JPH05164947A - 光結合装置およびその製造方法 - Google Patents
光結合装置およびその製造方法Info
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- JPH05164947A JPH05164947A JP33043291A JP33043291A JPH05164947A JP H05164947 A JPH05164947 A JP H05164947A JP 33043291 A JP33043291 A JP 33043291A JP 33043291 A JP33043291 A JP 33043291A JP H05164947 A JPH05164947 A JP H05164947A
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- Japan
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- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光結合装置の歩留りの向上と光ファイバの位
置決め精度を向上する。 【構成】 ＬＤ１３をレンズ１８が一体形成されたファ
イバ支持基板１２に一体形成するのではなく別に作製し
ておき、結合効率を考慮して前記ファイバ支持基板１２
の所定位置に設けられた切込み１５，１９をＬＤ搭載の
位置決めとして用いてＬＤ１３を前記ファイバ支持基板
１２に搭載し、さらにＶ溝先端にファイバ端面が正しく
固定されるように、光ファイバ固定用Ｖ溝先端部に切込
み１７を入れる構造及び方法とした。
置決め精度を向上する。 【構成】 ＬＤ１３をレンズ１８が一体形成されたファ
イバ支持基板１２に一体形成するのではなく別に作製し
ておき、結合効率を考慮して前記ファイバ支持基板１２
の所定位置に設けられた切込み１５，１９をＬＤ搭載の
位置決めとして用いてＬＤ１３を前記ファイバ支持基板
１２に搭載し、さらにＶ溝先端にファイバ端面が正しく
固定されるように、光ファイバ固定用Ｖ溝先端部に切込
み１７を入れる構造及び方法とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信装置等における
発受光素子と光ファイバとの光結合に係わり、特に結合
効率が高く、光軸合わせが容易な光結合装置とその製造
方法に関する。
発受光素子と光ファイバとの光結合に係わり、特に結合
効率が高く、光軸合わせが容易な光結合装置とその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信装置にて光素子（例えば発光素子
や受光素子）と光ファイバとの光結合装置にあっては、
一例として、半導体レーザ（以下ＬＤと略す）からの出
射光を光ファイバに効率よく入射させるために、直接Ｌ
Ｄとファイバを結合させる直接結合方法、ＬＤとファイ
バとの間にレンズを配置する方法、ファイバ先端をレン
ズ状に加工する方法、およびこれらの中間に属するもの
等各種の方法が提案されている。一例では、ＬＤからの
出射光を同一基板上に形成したマイクロレンズによって
集光させる半導体レーザ装置が、たとえば特願平1-0443
82に提案されている。図３にこの装置を示すが、ＬＤを
形成した半導体基板１２上にマイクロレンズ１８を併置
して形成し、このマイクロレンズ１８から出射されるレ
ーザ光をこの基板内のＶ溝１６に固定した光ファイバ１
１に入射させる構成である。
や受光素子）と光ファイバとの光結合装置にあっては、
一例として、半導体レーザ（以下ＬＤと略す）からの出
射光を光ファイバに効率よく入射させるために、直接Ｌ
Ｄとファイバを結合させる直接結合方法、ＬＤとファイ
バとの間にレンズを配置する方法、ファイバ先端をレン
ズ状に加工する方法、およびこれらの中間に属するもの
等各種の方法が提案されている。一例では、ＬＤからの
出射光を同一基板上に形成したマイクロレンズによって
集光させる半導体レーザ装置が、たとえば特願平1-0443
82に提案されている。図３にこの装置を示すが、ＬＤを
形成した半導体基板１２上にマイクロレンズ１８を併置
して形成し、このマイクロレンズ１８から出射されるレ
ーザ光をこの基板内のＶ溝１６に固定した光ファイバ１
１に入射させる構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記半導体レーザ装置
を製作するためには、半導体基板１２に対してまずファ
イバ固定用溝１６をフォトリソグラフィ技術により形成
し、つぎにスパッタリングとフォトリソグラフィ技術を
併用してＬＤ１３およびマイクロレンズ１８の形成を行
