JPH0563768B2 - - Google Patents
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- JPH0563768B2 JPH0563768B2 JP10412690A JP10412690A JPH0563768B2 JP H0563768 B2 JPH0563768 B2 JP H0563768B2 JP 10412690 A JP10412690 A JP 10412690A JP 10412690 A JP10412690 A JP 10412690A JP H0563768 B2 JPH0563768 B2 JP H0563768B2
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- optical waveguide
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
- G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光通信において必要な光フアイバと
石英ガラス系光導波路との直接接続法に関するも
のである。
石英ガラス系光導波路との直接接続法に関するも
のである。
例えば光分岐素子、光分波器等の導波形光部品
を光通信システムに導入する場合、これらの光部
品と光フアイバとの接続法としては、効率が良
く、信頼性が高く、かつ短時間で行なえる方法が
要求される。従来は、只単に光フアイバ端面と光
導波路端面とを直接つき合わせて接続する端面接
続が主として行なわれている。しかし、この方法
には、(i)接続に先立ち、導波路端面の切断ならび
に研磨が必要である、(ii)光フアイバと光導波路と
の精密な位置合わせが別途必要であつて、接続に
時間がかかる、(iii)接続部の機械的位置信頼性に欠
ける、(iv)光入出力の位置が導波路基板の端面に限
られ、基板内の任意の位置からの入出力ができな
い、(v)石英ガラス系光導波路には端面接続の際に
光フアイバとの融着を行なえる可能性があるが、
光フアイバどうしの融着と異なり光フアイバと光
導波路との間に大きな熱容量差があるため、光フ
アイバのみが変形し、高精度の位置合わせが困難
になる、等の欠点があつた。
を光通信システムに導入する場合、これらの光部
品と光フアイバとの接続法としては、効率が良
く、信頼性が高く、かつ短時間で行なえる方法が
要求される。従来は、只単に光フアイバ端面と光
導波路端面とを直接つき合わせて接続する端面接
続が主として行なわれている。しかし、この方法
には、(i)接続に先立ち、導波路端面の切断ならび
に研磨が必要である、(ii)光フアイバと光導波路と
の精密な位置合わせが別途必要であつて、接続に
時間がかかる、(iii)接続部の機械的位置信頼性に欠
ける、(iv)光入出力の位置が導波路基板の端面に限
られ、基板内の任意の位置からの入出力ができな
い、(v)石英ガラス系光導波路には端面接続の際に
光フアイバとの融着を行なえる可能性があるが、
光フアイバどうしの融着と異なり光フアイバと光
導波路との間に大きな熱容量差があるため、光フ
アイバのみが変形し、高精度の位置合わせが困難
になる、等の欠点があつた。
本発明は、これら従来の問題を解消するため
に、石英ガラス系光導波路基板上に光フアイバと
光導波路との位置合わせ用のガイド溝を形成し
て、この溝を利用しての結合を行なうようにした
ものである。
に、石英ガラス系光導波路基板上に光フアイバと
光導波路との位置合わせ用のガイド溝を形成し
て、この溝を利用しての結合を行なうようにした
ものである。
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図，第２図および第３図は、本発明の一実
施例として、石英系光導波路に外径125μm、コア
径50μmの光フアイバを接続する場合の方法を示
している。同図中において、１は石英ガラス基板
２は光導波路であり、その光導波路２の構造は、
バツフア層３、コア層４および保護層５よりな
る。各層の材質および厚さは、バツフア層３、
SiO2−B2O3−P2O5（37.5μm）コア層４、SiO2−
TiO2−B2O3−P2O5（50μm）：保護層５、SiO2−
B2O3−P2O5（3μm）である。６はガイド溝であ
る。７は光フアイバであり、７ａはそのコア層で
ある。
施例として、石英系光導波路に外径125μm、コア
径50μmの光フアイバを接続する場合の方法を示
している。同図中において、１は石英ガラス基板
２は光導波路であり、その光導波路２の構造は、
バツフア層３、コア層４および保護層５よりな
る。各層の材質および厚さは、バツフア層３、
SiO2−B2O3−P2O5（37.5μm）コア層４、SiO2−
TiO2−B2O3−P2O5（50μm）：保護層５、SiO2−
B2O3−P2O5（3μm）である。６はガイド溝であ
る。７は光フアイバであり、７ａはそのコア層で
ある。
光導波路２と光フアイバ７との接合に際して
は、まず、ガイド溝６の中に光フアイバ７を挿入
