光導波路
と光ファイバの接続方法によって解決される。

また、光導波路基板の表面に所要の光導波路が形成され
た光導波路デバイスと該光導波路デバイスの光導波路が
露出する端面で該光導波路デバイスに接続される光ファ
イバおよび筐体とで構成される光回路部品であって、上
記光導波路デバイスの光導波路が露出する端面が表面に
対して鋭角で且つ表面と交叉する稜線が光導波路と直交
する線に対して傾くように形成され、該光導波路デハイ
スに接続されている光ファイバが上記光導波路デバイス
の光導波路露出端面における光導波路通過光の屈折方向
と合致する方向にその端部で接続されている光回路部品
によって解決される。

〔作　用〕

光ファイバが筐体の内壁面から離れるようにデバイスに
対して傾けて接続できれば、筐体の内壁と光導波路との
間の隔たりを大きくすることができる。

本発明では、デバイスの光導波路が露出する端面を該光
導波路に対して斜めに設定し光導波路を通る光線を該端
面で屈折させることで光ファイバの該デバイスに対する
接続の傾斜化を可能としている。

従って小型化されたデバイスでも、光導波路と光ファイ
バとを接続する際に使用する治具が筐体の内壁にぶつか
ることがなくなって確実な接続とアライメントを容易に
行うことができる。

〔実施例］ 第１図は本発明になる光導波路と光ファイバの接続方法
を説明する図であり、第２図は光回路部品の構成例を示
す図である。

また第３図は加工方法を説明する図である。

第４図同様にデバイスが光変調器である場合を例とした
第１図で、■は第４図で説明した光変調器を示し、■は
本発明を実現するデバイスの形状を示す図である。

第１図■で、光変調器１の場合には第４図で説明したよ
うに、光導波路３を通過する連続光は長手方向の端面Ｆ
、の露出端面から該端面Ｆ１に直交する法線方向の光！
１となって射出する。

そこで２箇所の角ｐ＋＋ｐｚ点を加工時の基準点とし、
該各基準点ｐ＋＋ｐｚを同時に含む長手方向稜線に直交
する幅方向の稜線ｄを中心線として上記端面Ｆ、を破線
ｅで示すように角度α（例えば３〜５度）ずつ内側に削
除して端面Ｆ２を現出させ、更にこの端面Ｆ２上の上記
基準点ｐ＋＋Ｉ）ｚを含む縦（厚さ）方向の稜線ｆを中
心線として該端面Ｆ２を破線ｇで示すように角度β（例
えば３〜５度）ずつ内側に回転させるように削除すると
、■に示すように光導波路３に対して斜めに傾いた端面
Ｆ３を具えた光変調器２１を得ることができる。

かかる構成になる光変調器２１では、例えば光導波路３
内を伝送される連続光は該光変調器２１すなわち光変調
器ｌを構成する第４図で説明した光導波路基板２（屈折
率約２．２）より屈折率の小さい大気中に該端面Ｆ３か
ら射出するが、この際の射出光り、は通常の屈折則に基
づいて射出点Ｐ、における法線（■における射出光！、
と等しい方向）に対して上下方向では上方に上記切除角
αよりも大きい角度α１で屈折し、また左右方向では上
記法線に対して左側（図では射出点Ｐ、から向こう側）
に上記切除角βよりも大きい角度β１で屈折するこ、と
になり、結果的に該光変調器２１から射出する光Ｌ１は
光変調器１から射出する■で示す光しに対して、上方に
角度α０．更に横方向向こう側に角度β１だけ傾いた斜
め方向に射出することになる。

逆に、該光変調器２１の２１点にり、方向から入射する
光は光の可逆則にしたがって上述した光導波路３に進入
させることができる。

なお該光変調器２１の他端面Ｆ３１についても全く同様
であり、該光変調器２１から出射する光Ｌ２は法線に対
して上方にα９．横方向右側（向こう側）に角度β１だ
け傾いた斜め方向に射出すると共に、該Ｌ２として該光
変調器２１に入射する光は光変調器２１の光導波路３に
そのまま進入する。

このことは該光変調器２１に接続する光ファイバを該光
変調器２１の両端面に上記り、、Ｌ、の角度で接続した
時に最も接続特性の良い接続が実現できることを意味し
ている。

従って光導波路３の露出端面Ｆ１点では光り。

の方向に第４図で説明した光ファイバ６を接続すると共
に他端面Ｆ３　“側の図示されない入射点では光り、の
方向に光ファイバ６を接続することで伝送特性のよい接
続を行うことができる。

そこで、例えば該光変調器２１の筐体への固定面が図面
下側の下面２１ａとアース電極５ｂ側の側面２１ｂの場
合に、該光変調器２１に接続する光ファイバ６は上記筐
体の両面定面に対して徐々に離れる斜め方向に接続され
ることになるので、第５図で説明した接続時の治具の先
端等が筐体内壁にぶつかることがなくなり、確実な接続
と完全なアライメントを達成することができる。

光変調器を光回路部品に構成した場合を示す第２図で、
（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は（Ａ）の接続部分を拡大し
た斜視図である。