い、最後に光ファイバ１１の固定を行う。このうち、Ｌ
Ｄ１３の作製にはｎ型あるいはｐ型のクラッド層，活性
層，絶縁層，電極層等を形成するために、フォトリソグ
ラフィ工程，スパッタリング工程等異なる工程を幾度も
繰り返す必要があり、製造歩留りが悪い。このため、上
記半導体レーザ装置の歩留りも悪くなるために、マイク
ロレンズ１８を一体形成したメリットが発揮しにくいと
いう問題があった。
を製作するためには、半導体基板１２に対してまずファ
イバ固定用溝１６をフォトリソグラフィ技術により形成
し、つぎにスパッタリングとフォトリソグラフィ技術を
併用してＬＤ１３およびマイクロレンズ１８の形成を行
い、最後に光ファイバ１１の固定を行う。このうち、Ｌ
Ｄ１３の作製にはｎ型あるいはｐ型のクラッド層，活性
層，絶縁層，電極層等を形成するために、フォトリソグ
ラフィ工程，スパッタリング工程等異なる工程を幾度も
繰り返す必要があり、製造歩留りが悪い。このため、上
記半導体レーザ装置の歩留りも悪くなるために、マイク
ロレンズ１８を一体形成したメリットが発揮しにくいと
いう問題があった。
【０００４】また、（１００）シリコン基板１２に光フ
ァイバ固定用Ｖ溝１６を異方性エッチングで形成する場
合、Ｖ溝各辺は約５４度の角度を持つことから、ファイ
バ固定用Ｖ溝先端では光ファイバ端面が正しく溝先端に
突き当てることが出来ないため、ＬＤ１３と光軸ずれな
く光ファイバ１１を整列・固定させることが困難であっ
た。
ァイバ固定用Ｖ溝１６を異方性エッチングで形成する場
合、Ｖ溝各辺は約５４度の角度を持つことから、ファイ
バ固定用Ｖ溝先端では光ファイバ端面が正しく溝先端に
突き当てることが出来ないため、ＬＤ１３と光軸ずれな
く光ファイバ１１を整列・固定させることが困難であっ
た。
【０００５】本発明は、上述の問題に鑑み製造歩留りが
良くかつ光ファイバ端面の正確な固定を行なうようにし
た光結合装置およびその製造方法の提供を目的とする。
良くかつ光ファイバ端面の正確な固定を行なうようにし
た光結合装置およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、（１）光素子，レンズ及び光ファイバを同一光
軸上に配置した構成の光結合装置において、上記レンズ
が一体的に形成されたファイバ支持基板とこのファイバ
支持基板上に搭載される光素子とを有し、上記ファイバ
支持基板には上記光ファイバを固定する溝とファイバ端
面を突き当てる第１の切込みとを設けると共に、上記光
素子を位置決めする第２，第３の切込みを上記第１の切
込みに対し平行及び直角に設けたことを特徴とし、
（２）ファイバ支持基板にファイバ固定用溝とファイバ
端面を突き当てるための第１の切込みを設け、次に上記
ファイバ支持基板上で光ファイバとレンズおよび光素子
との光軸が一致するように、上記ファイバ端面突き当て
用の第１の切込みに対し平行および直角に光素子位置決
め用の第２，第３の切込みを設け、かつ上記レンズを一
体的に形成した後、上記光素子位置決め用の切込み側壁
面と光素子の活性面とが一致するように上記光素子を搭
載し、さらに上記ファイバ固定用溝にファイバ端面が前
記ファイバ端面突き当て用の切込みに突き当たるまで上
記光ファイバを押し込み、整列・固定したことを特徴と
する。
発明は、（１）光素子，レンズ及び光ファイバを同一光
軸上に配置した構成の光結合装置において、上記レンズ
が一体的に形成されたファイバ支持基板とこのファイバ
支持基板上に搭載される光素子とを有し、上記ファイバ
支持基板には上記光ファイバを固定する溝とファイバ端
面を突き当てる第１の切込みとを設けると共に、上記光
素子を位置決めする第２，第３の切込みを上記第１の切
込みに対し平行及び直角に設けたことを特徴とし、
（２）ファイバ支持基板にファイバ固定用溝とファイバ
端面を突き当てるための第１の切込みを設け、次に上記
ファイバ支持基板上で光ファイバとレンズおよび光素子
との光軸が一致するように、上記ファイバ端面突き当て
用の第１の切込みに対し平行および直角に光素子位置決
め用の第２，第３の切込みを設け、かつ上記レンズを一
体的に形成した後、上記光素子位置決め用の切込み側壁
面と光素子の活性面とが一致するように上記光素子を搭
載し、さらに上記ファイバ固定用溝にファイバ端面が前
記ファイバ端面突き当て用の切込みに突き当たるまで上
記光ファイバを押し込み、整列・固定したことを特徴と
する。
【０００７】
【作用】ＬＤおよびレンズを別工程に分けて製作するこ
とで、同一基板に全工程を行う場合に比べて製造歩留り
が著しく向上する。また、ファイバを固定するための溝
はフォトリソグラフィ技術によりレンズと同じ精度で製