し、光導波路２のコア層４と光フアイバ７のコア
層７ａの端面を基板上１にて互いにつき合わせ、
それからそれらの端面を接続する。第２図および
第３図は、そのようにして接続した光フアイバ７
のコア層７ａと、光導波路２のコア層４との位置
関係を表わしている。第２図は側面図、第３図は
平面図である。光導波路２の各層の厚さを上記の
ように設定したことによりガイド溝６のなかに光
フアイバ７を挿入したとき、第２図において光フ
アイバ７のコア層７ａの高さが光導波路２のコア
層４の高さと一致する。また、ガイド溝６の位置
は第３図に示すようにガイド溝６の中に光フアイ
バ７を挿入した時に、その光フアイバ７のコア層
７ａと光導波路２のコア層４との位置が一致する
ように設定してある。したがつて、接続に際して
は、ガイド溝６の中に光フアイバ７を挿入するだ
けでその軸合わせができる。
は、まず、ガイド溝６の中に光フアイバ７を挿入
し、光導波路２のコア層４と光フアイバ７のコア
層７ａの端面を基板上１にて互いにつき合わせ、
それからそれらの端面を接続する。第２図および
第３図は、そのようにして接続した光フアイバ７
のコア層７ａと、光導波路２のコア層４との位置
関係を表わしている。第２図は側面図、第３図は
平面図である。光導波路２の各層の厚さを上記の
ように設定したことによりガイド溝６のなかに光
フアイバ７を挿入したとき、第２図において光フ
アイバ７のコア層７ａの高さが光導波路２のコア
層４の高さと一致する。また、ガイド溝６の位置
は第３図に示すようにガイド溝６の中に光フアイ
バ７を挿入した時に、その光フアイバ７のコア層
７ａと光導波路２のコア層４との位置が一致する
ように設定してある。したがつて、接続に際して
は、ガイド溝６の中に光フアイバ７を挿入するだ
けでその軸合わせができる。
上記のようなガイド溝６は、例えば、以下のよ
うに光回路のパターン化と同時に形成することが
できる。第４図において、８はマスクガラス、２
ａは光回路パターン（本例ではＹ分岐）、６ａは
ガイド溝パターンである。フオトリソグラフイ技
術を用いて、このパターンを導波路に形成する。
本実施例では、アモルフアスSiをマスクとし、
C2F6、C2H4の混合ガスを反応ガスとする反応性
スパツタエツチング法により、石英ガラスをエツ
チングしてパターンを形成した。反応性スパツク
エツチング法は、エツチング部分のアンダーカツ
トのほとんどない方法であり、これにより第２図
において導波路端面２Ｃの垂直性がとれ、θ＝
85゜〜88゜が実現できる。エツチングにあたつて
は、第２図に示すように、光導波路と光フアイバ
のコア層の高さが一致するように90.5μｍの深さ
にエツチングすればよい。このように、光回路と
同時にガイド溝６を形成することは、パターン化
した光回路の切り出しが容易となるといつた利点
を生じる。
うに光回路のパターン化と同時に形成することが
できる。第４図において、８はマスクガラス、２
ａは光回路パターン（本例ではＹ分岐）、６ａは
ガイド溝パターンである。フオトリソグラフイ技
術を用いて、このパターンを導波路に形成する。
本実施例では、アモルフアスSiをマスクとし、
C2F6、C2H4の混合ガスを反応ガスとする反応性
スパツタエツチング法により、石英ガラスをエツ
チングしてパターンを形成した。反応性スパツク
エツチング法は、エツチング部分のアンダーカツ
トのほとんどない方法であり、これにより第２図
において導波路端面２Ｃの垂直性がとれ、θ＝
85゜〜88゜が実現できる。エツチングにあたつて
は、第２図に示すように、光導波路と光フアイバ
のコア層の高さが一致するように90.5μｍの深さ
にエツチングすればよい。このように、光回路と
同時にガイド溝６を形成することは、パターン化
した光回路の切り出しが容易となるといつた利点
を生じる。
第５図は、基板上に複数個形成された中から切
り出された光分岐回路として、ガイド溝のない従
来のものを示し、同図中、１は石英ガラス基板、
２ｂは光回路、９ａは切断面である。この例にお
いて、端面接続を行なうためには、切断面９ａが
光回路２ｂ内の伝搬方向に対して垂直で、かつ滑
らかになつていなくてはならない。このため、切
断時に高い精度が要求される。これに対して、ガ
イド溝が形成されたものを第６図に示す。同図中
１は石英ガラス基板、２ｂは光回路、６ｂはガイ
ド溝、９ｂは切断面である。この例にあつては、
仮に切断面９ｂの精度が悪く、また、表面の荒れ
があつたとしても光フアイバとの接続には影響が
ない。このため、部品の切り出しが容易である。
り出された光分岐回路として、ガイド溝のない従
来のものを示し、同図中、１は石英ガラス基板、
２ｂは光回路、９ａは切断面である。この例にお
いて、端面接続を行なうためには、切断面９ａが
光回路２ｂ内の伝搬方向に対して垂直で、かつ滑
らかになつていなくてはならない。このため、切
断時に高い精度が要求される。これに対して、ガ
イド溝が形成されたものを第６図に示す。同図中
１は石英ガラス基板、２ｂは光回路、６ｂはガイ
ド溝、９ｂは切断面である。この例にあつては、
仮に切断面９ｂの精度が悪く、また、表面の荒れ
