JPH05264860A - 光導波路素子の作製方法 - Google Patents
光導波路素子の作製方法Info
- Publication number
- JPH05264860A JPH05264860A JP4062546A JP6254692A JPH05264860A JP H05264860 A JPH05264860 A JP H05264860A JP 4062546 A JP4062546 A JP 4062546A JP 6254692 A JP6254692 A JP 6254692A JP H05264860 A JPH05264860 A JP H05264860A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- substrate
- core
- fitting
- waveguide element
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- Pending
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバとの接続を、軸調芯することなく
行なうことを可能とする、光導波路素子の作製方法を提
供することを目的とする。 【構成】 ピン嵌合によって光ファイバとの接続が行な
われる導波路素子の作製方法であって、基板上に導波路
コアを形成する工程、及びこの導波路コア形成工程の前
又は後に、前記基板にピン嵌合用溝を形成する工程を具
備し、前記導波路コアと前記ピン嵌合用溝の形成のため
の位置合わせを、前記基板の外周を基準として行なうこ
とを特徴とする。
行なうことを可能とする、光導波路素子の作製方法を提
供することを目的とする。 【構成】 ピン嵌合によって光ファイバとの接続が行な
われる導波路素子の作製方法であって、基板上に導波路
コアを形成する工程、及びこの導波路コア形成工程の前
又は後に、前記基板にピン嵌合用溝を形成する工程を具
備し、前記導波路コアと前記ピン嵌合用溝の形成のため
の位置合わせを、前記基板の外周を基準として行なうこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に使用される光
導波路素子の作製方法に関する。
導波路素子の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光通信システムにおいて、光の
入出力のために光ファイバが接続された多くの光導波路
素子が使用される。この光導波路素子と光ファイバとの
接続は、通常、光学接着剤による接着や、レ−ザ光によ
る溶着により行われる。以下、図３を参照して、ＹＡＧ
レ−ザによる溶着技術の一例について説明する。
入出力のために光ファイバが接続された多くの光導波路
素子が使用される。この光導波路素子と光ファイバとの
接続は、通常、光学接着剤による接着や、レ−ザ光によ
る溶着により行われる。以下、図３を参照して、ＹＡＧ
レ−ザによる溶着技術の一例について説明する。
【０００３】まず、図３（ａ）に示すようなシリコン基
板に石英系光導波回路が形成された導波路素子１６を、
図３（ｂ）に示すようにケ−シング１５内に収容固定
し、アニ−ルし、導波回路部品を形成する。次いで、図
３（ｃ）に示すように、この導波回路部品の導波路素子
１６と入力ファイバ部品１７ａのコアを軸調芯すること
により一致させ、図３（ｄ）に示すようにＹＡＧレ−ザ
により溶着する。次に、図３（ｅ）に示すように、導波
路基板１６と出力ファイバ部品１７ｂのコアを軸調芯す
ることにより一致させ、図３（ｆ）に示すようにＹＡＧ
レ−ザにより溶着する。
板に石英系光導波回路が形成された導波路素子１６を、
図３（ｂ）に示すようにケ−シング１５内に収容固定
し、アニ−ルし、導波回路部品を形成する。次いで、図
３（ｃ）に示すように、この導波回路部品の導波路素子
１６と入力ファイバ部品１７ａのコアを軸調芯すること
により一致させ、図３（ｄ）に示すようにＹＡＧレ−ザ
により溶着する。次に、図３（ｅ）に示すように、導波
路基板１６と出力ファイバ部品１７ｂのコアを軸調芯す
ることにより一致させ、図３（ｆ）に示すようにＹＡＧ
レ−ザにより溶着する。
【０００４】このように、ＹＡＧレ−ザによる溶着技術
を用いた接続方法では、軸ずれによる接続損失を極力低
下させるため、あらかじめ入力ファイバ部品１７ａ又は
出力ファイバ部品１７ｂとを軸調芯して一致させ必要が
ある。
を用いた接続方法では、軸ずれによる接続損失を極力低
下させるため、あらかじめ入力ファイバ部品１７ａ又は
出力ファイバ部品１７ｂとを軸調芯して一致させ必要が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＹＡＧ
レ−ザにより溶着する方法では、軸調芯（図３に示す例
では５軸／端面）に長時間を費やすため、量産化が困難