作でき、さらにこの溝と直角に切込みを形成し、かつこ
の切れ込みと平行および垂直にＬＤ搭載の位置決め用の
切れ込みを形成したことにより、カットファイバを基板
に整列・固定するだけで光軸位置合わせが容易で、高い
結合効率を得ることが可能な結合装置が実現できる。
とで、同一基板に全工程を行う場合に比べて製造歩留り
が著しく向上する。また、ファイバを固定するための溝
はフォトリソグラフィ技術によりレンズと同じ精度で製
作でき、さらにこの溝と直角に切込みを形成し、かつこ
の切れ込みと平行および垂直にＬＤ搭載の位置決め用の
切れ込みを形成したことにより、カットファイバを基板
に整列・固定するだけで光軸位置合わせが容易で、高い
結合効率を得ることが可能な結合装置が実現できる。
【０００８】
【実施例】図１，図２は本発明の一実施例構造を示すも
のであり、図１は単一ファイバ，図２はアレイファイバ
の例を示している。図１において、１１はカットした光
ファイバ，１２はファイバ支持基板，１３はファイバ支
持基板１２上に搭載されるＬＤ，１４はＬＤの発光部，
１８はファイバ支持基板１２上に一体的に形成されたレ
ンズである。
のであり、図１は単一ファイバ，図２はアレイファイバ
の例を示している。図１において、１１はカットした光
ファイバ，１２はファイバ支持基板，１３はファイバ支
持基板１２上に搭載されるＬＤ，１４はＬＤの発光部，
１８はファイバ支持基板１２上に一体的に形成されたレ
ンズである。
【０００９】ここで、ファイバ支持基板１２とＬＤ１３
とは別々に形成され、光軸が一致するように位置決めし
て形成されたＶ字型溝１６及びレンズ１８を有するファ
イバ支持基板１２には、Ｖ字型溝１６の先端と直角をな
してファイバ端面突き当て用の第１の切込み１７が形成
され、更に、レンズ１８のＶ字型溝１６と反対側に第１
の切込み１７と平行に第２の切込み１５及びこの第２の
切込み１５と直角をなす第３の切込み１９が形成されて
いる。この場合、第１，第２，第３の切込み１７，１
５，１９は、例えば幅３０μｍ，深さ１０μｍに形成さ
れ得る。
とは別々に形成され、光軸が一致するように位置決めし
て形成されたＶ字型溝１６及びレンズ１８を有するファ
イバ支持基板１２には、Ｖ字型溝１６の先端と直角をな
してファイバ端面突き当て用の第１の切込み１７が形成
され、更に、レンズ１８のＶ字型溝１６と反対側に第１
の切込み１７と平行に第２の切込み１５及びこの第２の
切込み１５と直角をなす第３の切込み１９が形成されて
いる。この場合、第１，第２，第３の切込み１７，１
５，１９は、例えば幅３０μｍ，深さ１０μｍに形成さ
れ得る。
【００１０】上記図１に示す光結合装置を得るに当って
は、先ず（１００）方位を持つ厚さ０．５mm程度のシリ
コン基板１２を用意し、カットファイバ１１とＬＤ１３
の発光部１４との光軸が合うように幅，溝深さを設計し
たＶ字型溝１６を異方性エッッチングで形成する。つぎ
にダイシングソーあるいは等方性エッチング等でこのＶ
字型溝１６光ファイバの入射端側をＶ字型溝と直角方向
をなして第１の切込み１７を形成し、光ファイバ１１の
端面が基板１２に精度良く突き当たるような壁にした後
に、この第１の切込み１７と平行および直角にＬＤ搭載
の位置決め用の第２，第３の切込み１５および１９を形
成する。
は、先ず（１００）方位を持つ厚さ０．５mm程度のシリ
コン基板１２を用意し、カットファイバ１１とＬＤ１３
の発光部１４との光軸が合うように幅，溝深さを設計し
たＶ字型溝１６を異方性エッッチングで形成する。つぎ
にダイシングソーあるいは等方性エッチング等でこのＶ
字型溝１６光ファイバの入射端側をＶ字型溝と直角方向
をなして第１の切込み１７を形成し、光ファイバ１１の
端面が基板１２に精度良く突き当たるような壁にした後
に、この第１の切込み１７と平行および直角にＬＤ搭載
の位置決め用の第２，第３の切込み１５および１９を形
成する。
【００１１】つぎに、基板１２のＶ字型溝前方の所定位
置に、発光素子からの出射光を集光させるに必要な所定
厚・屈折率分布を持った膜をスパッタリングにより形成
した後、光ファイバ（Ｖ字型溝）の端面と向かい合う側
が曲率を持つように反応性イオンエッチングにより加工
してレンズ１８を形成する。レンズ内の屈折率は厚み方
向に分布を持ち、光軸方向の屈折率が高く、光軸と垂直
方向の屈折率は階段状あるいはゆるやかな勾配を持って
減少するよう形成する。なお、必要に応じてレンズ１８
には無反射コート処理を行う。
置に、発光素子からの出射光を集光させるに必要な所定
厚・屈折率分布を持った膜をスパッタリングにより形成
した後、光ファイバ（Ｖ字型溝）の端面と向かい合う側
が曲率を持つように反応性イオンエッチングにより加工