があつたとしても光フアイバとの接続には影響が
ない。このため、部品の切り出しが容易である。
さらに、本接続方法によれば、導波路基板上の
の任意の位置からの光入出力が可能となり、光回
路設計の自由度を大幅に増すことになる。第７図
は、第５図、第６図と同様な光分岐回路である。
第７図中、１は石英ガラス基板、２ｂは光回路、
６ｂはガイド溝、９ｂは切断面である。この実施
例の場合、ガイド溝６ｂを用いることにより、所
望の位置で光入出力ができるので分岐後の光導波
路に曲がりをつけることなく光回路を形成でき
る。これに対して従来の端面接続の場合、第５図
に示したように、出力部が基板の端面にあること
が必要で、しかも、２本の導波路を平行にするこ
とが必要なので、光導波路の曲がりは避けられな
い。
の任意の位置からの光入出力が可能となり、光回
路設計の自由度を大幅に増すことになる。第７図
は、第５図、第６図と同様な光分岐回路である。
第７図中、１は石英ガラス基板、２ｂは光回路、
６ｂはガイド溝、９ｂは切断面である。この実施
例の場合、ガイド溝６ｂを用いることにより、所
望の位置で光入出力ができるので分岐後の光導波
路に曲がりをつけることなく光回路を形成でき
る。これに対して従来の端面接続の場合、第５図
に示したように、出力部が基板の端面にあること
が必要で、しかも、２本の導波路を平行にするこ
とが必要なので、光導波路の曲がりは避けられな
い。
第８図は、本発明の別の実施例である。同図中
１は石英ガラス基板、２ｂは光回路、６ｂ，６
ｃ，６ｄはガイド溝、９ｂは切断面である。この
実施例は、一枚の基板の中央付近にガイド溝６
ｃ，６ｄを設け、６ｃ及び６ｄ間に光フアイバを
接続するようにしたものである。このようにし
て、一枚の基板内に形成した導波路間で立体交差
させることが可能となる。
１は石英ガラス基板、２ｂは光回路、６ｂ，６
ｃ，６ｄはガイド溝、９ｂは切断面である。この
実施例は、一枚の基板の中央付近にガイド溝６
ｃ，６ｄを設け、６ｃ及び６ｄ間に光フアイバを
接続するようにしたものである。このようにし
て、一枚の基板内に形成した導波路間で立体交差
させることが可能となる。
なお、第１図の例において、光導波路２と光フ
アイバ７とを融着接続する場合には、CO2レーザ
ー照射あるいは酸水素バーナー等によつて端面接
合部を加熱すればよい。また、上記したように導
波路端面の垂直性がよいので、光フアイバ７のコ
ア層７ａの端面と光導波路２のコア層２ａの端面
とのすき間は、光フアイバ７をガイド溝６ｂに挿
入して軸合せをした時点で１〜3μm程度である。
したがつて、融着時に光フアイバを軽く押せばこ
のすき間は完全になくなり、しかもそれに伴なう
軸ずれはほとんどおこらない。また、従来の端面
接続では、融着の際に熱容量の小さい光フアイバ
のみが一方的に変形してしまうという問題があつ
たが、本実施例では、光フアイバ７は石英ガラス
のガイド溝６の中にあり、しかも、石英ガラス基
板１上にあるので、熱容量差の問題が解決でき
る。今述べた融着接続の他に、光導波路２と光フ
アイバ７との接続にあたり、接着剤による接着も
もちろん可能である。また、ガイド溝６は接続部
の保護の働きもするので、接続部の強度信頼性も
高められる。そして本実施例では結合効率90〜95
％が得られた。
アイバ７とを融着接続する場合には、CO2レーザ
ー照射あるいは酸水素バーナー等によつて端面接
合部を加熱すればよい。また、上記したように導
波路端面の垂直性がよいので、光フアイバ７のコ
ア層７ａの端面と光導波路２のコア層２ａの端面
とのすき間は、光フアイバ７をガイド溝６ｂに挿
入して軸合せをした時点で１〜3μm程度である。
したがつて、融着時に光フアイバを軽く押せばこ
のすき間は完全になくなり、しかもそれに伴なう
軸ずれはほとんどおこらない。また、従来の端面
接続では、融着の際に熱容量の小さい光フアイバ
のみが一方的に変形してしまうという問題があつ
たが、本実施例では、光フアイバ７は石英ガラス
のガイド溝６の中にあり、しかも、石英ガラス基
板１上にあるので、熱容量差の問題が解決でき
る。今述べた融着接続の他に、光導波路２と光フ
アイバ７との接続にあたり、接着剤による接着も
もちろん可能である。また、ガイド溝６は接続部
の保護の働きもするので、接続部の強度信頼性も
高められる。そして本実施例では結合効率90〜95
％が得られた。
以上説明したように、本発明では、光フアイバ
と石英ガラス系光導波路との軸合せ用のガイド溝
を導波路基板上に石英ガラス系光導波路と同時に
形成するため、製造工程の大幅な短縮と、光導波
路と光フアイバ用のガイド溝との高い位置合わせ
精度が実現でき、そしてそのガイド溝を利用して
の結合を行なうので、そのガイド溝の中に光フア
イバを挿入するだけで軸合わせができて、接続に
要する時間の大幅な短縮ができる。しかも、同時
にそのガイドは、接続部を保護する役割をも果す
ので、接続部の強度信頼性も高められる。さら
に、ガイド溝の採用により、導波路基板上の所望
の位置からの光入出力が可能となるので、光回路
設計上の自由度を大幅に増すことができる。ま
