JPH05224076A - 光結合装置とその製造方法 - Google Patents

光結合装置とその製造方法

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JPH05224076A
JPH05224076A JP2293192A JP2293192A JPH05224076A JP H05224076 A JPH05224076 A JP H05224076A JP 2293192 A JP2293192 A JP 2293192A JP 2293192 A JP2293192 A JP 2293192A JP H05224076 A JPH05224076 A JP H05224076A
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JP
Japan
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optical waveguide
optical
optical fiber
guide groove
silicon wafer
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Pending
Application number
JP2293192A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahide Saito
真秀 斉藤
Hiroshi Suganuma
寛 菅沼
Tatsuhiko Saito
達彦 斎藤
Shigeru Hirai
茂 平井
Shinji Ishikawa
真二 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光導波路と光ファイバとの調心と接続作業を
容易に行なうことのできる光結合装置を提供すること。 【構成】 シリコンウエハ11を切離してなる基板1の
上面中間部に平坦部2を有するとともに、平坦部2の両
側に形成された隆起上面3にガイド溝4を有する基板本
体5を具備し、前述の平坦部2に光導波路を有する導波
路基体6が形成されており、この光導波路基体6と前述
のガイド溝4に嵌合された光ファイバ7の先端とが向き
合わされ、この光ファイバ7がガイド溝4に嵌合され接
着剤により固着されている構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光結合装置とその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】光導波路と光ファイバとの接続には、そ
れぞれの端面同士を向き合わせたうえ、この向き合わせ
部を融着する直接接続法が行われることが多いが、この
場合、光導波路と光ファイバとを正しい位置に安定に支
持できる手段がなく、そのため調心作業に手間取ってい
た。一方、光ファイバ同士の接続に際し、各光ファイバ
に接続した光コネクタを断面U溝状のホルダなどにいれ
て位置決めしたうえ、各光ファイバを接続することがあ
る。光導波路と光ファイバを接続する場合も、このよう
なU溝状のホルダに光導波路基板と光コネクタを収容し
たうえ光結合することが考えられるが、その場合でもホ
ルダの溝と光導波路基板の外形寸法、光コネクタの外形
寸法が0.1μmの高精度に形成されてないと光軸合わ
せはできない。しかも、これらの各構成部品をそれぞれ
個別に作製しながら、なお各部品間の寸法関係を前述の
高精度で実装することは非常に困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来光
導波路と光ファイバとの接続には、それぞれを正確かつ
安定に支持する手段がなく、それ故、光導波路と光ファ
イバとの接続作業に多大の困難を伴っていた。
【0004】本発明は上記の欠点を解決した光結合装置
とその製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光結合装置
は、基板の上面中間部を切削して形成された平坦部を有
するとともに、平坦部の両側に形成された隆起上面部に
光ファイバ嵌合用のガイド溝を有するシリコン基板を具
備し、前記平坦部に光導波路を有する光導波路基体が形
成されてなり、この光導波路と、前記ガイド溝に嵌合さ
れた光ファイバの各端面が向き合わされ、この光ファイ
バが、ガイド溝に嵌合され接着剤により固着されている
ことを特徴とする。
【0006】また、前述の光ファイバの上部を押さえ板
で押さえ、この押さえ板に形成した開口から注入した接
着剤により、光導波路の端面と光ファイバの端面との向
き合わせ部を固着するとよい。
【0007】本発明に係る光結合装置の製造方法は、シ
リコンウエハ上面に光ファイバ嵌合用のガイド溝を複数
本平行に削設するとともに、このガイド溝を横断するよ
うにして光導波路基板配置用の平坦部を切削する工程
と、前記平坦部を開口部から露出するようにしたマスク
を介してマスク上方より火炎堆積法により多孔質ガラス
を堆積して前記平坦部にバッファ層とコア層を形成する
工程と、前記マスクを取除いて、高温で前記多孔質ガラ
スを透明化させる工程と、前記透明なコア層を所定パタ
ーンでエッチングすることにより光導波路を作製する工
程と、前記光導波路とバッファ層上に火炎堆積法により
多孔質ガラスを堆積してクラッド層を形成する工程と、
前記シリコンウエハ上の光導波路、バッファ層、クラッ
ド層の各エッジがウエハ上面に対して垂直となるよう前
記各エッジをフォトマスクを介して、反応性イオンエッ
チングする工程と、前記シリコンウエハを光導波路部と
ガイド溝とを1セットとした各単位毎に切離する工程
と、前記ガイド溝に光ファイバを嵌合したうえ、光ファ