であり、かつコストが高くなってしまうという問題があ
る。
レ−ザにより溶着する方法では、軸調芯（図３に示す例
では５軸／端面）に長時間を費やすため、量産化が困難
であり、かつコストが高くなってしまうという問題があ
る。
【０００６】本発明は、このような事情の下になされ、
光ファイバとの接続を、軸調芯することなく行なうこと
を可能とする、光導波路素子の作製方法を提供するを目
的とする。
光ファイバとの接続を、軸調芯することなく行なうこと
を可能とする、光導波路素子の作製方法を提供するを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
光導波路素子と光ファイバとを無調芯で接続することの
可能な導波路素子について検討を重ね、そのような導波
路素子を精度良く作製することを可能とする新たな方法
を開発した。
光導波路素子と光ファイバとを無調芯で接続することの
可能な導波路素子について検討を重ね、そのような導波
路素子を精度良く作製することを可能とする新たな方法
を開発した。
【０００８】即ち、本発明は、ピン嵌合によって光ファ
イバとの接続が行なわれる導波路素子の作製方法であっ
て、基板上に導波路コアを形成する工程、及びこの導波
路コア形成工程の前又は後に、前記基板にピン嵌合用溝
を形成する工程を具備し、前記導波路コアと前記ピン嵌
合用溝の形成のための位置合わせを、前記基板の外周を
基準として行なうことを特徴とする光導波路素子の作製
方法を提供する。
イバとの接続が行なわれる導波路素子の作製方法であっ
て、基板上に導波路コアを形成する工程、及びこの導波
路コア形成工程の前又は後に、前記基板にピン嵌合用溝
を形成する工程を具備し、前記導波路コアと前記ピン嵌
合用溝の形成のための位置合わせを、前記基板の外周を
基準として行なうことを特徴とする光導波路素子の作製
方法を提供する。
【０００９】以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１０】光導波路素子と光ファイバとを無調芯で接
続する方法は、次のような方法である。即ち、導波路基
板に、導波路コアに対する高さ、横方向の位置が高精度
に設定された例えばＶ形状の溝を形成して、この溝から
なる嵌合孔を有する光導波路素子を構成する。一方、フ
ァイバコアとの位置が高精度に設定されたガイドピンを
有する光ファイバのコネクタを形成する。両者の接続
は、光ファイバのコネクタのガイドピンを光導波路素子
の嵌合孔に嵌合させ、次いで、光学接着剤による接着や
レ−ザ光による溶着により、導波路コアとファイバコア
とを接続することにより行なうものである。
続する方法は、次のような方法である。即ち、導波路基
板に、導波路コアに対する高さ、横方向の位置が高精度
に設定された例えばＶ形状の溝を形成して、この溝から
なる嵌合孔を有する光導波路素子を構成する。一方、フ
ァイバコアとの位置が高精度に設定されたガイドピンを
有する光ファイバのコネクタを形成する。両者の接続
は、光ファイバのコネクタのガイドピンを光導波路素子
の嵌合孔に嵌合させ、次いで、光学接着剤による接着や
レ−ザ光による溶着により、導波路コアとファイバコア
とを接続することにより行なうものである。
【００１１】溝からなる嵌合孔を有する光導波路素子
は、次のようにして製造される。まず、基板上に、例え
ば火炎堆積法により、下部クラッド層及びコア層を形成
することにより、スラブ導波路を作製する。次いで、ス
ラブ導波路が形成された基板にピン嵌合用の溝、例えば
略Ｖ形状の溝を形成する。この溝の形成は、切削加工又
は化学エッチングにより行なうことが出来る。次に、コ
ア層を導波路パタ−ン状にパタ−ニングして、導波路コ
アを形成する。その後、上部クラッド層又は埋込層を形
成してコアを埋込み、例えば接着剤により、同様に溝を
有する他の基板を張り合わせることにより、光導波路素
子が完成する。
は、次のようにして製造される。まず、基板上に、例え
ば火炎堆積法により、下部クラッド層及びコア層を形成
することにより、スラブ導波路を作製する。次いで、ス
ラブ導波路が形成された基板にピン嵌合用の溝、例えば
略Ｖ形状の溝を形成する。この溝の形成は、切削加工又
は化学エッチングにより行なうことが出来る。次に、コ
ア層を導波路パタ−ン状にパタ−ニングして、導波路コ
アを形成する。その後、上部クラッド層又は埋込層を形
成してコアを埋込み、例えば接着剤により、同様に溝を
有する他の基板を張り合わせることにより、光導波路素
子が完成する。
【００１２】しかし、このような光導波路素子と光ファ
イバのコネクタとを無調芯で接続する方法を採用するに
は、Ｖ形状の溝と導波路コアとの相対的位置関係が高精
度に設定出来なければならない。従って、Ｖ形状の溝と
導波路コアとの相対的位置関係を高精度に設定すること
の可能な導波路素子の作製方法を開発することは、極め
て重要である。
イバのコネクタとを無調芯で接続する方法を採用するに
は、Ｖ形状の溝と導波路コアとの相対的位置関係が高精
度に設定出来なければならない。従って、Ｖ形状の溝と
導波路コアとの相対的位置関係を高精度に設定すること
の可能な導波路素子の作製方法を開発することは、極め
て重要である。
【００１３】この場合、高さ方向のＶ状溝と導波路コア
との相対的位置関係は、火炎堆積法によると、高精度の
膜厚で導波路膜を形成出来るので、高精度に設定可能で
ある。
との相対的位置関係は、火炎堆積法によると、高精度の
膜厚で導波路膜を形成出来るので、高精度に設定可能で
ある。
【００１４】本発明の導波路素子の作製方法では、横方
向のＶ状溝と導波路コアとの相対的位置関係を所定の精
度で設定するため、基板の外周を基準とし、Ｖ状溝と導
波路コアの位置合わせを行っている。このような基板の
外周を基準とする位置合わせは、導波路コア用のフォト
マスクの外周と、フォトマスク内のコアパタ−ンとの位
置を高精度に設定しておけば、フォトマスクと基板の外
周を合わせることにより可能である。
向のＶ状溝と導波路コアとの相対的位置関係を所定の精
度で設定するため、基板の外周を基準とし、Ｖ状溝と導
波路コアの位置合わせを行っている。このような基板の
外周を基準とする位置合わせは、導波路コア用のフォト
マスクの外周と、フォトマスク内のコアパタ−ンとの位
置を高精度に設定しておけば、フォトマスクと基板の外
周を合わせることにより可能である。
【００１５】基板外周に対するＶ状溝の位置の高精度の
設定は、切削等の機械的手段による場合には、従来の技
術により充分可能であり、化学エッチングにより行う場
合には、導波路コア用のフォトマスクと同様、Ｖ状溝用
のフォトマスクの外周と、フォトマスク内のＶ状溝パタ
−ンとの位置を高精度に設定しておけば、フォトマスク
と基板の外周を合わせることにより可能である。
設定は、切削等の機械的手段による場合には、従来の技
術により充分可能であり、化学エッチングにより行う場
合には、導波路コア用のフォトマスクと同様、Ｖ状溝用
のフォトマスクの外周と、フォトマスク内のＶ状溝パタ
−ンとの位置を高精度に設定しておけば、フォトマスク
と基板の外周を合わせることにより可能である。
【００１６】
【作用】本発明の方法では、導波路コアとピン嵌合用溝
の形成のための位置合わせを、基板の外周を基準として
行なっている。そのため、溝の中心と導波路コアの中心
とが所定の距離に正確に位置合された状態で、導波路コ
アを形成することが可能である。
の形成のための位置合わせを、基板の外周を基準として
行なっている。そのため、溝の中心と導波路コアの中心
とが所定の距離に正確に位置合された状態で、導波路コ
アを形成することが可能である。
【００１７】このように嵌合ピン溝に対し正確に位置合
せされた導波路コアを有する光導波素子の嵌合ピン溝
（孔）に、光ファイバのコネクタピンを嵌合させること
により、導波路コアとファイバコアとは、軸調芯を行な
うことなく一致し、軸ずれによる接続損失が生ずること
がない。
せされた導波路コアを有する光導波素子の嵌合ピン溝
（孔）に、光ファイバのコネクタピンを嵌合させること
により、導波路コアとファイバコアとは、軸調芯を行な
うことなく一致し、軸ずれによる接続損失が生ずること
がない。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を示し、本発明をより
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００１９】まず、図１（ａ）に示すように、表面に熱
酸化膜２が形成されたＳｉ基板１上に、Ｖ状溝パタ−ン
４を有するフォトマスク３を用いたフォトリソグラフィ
−によりエッチングマスク（図示せず）を形成し、この
エッチングマスクを用いたドライエッチングによりＶ状
溝形成予定部の熱酸化膜２を除去した。その際、フォト
マスク３の位置合わせを、Ｓｉ基板１の外周を基準とし
て位置合わせ用治具２１を用いて行なった。
酸化膜２が形成されたＳｉ基板１上に、Ｖ状溝パタ−ン
４を有するフォトマスク３を用いたフォトリソグラフィ
−によりエッチングマスク（図示せず）を形成し、この
エッチングマスクを用いたドライエッチングによりＶ状
溝形成予定部の熱酸化膜２を除去した。その際、フォト
マスク３の位置合わせを、Ｓｉ基板１の外周を基準とし
て位置合わせ用治具２１を用いて行なった。
【００２０】次いで、選択的に熱酸化膜２が除去された
Ｓｉ基板１をＫＯＨ溶液に浸すことにより化学エッチン
グを施して、図１（ｂ）に示すようにＶ状溝を形成し
た。次に、形成されたＶ状溝の部分をシリコン板７で覆
った状態で、火炎堆積法によりクラッド層５及びコア層
６を形成した。Ｓｉ基板１を除去した後、クラッド層５
及びコア層６を透明ガラス化して、スラブ導波路を形成
した。
Ｓｉ基板１をＫＯＨ溶液に浸すことにより化学エッチン
グを施して、図１（ｂ）に示すようにＶ状溝を形成し
た。次に、形成されたＶ状溝の部分をシリコン板７で覆
った状態で、火炎堆積法によりクラッド層５及びコア層
６を形成した。Ｓｉ基板１を除去した後、クラッド層５
及びコア層６を透明ガラス化して、スラブ導波路を形成
した。
【００２１】次に、図１（ａ）に示す工程と同様にし
て、コアパタ−ン９を有するフォトマスク８を用いたフ
ォトリソグラフィ−によりエッチングマスク（図示せ
ず）を形成し、このエッチングマスクを用いたドライエ
ッチングにより導波路回路パタ−ン１０を形成した。フ
ォトマスク８の位置合わせは、同様にＳｉ基板１の外周
を基準として位置合わせ用治具２１を用いて行なった。
得られた導波路パタ−ン１０のΔｎ（屈折率差）は０．
３％、コアの断面寸法は８×８μｍであった。
て、コアパタ−ン９を有するフォトマスク８を用いたフ
ォトリソグラフィ−によりエッチングマスク（図示せ
ず）を形成し、このエッチングマスクを用いたドライエ
ッチングにより導波路回路パタ−ン１０を形成した。フ
ォトマスク８の位置合わせは、同様にＳｉ基板１の外周
を基準として位置合わせ用治具２１を用いて行なった。
得られた導波路パタ−ン１０のΔｎ（屈折率差）は０．
３％、コアの断面寸法は８×８μｍであった。
【００２２】その後、図１（ｂ）に示す工程と同様にし
て、Ｖ状溝をシリコン板で覆った状態で、火炎堆積法に
より上部クラッド層を形成することにより、Ｖ状溝付き
導波路素子を得た。
て、Ｖ状溝をシリコン板で覆った状態で、火炎堆積法に
より上部クラッド層を形成することにより、Ｖ状溝付き
導波路素子を得た。
【００２３】このようにして得た導波路素子と、切削加
工によって図１（ｂ）と同一ピッチでＶ状溝を作製した
Ｓｉ基板１２とを、図１（ｄ）に示すように、両者の溝
に位置合せピン１１を嵌合させた状態で、接着剤により
張り合わせ、ピン嵌合用導波路素子チップを作製した。
このピン嵌合用導波路素子チップと、ファイバコネクタ
とを接続したところ、０．３ｄＢ程度の接続損失で両者
を接続出来た。
工によって図１（ｂ）と同一ピッチでＶ状溝を作製した
Ｓｉ基板１２とを、図１（ｄ）に示すように、両者の溝
に位置合せピン１１を嵌合させた状態で、接着剤により
張り合わせ、ピン嵌合用導波路素子チップを作製した。
このピン嵌合用導波路素子チップと、ファイバコネクタ
とを接続したところ、０．３ｄＢ程度の接続損失で両者
を接続出来た。
【００２４】以上の実施例では、Ｖ状溝の形成を、火炎
堆積法によるクラッド層５及びコア層６の形成前に行な
った。しかし、本発明の方法では、必ずしもＶ状溝の形
成を火炎堆積前に行なう必要はない。例えば、火炎堆積
法によるクラッド層５、コア層６、及び上部クラッド層
の形成中はＶ状溝形成領域をマスクしておき、上部クラ
ッド層の形成後に、上記実施例と同様にしてＶ状溝を形
成してもよい。また、Ｖ状溝の形成は、化学エッチング
に限らず、切削加工により行なってもよい。
堆積法によるクラッド層５及びコア層６の形成前に行な
った。しかし、本発明の方法では、必ずしもＶ状溝の形
成を火炎堆積前に行なう必要はない。例えば、火炎堆積
法によるクラッド層５、コア層６、及び上部クラッド層
の形成中はＶ状溝形成領域をマスクしておき、上部クラ
ッド層の形成後に、上記実施例と同様にしてＶ状溝を形
成してもよい。また、Ｖ状溝の形成は、化学エッチング
に限らず、切削加工により行なってもよい。
【００２５】また、上記実施例ではＳｉ基板に直接Ｖ状
溝を形成したが、本発明はこれに限らず、表面にクラッ
ド層５及びコア層６からなるスラブ導波路が形成された
基板、又は図２に示すように、コアが埋込まれた埋込導
波路を有する基板に対して、Ｖ状溝を形成してもよい。
溝を形成したが、本発明はこれに限らず、表面にクラッ
ド層５及びコア層６からなるスラブ導波路が形成された
基板、又は図２に示すように、コアが埋込まれた埋込導
波路を有する基板に対して、Ｖ状溝を形成してもよい。
【００２６】図２に示す例では、図２（ａ）に示す埋込
導波路が形成された基板に、切削加工により図２（ｂ）
に示すようにＶ状溝を形成したが、化学エッチングによ
り形成することも可能である。但し、この場合には、埋
込導波路のＶ状溝形成領域をドライエッチングにより除
去した後、ＫＯＨ等のアルカリエッチング液に浸し、Ｖ
状溝形成を形成する。エッチング液としてはＫＯＨ以外
に、例えばＥＰＷ（エチレン−ピテカテコ−ル水溶液）
を用いることが可能である。
導波路が形成された基板に、切削加工により図２（ｂ）
に示すようにＶ状溝を形成したが、化学エッチングによ
り形成することも可能である。但し、この場合には、埋
込導波路のＶ状溝形成領域をドライエッチングにより除
去した後、ＫＯＨ等のアルカリエッチング液に浸し、Ｖ
状溝形成を形成する。エッチング液としてはＫＯＨ以外
に、例えばＥＰＷ（エチレン−ピテカテコ−ル水溶液）
を用いることが可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
ると、導波路コアとピン嵌合用溝の形成のための位置合
わせを、基板の外周を基準として行なっているため、溝
の中心と導波路コアの中心とが所定の距離に正確に位置
合された光導波素子を作製することが可能である。
ると、導波路コアとピン嵌合用溝の形成のための位置合
わせを、基板の外周を基準として行なっているため、溝
の中心と導波路コアの中心とが所定の距離に正確に位置
合された光導波素子を作製することが可能である。
【００２８】本発明の方法により得た光導波素子の嵌合
ピン溝（孔）に、光ファイバのコネクタピンを嵌合させ
ることにより、導波路コアとファイバコアとは、軸調芯
を行なうことなく一致し、軸ずれによる接続損失のない
光導波素子と光ファイバとの接続が可能である。
ピン溝（孔）に、光ファイバのコネクタピンを嵌合させ
ることにより、導波路コアとファイバコアとは、軸調芯
を行なうことなく一致し、軸ずれによる接続損失のない
光導波素子と光ファイバとの接続が可能である。
【図１】 本発明の１実施例に係る導波路素子の作製工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図２】 本発明の他の実施例に係る導波路素子の作製
工程を示す断面図。
工程を示す断面図。
【図３】 従来のＹＡＧレ−ザ溶接による導波路素子と
光ファイバ−の接続工程を示す工程図。
光ファイバ−の接続工程を示す工程図。
１…Ｓｉウエハ基板、２…熱酸化膜、３…フォトマス
ク、４…Ｖ状溝パタ−ン、５…クラッド層、６…コア
層、７…シリコン板、８…フォトマスク、９…コアパタ
−ン、１０…導波路回路パタ−ン、１１…位置合せピ
ン、１２…Ｓｉ基板。
ク、４…Ｖ状溝パタ−ン、５…クラッド層、６…コア
層、７…シリコン板、８…フォトマスク、９…コアパタ
−ン、１０…導波路回路パタ−ン、１１…位置合せピ
ン、１２…Ｓｉ基板。
Claims (1)
- 【請求項１】 ピン嵌合によって光ファイバとの接続が
行なわれる導波路素子の作製方法であって、基板上に導
波路コアを形成する工程、及びこの導波路コア形成工程
の前又は後に、前記基板にピン嵌合用溝を形成する工程
を具備し、前記導波路コアと前記ピン嵌合用溝の形成の
ための位置合わせを、前記基板の外周を基準として行な
うことを特徴とする光導波路素子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062546A JPH05264860A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 光導波路素子の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062546A JPH05264860A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 光導波路素子の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264860A true JPH05264860A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13203349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4062546A Pending JPH05264860A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 光導波路素子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05264860A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403742B1 (ko) * | 2001-12-07 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 광 손실 감소를 위한 광섬유 블럭 제작용 포토 마스크 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4062546A patent/JPH05264860A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403742B1 (ko) * | 2001-12-07 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 광 손실 감소를 위한 광섬유 블럭 제작용 포토 마스크 |
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