第２図（Ａ）　、　（Ｂ）で、箱形の筺体３１の内側底
部所定位置には第１図で説明した光変調器２１がアース
電極５ｂ側の側面で装着されており、また該光変調器２
１に繋がる第４図で説明した光ファイバ６は該光ファイ
バ６を保護するビニールチューブ１２に被覆された状態
で該筺体３１の対応する壁面に斜めに穿孔されている貫
通孔３１ａから該筺体３１の外部に導出されている。

なおこの場合には、各光ファイバ６は上記光変調器２１
の光導波路露出端面に傾いた状態で接続する必要がある
ため、その先端６ｂ部分を半球状若しくは台形状に形成
することで該光ファイハロのコア６ａと光変調器２１の
光導波路３との間の接続の容易化と確実化を図るように
している。

なお図の３２は該筺体３１のカバーを示し、また１４１
５は第５図で説明した給電コネクタである。

そこで、第５図のように光ファイバ６から光変調器２１
の光導波路３に連続光を入射させながら上記給電コネク
タ１４．１５から所定の電気信号を授受することで、高
周波特性が良好で且つ特性的に安定した光変調器２１を
持つ光回路部品を得ることができる。

特にこの場合には、筺体３１の固定面に対して光ファイ
バ６が離れる方向に傾いているため該光変調器２１が小
型化されても該光ファイハロが筺体３１の固定面に接触
することがなく、更に該光ファイハロの先端近傍を図示
されないピンセット状治具等で容易に確保することがで
きて該光ファイバ６を確実に光変調器２１の露出する光
導波路端面と接着固定することができる。

加工方法を示す第３図は第１図における光変調器２１を
形成する場合を例示したものである。

すなわち側面で示す（ａ）で、光変調器１は角度αの傾
斜面３５ａを持つ治具３５の該傾斜面３５ａ上に固定さ
れている。

次いで平面図で示す（ｂ）のように該治具３５を角度β
だけ横方向に回転させると側面図で示す（ｃ）の状態と
したことができる。

そこで、回転するカッティングソー３６を降下させて該
光変調器１の所定位置を垂直に切断することで、所要の
端面Ｆ３を具えた光変調器２１を容易に得ることができ
る。

〔発明の効果］ 上述の如く本発明により、光導波路デバイスの小型化を
実現することで光回路部品としての適用範囲を拡大して
生産性の向上を図った光導波路と光ファイバの接続方法
及びその接続方法を用いた光回路部品を提供することが
できる。

なお本発明の説明に当たっては光導波路デバイスが光変
調器である場合について行っているが、他の機能を有す
るデバイスの場合でも全く同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明になる光導波路と光ファイバの接続方法
を説明する図、 第２図は光回路部品の構成例を示す図、第３図は加工方
法を説明する圓、 第４回は光導波路デバイスの一例を示す図、第５図は従
来の光回路橋晴部品の構成例を説明する図、 である。回において、 ｌ、２１は光変調器、　　２は光導波路基板、３は光導
波路、　　　５ｂはアース電極、６は光ファイバ、　　
６ａはコア、 ６ｂは先端、 １２はビニールチューブ、 １４、１５は給電コネクタ、 ２１ａは下面、　　　　２１ｂは側面、３１は筐体、　
　　　　３１ａは貫通孔、３２はカバー ３５は治具、 ５ａ は傾斜面、 ３６はカッティングソー をそれぞれ表わす。 、１＜／ を厄ｌ笠音り品の神りへ診ｉ乞示Ｉオ図第２図 １光愛煽界 刀ロエ方し云Σ尻四月する四ｄ 第 図 了−ス暇極５し 従来の尤回諸部品の構仄例Σ説明Ｔ６図第夕図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）強誘電体結晶または半導体結晶からなる光導波路
   基板の表面に該表面の端面に断面が露出するように光導
   波路が形成されている光導波路デバイスと光ファイバと
   の接続方法であって、 上記光導波路デバイスの光導波路が露出する端面を表面
   に対して鋭角で且つ表面と交叉する稜線が光導波路と直
   交する線に対して傾くように形成した後、光導波路通過
   光の該端面における屈折方向と合致するように該端面の
   光導波路露出部に光ファイバ端部を接続することを特徴
   とした光導波路と光ファイバの接続方法。
2. （２）前記の光導波路が露出する端面を、水平面に対し
   て所定角度の傾斜面を持つ治具に光導波路デバイスを載
   置し更に該治具を水平方向に所定角度回転させて該光導
   波路デバイスを加工機に対して位置決めした後、垂直面
   が研削できるカッティングソーで形成することを特徴と
   した請求項１記載の光導波路と光ファイバの接続方法。
3. （３）光導波路基板の表面に所要の光導波路が形成され
   た光導波路デバイスと該光導波路デバイスの光導波路が
   露出する端面で該光導波路デバイスに接続される光ファ
   イバおよび筐体とで構成される光回路部品であって、 上記光導波路デバイスの光導波路が露出する端面が表面
   に対して鋭角で且つ表面と交叉する稜線が光導波路と直
   交する線に対して傾くように形成され、該光導波路デバ
   イスに接続されている光ファイバが上記光導波路デバイ
   スの光導波路露出端面における光導波路通過光の屈折方
   向と合致する方向にその端部で接続されていることを特
   徴とした光回路部品。