イバ端面と光導波路端面を向き合わせ、光ファイバをガ
イド溝に固着する工程とからなることを特徴とする。
【0008】
【作用】シリコン基板のガイド溝と光導波路とは、その
作製の段階において高精度に調心しつつ製作できるか
ら、ガイド溝に光ファイバを嵌合し、その端面と光導波
路の端面を向き合わせることで、両者の光軸合わせを簡
単に行うことができ、この状態で各向き合わせ端面を固
着して光ファイバと光導波路とを接続できる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0010】図1は本発明に係る光結合装置を示すとと
もに、この光結合装置を製造する方法の最終工程を示す
斜視図である。図2ないし図4は、前述の光結合装置を
製造する各工程を第1工程から順に示す図である。
【0011】本発明に係る光結合装置は、図1に示すよ
うに方形状のシリコン基板1の中間部に平坦部2を有
し、その両側の隆起上面3にV字状のガイド溝4を有す
る基板本体5と、前述の平坦部2上に成形された光導波
路基体6を具備し、ガイド溝4に嵌合した光ファイバ7
の端面と光導波路8の端面とを向き合わせ、この向き合
わせ部をUV硬化型樹脂を用いて接着することにより構
成される。この接着には開口部9を有するシリコン系の
押さえ板10を使用するとよい(詳細は後述する)。
【0012】前述の基板本体5と、その平坦部2に成形
される光導波路基体6とは図2に示すシリコンウエハ1
1上に複数個同時に形成されるもので、後述の工程を経
た後、シリコンウエハ11の点線12で示す位置を切離
することにより、図1に示す基板本体5の平坦部2に光
導波路基体6が形成された単体が多数個同時に形成され
る。
【0013】以下、光結合装置の製造工程を順に説明す
る。
【0014】まず、図2に示すように厚み約0.5m
m、直径4インチのシリコンウエハ11の上面に点線1
2により形成された長方形状の各区画部13に長手方向
に沿う複数のガイド溝4を連続的に形成する。これは、
図2に示すシリコンウエハ11上に矢印イ方向に回転カ
ッター(図示せず)を走行させることにより、正確に切
削できる(図3A参照)。このように、ガイド溝4が形
成されたシリコンウエハ11上面をガイド溝4と直角の
方向に所定幅の回転カッター(図示せず)を走行させ
る。これによりガイド溝4を切削して平坦部2を形成す
る。この場合、シリコンウエハ11の各区画部13の中
間部を切削するもので、図3Bに示すように、各区画部
13において、平坦部2の両側にガイド溝4が形成され
る。なお、平坦部2は後述する光導波路のバッファ層形
成のため、バッファ層の厚み代だけガイド溝4の底より
やや下の位置まで削設して形成する。これが第1の工程
である。
【0015】つぎにガイド溝4と平坦部2が形成された
シリコンウエハ11上面に図2に示す複数の開口部14
を有する石英ガラス系のマスク15を載置し、その上か
ら火炎堆積法(FHD法)により多孔質ガラスを堆積す
る。この場合、マスク15の開口部14は、シリコンウ
エハ11に形成された平坦部2を露出するように配置さ
れるもので、この開口部14を介して前述の多孔質ガラ
スを堆積することにより、平坦部2に光導波路部のバッ
ファ層とコア層からなるガラス層17が順次形成される
(図3c参照)。これが第2工程である。
【0016】このようにして平坦部2にバッファ層とコ
ア層からなるガラス層17が形成された後、マスク15
を取外して、シリコンウエハ11を1300℃のHeガ
ス雰囲気中で2時間焼結を行なう。これにより平坦部2
に堆積された多孔質ガラスの透明化が行なわれる。これ
が第3工程である。
【0017】つぎにフオトマスク(図示せず)により光
導波路のパターンを反応性イオンエッチングにより前述
のコア層を選択的に除去することで光導波路(コア)8
を作製する。この場合、光導波路8の両側に位置する光
ファイバ嵌合のためのガイド溝4をみながらパターニン
グを行なうため、光導波路8とガイド溝4との横方向の
ずれを0.3μm以下に抑えることができる(図3D参
照)。これが第4工程である。
【0018】つぎに、シリコンウエハ11上に第2工程
で用いたものと同じマスク15を載置し、その開口部1
4からパターニングされた光導波路8とその下側のバッ
ファ層を露出させ、その上から火炎堆積法により多孔質
ガラスを堆積して光導波路8上にクラッド層を形成す
る。これが第5工程である。
【0019】このようにしてクラッド層を形成した後、
マスク15を取外して、シリコンウエハ11を1300
℃のHeガスの雰囲気中で2時間焼結を行なう。これに
よりクラッド層が硬化し、光導波路8およびバッファ層
と一体化して光導波路基体6が形成される。
【0020】前述のようにして光導波路基体6を形成し
た後、その両端面のガラスのエッジが露出するようフォ
トマスク16を形成し両端部6aの反応性イオンエッチ
ングを行なう(図4A参照)。これにより、前述の光導
波路基体6の両端面のガラスのエッジがシリコンウエハ
11の上面に対して垂直となる。これが第6工程であ
る。
【0021】こうして、1枚のシリコンウエハ11上の
各区画部13にガイド溝4と光導波路基体6が形成され
た後、各区画部13を単体として分離すべく、シリコン
ウエハ11を点線12の位置で回転カッターにより切離
する(図4Bは各単体が切離された状態を平面図で示し
ている)。これが第7工程である。こうして分離された
各単体の斜視図は図1に示されている。
【0022】つぎに、光ファイバ7を基板本体5のガイ
ド溝4に嵌合し、光ファイバ先端と光導波路8の端面と
を向き合わせ、さらに、開口部9を有するシリコンの押
さえ板10で光ファイバ7の上を押さえて固定する。開
口部9は光導波路基体6と、前述の光ファイバ先端の向
き合わせ部18が露出するように位置させ、この開口部