してレンズ１８を形成する。レンズ内の屈折率は厚み方
向に分布を持ち、光軸方向の屈折率が高く、光軸と垂直
方向の屈折率は階段状あるいはゆるやかな勾配を持って
減少するよう形成する。なお、必要に応じてレンズ１８
には無反射コート処理を行う。
【００１２】この光結合装置を組み立てるには、まずＬ
Ｄ１３をレンズ１８が一体形成されたファイバ支持基板
１２上に、従来技術により第２，第３の切込み１５およ
び１９を基準に位置合わせして、はんだ等により接着・
固定しておく。次に、端面がカットされた光ファイバ１
１を図示されていない治具で押圧しながらファイバ支持
基板１２のＶ字型溝１７に挿入し、端面を第１の切込み
１７に密着させて接着剤で固定し、光結合装置が完成す
る。
Ｄ１３をレンズ１８が一体形成されたファイバ支持基板
１２上に、従来技術により第２，第３の切込み１５およ
び１９を基準に位置合わせして、はんだ等により接着・
固定しておく。次に、端面がカットされた光ファイバ１
１を図示されていない治具で押圧しながらファイバ支持
基板１２のＶ字型溝１７に挿入し、端面を第１の切込み
１７に密着させて接着剤で固定し、光結合装置が完成す
る。
【００１３】なお、上述の実施例においては、光素子と
して発光素子を用いた場合について説明したが、受光素
子を用いた場合についても適用できることは言うまでも
ない。また、図中では位置合わせ用の第２，第３の切込
み１７および１９は各一ケ所形成されているが、ＬＤを
囲むように井形に形成されていてもよい。
して発光素子を用いた場合について説明したが、受光素
子を用いた場合についても適用できることは言うまでも
ない。また、図中では位置合わせ用の第２，第３の切込
み１７および１９は各一ケ所形成されているが、ＬＤを
囲むように井形に形成されていてもよい。
【００１４】図２は本発明をアレイ化した場合の実施例
を説明する図であって、２１は光ファイバアレイであ
り、図１と同様な光ファイバ１１をファイバアレイ支持
基板２２に整列・固定したものである。また、２３はＬ
Ｄアレイ，２４は発光部である。
を説明する図であって、２１は光ファイバアレイであ
り、図１と同様な光ファイバ１１をファイバアレイ支持
基板２２に整列・固定したものである。また、２３はＬ
Ｄアレイ，２４は発光部である。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、ＬＤとレンズを別々に分
けて製造することで、光結合装置の製造歩留りを著しく
向上させることが出来る。また、ファイバ支持基板には
ファイバ固定用溝のレンズ側端にファイバ端面を突き当
てるための切込みとＬＤ搭載の位置決め用切込みを設け
てあるので、光ファイバをＶ字型溝に固定するだけで、
光軸位置合わせの容易な、しかも高い結合効率が得られ
る光結合装置を実現することが出来る。さらにファイバ
支持基板は、スパッタリング技術およびフォトリソグラ
フィ技術等を用いて製造するため、所定位置に高精度で
複数のファイバを整列・固定させることに適しており、
生産性の高い小型の光結合装置を提供することができ
る。
けて製造することで、光結合装置の製造歩留りを著しく
向上させることが出来る。また、ファイバ支持基板には
ファイバ固定用溝のレンズ側端にファイバ端面を突き当
てるための切込みとＬＤ搭載の位置決め用切込みを設け
てあるので、光ファイバをＶ字型溝に固定するだけで、
光軸位置合わせの容易な、しかも高い結合効率が得られ
る光結合装置を実現することが出来る。さらにファイバ
支持基板は、スパッタリング技術およびフォトリソグラ
フィ技術等を用いて製造するため、所定位置に高精度で
複数のファイバを整列・固定させることに適しており、
生産性の高い小型の光結合装置を提供することができ
る。
【図１】光結合装置の一実施例の斜視図。
【図２】光結合装置をアレイ化した例の斜視図。
【図３】従来の光結合装置の一例の斜視図。
１１ 光ファイバ １２ ファイバ支持基板 １３ ＬＤ １４ 発光部 １５ ＬＤ搭載位置決め用の第１の切込み １６ Ｖ字型溝 １７ ファイバ端面突き当て用第１の切込み １８ レンズ １９ ＬＤ搭載位置決め用の第３の切込み ２１ 光ファイバアレイ ２２ ファイバアレイ支持基板 ２３ ＬＤアレイ ２４ 発光部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大口 脩 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 光素子，レンズ及び光ファイバを同一光
軸上に配置した構成の光結合装置において、 上記レンズが一体的に形成されたファイバ支持基板とこ
のファイバ支持基板上に搭載される光素子とを有し、 上記ファイバ支持基板には上記光ファイバを固定する溝