た、融着の際に問題となる光フアイバと光導波路
との熱容量差がなくなり、信頼性の高い融着接続
ができる等の効果を奏する。
と石英ガラス系光導波路との軸合せ用のガイド溝
を導波路基板上に石英ガラス系光導波路と同時に
形成するため、製造工程の大幅な短縮と、光導波
路と光フアイバ用のガイド溝との高い位置合わせ
精度が実現でき、そしてそのガイド溝を利用して
の結合を行なうので、そのガイド溝の中に光フア
イバを挿入するだけで軸合わせができて、接続に
要する時間の大幅な短縮ができる。しかも、同時
にそのガイドは、接続部を保護する役割をも果す
ので、接続部の強度信頼性も高められる。さら
に、ガイド溝の採用により、導波路基板上の所望
の位置からの光入出力が可能となるので、光回路
設計上の自由度を大幅に増すことができる。ま
た、融着の際に問題となる光フアイバと光導波路
との熱容量差がなくなり、信頼性の高い融着接続
ができる等の効果を奏する。
第１図乃至第３図はこの発明を説明するための
光導波路と光フアイバとの結合部分を示し、第１
図は斜視図、第２図は側面図、第３図は平面図、
第４図は光回路とガイド溝が同時に書き込まれた
マスクガラスの平面図、第５図は光回路のみが形
成された基板の部分平面図、第６図は光回路と共
にガイド溝が形成された基板の部分平面図、第７
図は光回路と共にガイド溝が形成された基板の部
分平面図、第８図は、導波路基板の中央付近にガ
イド溝を有した光回路の平面図である。 １……石英ガラス基板、２……石英系光導波
路、６……ガイド溝、７……光フアイバ。
光導波路と光フアイバとの結合部分を示し、第１
図は斜視図、第２図は側面図、第３図は平面図、
第４図は光回路とガイド溝が同時に書き込まれた
マスクガラスの平面図、第５図は光回路のみが形
成された基板の部分平面図、第６図は光回路と共
にガイド溝が形成された基板の部分平面図、第７
図は光回路と共にガイド溝が形成された基板の部
分平面図、第８図は、導波路基板の中央付近にガ
イド溝を有した光回路の平面図である。 １……石英ガラス基板、２……石英系光導波
路、６……ガイド溝、７……光フアイバ。
Claims (1)
- １ 光導波路基板上に、石英ガラス系光導波路の
パターン化と同時に、その光導波路の端部に接続
すべき光フアイバの端部を位置決めするガイド溝
をフオトリソグラフイ技術によつて形成し、その
後、そのガイド溝内に光フアイバの端部を位置決
めして、その光フアイバの端部と光導波路の端部
とを結合することを特徴とする光導波路と光フア
イバとの結合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10412690A JPH0328806A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 光導波路と光ファイバとの結合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10412690A JPH0328806A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 光導波路と光ファイバとの結合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0328806A JPH0328806A (ja) | 1991-02-07 |
| JPH0563768B2 true JPH0563768B2 (ja) | 1993-09-13 |
Family
ID=14372428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10412690A Granted JPH0328806A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 光導波路と光ファイバとの結合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0328806A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2777359B1 (fr) * | 1998-04-09 | 2000-07-07 | Corning Inc | Connexion d'une fibre optique et d'un guide d'ondes optique par fusion |
| JP5776333B2 (ja) * | 2011-05-30 | 2015-09-09 | 日立化成株式会社 | 光ファイバコネクタ及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP10412690A patent/JPH0328806A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0328806A (ja) | 1991-02-07 |
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