9より熱硬化型樹脂あるいは紫外線硬化型のUV樹脂
(マッチングオイル)を注入する。これにより、光ファ
イバ先端と光導波路8の両端との向き合わせ部18とガ
イド溝4にUV硬化樹脂19が充填され、押さえ板10
とUV硬化樹脂19と基板本体5とが一体化される(図
4Cおよびこの側面図である図4D参照)。これが第8
工程である。
【0023】上記のように、第1ないし第8工程を経て
本発明に係る光結合装置は製造される。なお、押さえ板
10を用いないでもガイド溝4に光ファイバ7を嵌合す
ることで光導波路8との調心が行なわれるので、この状
態で、向き合わせ部18を固着してもよいことはいうま
でもない。
【0024】
【発明の効果】本発明に係る光結合装置によると、1枚
のシリコン基板上に高精度の寸法配置で光導波路と光フ
ァイバ嵌合用のガイド溝が一体的に形成されているの
で、光ファイバをガイド溝に嵌合し、その先端を光導波
路の端面と向き合わせ、この向き合わせ部を固定するこ
とにより、光ファイバと光導波路を光軸ずれなく容易に
結合することができる。また、押さえ板の開口部から注
入した接着剤により光導波路と光ファイバを結合すると
きは、その接続作業が一層容易となる。
【0025】本発明の光結合装置の製造方法によると、
一連の工程を経ることによって1枚のシリコン基板上に
高精度の寸法配置で光導波路と光ファイバ嵌合用のガイ
ド溝を有する光結合装置を効率的に作製することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光結合装置の分解斜視図である。
【図2】シリコンウエハとマスクおよびその一部を拡大
して示す斜視図である。
【図3】シリコンウエハ上面にガイド溝と平坦部と光導
波路とを作製する工程の説明図である。
【図4】光導波路基体の両端部をエッチングし、その
後、シリコンウエハの各区画部を切離し、光導波路に光
ファイバを向き合わせて調心し、その向き合わせ部を接
着剤で固着する工程の説明図である。
【符号の説明】
1…基板、2…平坦部、3…隆起上面、4…ガイド溝、
5…基板本体、6…光導波路基体、7…光ファイバ、8
…光導波路、9…開口部、10…押さえ板、11…シリ
コンウエハ、12…点線、14…開口部、15…マス
ク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 茂 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 石川 真二 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板の上面中間部を切削して形成された
    平坦部を有するとともに、平坦部の両側に形成された隆
    起上面部に光ファイバ嵌合用のガイド溝を有するシリコ
    ン基板を具備し、前記平坦部に光導波路を有する光導波
    路基体が形成されてなり、この光導波路と、前記ガイド
    溝に嵌合された光ファイバの各端面が向き合わされ、こ
    の光ファイバが、ガイド溝に接着剤により固着されてい
    ることを特徴とする光結合装置。
  2. 【請求項2】 前記ガイド溝に嵌合した光ファイバの上
    部が押さえ板によって押さえられ、この押さえ板に形成
    された開口部から注入された接着剤により前記光導波路
    と光ファイバが固着されていることを特徴とする請求項
    1記載の光結合装置。
  3. 【請求項3】 シリコンウエハ上面に光ファイバ嵌合用
    のガイド溝を複数本平行に削設するとともに、このガイ
    ド溝を横断するようにして光導波路基板配置用の平坦部
    を切削する工程と、 前記平坦部を開口部から露出するようにしたマスクを介
    してマスク上方より火炎堆積法により多孔質ガラスを堆
    積して前記平坦部にバッファ層とコア層を形成する工程
    と、 前記マスクを取除いて、高温で前記多孔質ガラスを透明
    化させる工程と、 前記透明なコア層を所定パターンでエッチングすること
    により光導波路を作製する工程と、 前記光導波路とバッファ層上に火炎堆積法により多孔質
    ガラスを堆積してクラッド層を形成する工程と、 前記シリコンウエハ上の光導波路、バッファ層、クラッ
    ド層の各エッジがウエハ上面に対して垂直となるよう前
    記各エッジをフオトマスクを介して、反応性イオンエッ
    チングする工程と、 前記シリコンウエハを光導波路部とガイド溝とを1セッ
    トとした各単位毎に切離する工程と、 前記ガイド溝に光ファイバを嵌合したうえ、光ファイバ
    端面と光導波路端面を向き合わせ、光ファイバをガイド
    溝に固着する工程とからなることを特徴とする光結合装
    置の製造方法。
JP2293192A 1992-02-07 1992-02-07 光結合装置とその製造方法 Pending JPH05224076A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208192A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Fujikura Ltd 光通信線路用光部品
KR100713498B1 (ko) * 2002-07-02 2007-05-02 오므론 가부시키가이샤 광도파로 장치 및 광도파로 장치의 제조 방법
JP2016080760A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 住友電気工業株式会社 レンズモジュール

Cited By (4)

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