とファイバ端面を突き当てる第１の切込みとを設けると
共に、上記光素子を位置決めする第２，第３の切込みを
上記第１の切込みに対し平行及び直角に設けたことを特
徴とする光結合装置。 - 【請求項２】 ファイバ支持基板にファイバ固定用溝と
ファイバ端面を突き当てるための第１の切込みを設け、
次に上記ファイバ支持基板上で光ファイバとレンズ及び
光素子との光軸が一致するように、上記ファイバ端面突
き当て用の第１の切込みに対し平行および直角に光素子
位置決め用の第２，第３の切込みを設け、かつ上記レン
ズを一体的に形成した後、上記光素子位置決め用の切込
み側壁面と光素子の活性面とが一致するように上記光素
子を搭載し、さらに上記ファイバ固定用溝にファイバ端
面が前記ファイバ端面突き当て用の切込みに突き当たる
まで上記光ファイバを押し込み、整列・固定したことを
特徴とする、光結合装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33043291A JPH05164947A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 光結合装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33043291A JPH05164947A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 光結合装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164947A true JPH05164947A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18232554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33043291A Withdrawn JPH05164947A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 光結合装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05164947A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1435535A2 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-07 | Lg Electronics Inc. | Optical fiber coupling system and manufacturing method thereof |
| US8297855B2 (en) | 2007-01-26 | 2012-10-30 | Japan Aviation Electronics Industry, Limited | Optical connector |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP33043291A patent/JPH05164947A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1435535A2 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-07 | Lg Electronics Inc. | Optical fiber coupling system and manufacturing method thereof |
| EP1435535A3 (en) * | 2002-12-31 | 2005-02-02 | Lg Electronics Inc. | Optical fiber coupling system and manufacturing method thereof |
| US7123791B2 (en) | 2002-12-31 | 2006-10-17 | Lg Electronics, Inc. | Optical fiber coupling system and manufacturing method thereof |
| US8297855B2 (en) | 2007-01-26 | 2012-10-30 | Japan Aviation Electronics Industry, Limited | Optical connector |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |