JPH0566318A - 光導波回路モジユ―ル - Google Patents
光導波回路モジユ―ルInfo
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- JPH0566318A JPH0566318A JP3227370A JP22737091A JPH0566318A JP H0566318 A JPH0566318 A JP H0566318A JP 3227370 A JP3227370 A JP 3227370A JP 22737091 A JP22737091 A JP 22737091A JP H0566318 A JPH0566318 A JP H0566318A
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- optical waveguide
- optical
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Abstract
に起因する特性劣化を防止する。 【構成】 光導波路チップ1と光入出力用の光ファイバ
2,3,4との接続界面の周囲を、接続界面に設けられ
た屈折率整合層5の屈折率とほぼ同等の屈折率を持ち、
かつ、粘性を有する光学的に透明な充填材21で被覆し
て、光ファイバ端面と光導波路チップとが剥離しこれら
間に間隙が生じた場合に、この間隙内に充填材が侵入す
るように構成し、接続界面剥離前の光導波回路の特性と
同様の特性を保持する。
Description
る光導波路と入出力用光ファイバとを基本構成要素とす
る信頼性の高い光導波回路モジュ−ルに関するものであ
る。
光ファイバ、受光器に加えて、光分岐素子や光スイッ
チ、光合分波器等の光導波回路が要求されている。この
種の光導波回路は、光導波路端面に光入出力用の光ファ
イバを接続した形態で構成することが一般的である。
を示すもので、図2の(a) は全体斜視図を、同図の(b)
は(a) におけるA−A線矢視方向の拡大断面図をそれぞ
れ示している。ここでは、光導波路チップの一端面に接
続すべき光ファイバが1〜2本程度と少ない場合に採用
されることの多い形態を示す。
した石英系の1×2スプリッタ構成の光導波路チップで
あり、その端面には光入出力用の光ファイバ2,3,4
の端面がその光軸が一致する如く屈折率整合層5を介し
て突き合わされ、光ファイバ2,3,4の端面近傍が接
着剤6によりファイバ保持部7aに固定されており、さ
らにこれら全体がファイバ保持部7aが一体化されたア
ルミニウム等の金属からなる実装用パッケ−ジ7に収納
されている。なお、屈折率整合層5を構成する屈折率整
合剤の屈折率は、光ファイバ及び光導波路の屈折率を考
慮して、接続部での反射率が最小となる値に設定され
る。
イバを接続する形態の光導波回路モジュ−ルでは、光導
波路チップ自体及び光ファイバとの接続部の機械的強度
及び耐候性を確保するため、実装用パッケ−ジ7に収納
される。
の他の例を示すもので、図3の(a)は全体斜視図を、同
図の(b) は(a) におけるB−B線矢視方向の拡大断面図
をそれぞれ示している。ここでは、光導波路チップの一
端面に比較的多数の光ファイバ、例えば4芯または8芯
テ−プファイバを接続すべき場合に採用されることの多
い形態を示す。
板上に形成した石英系の光導波路チップ8を光導波路チ
ップ用筐体9に保持・固定し、また、光入出力用の光フ
ァイバ、ここでは4芯テ−プファイバ10及び11の端
部をそれぞれ光ファイバ端部用筐体12及び13に保持
・固定した後、光導波路チップ8の端面に4芯テ−プフ
ァイバ10及び11の光軸が一致するように、両者の接
続界面に屈折率整合層14を設けて位置合わせした後、
光導波路チップ用筐体9と光ファイバ端部用筐体12及
び13とをYAGレ−ザ等を照射することにより溶接・
固定され、さらにこれら全体が金属よりなる実装用パッ
ケ−ジ15に収納されている。
各筐体9,12及び13は、コバ−ル等の金属で形成し
てある。
光導波回路モジュ−ルでは、環境温度が変動、例えば環
境温度が上昇すると光導波回路を構成している各部材は
熱膨張を起こす。この結果、実装用パッケ−ジ7の長さ
も変動し、光ファイバと光導波路との接続界面を引き剥
がそうとする応力が働く。パッケ−ジ7の膨張が大きい
と、図4に示すように、光ファイバと光導波路との接続
界面が剥離し、この結果、主として外部から接続界面に
空気等の気泡が取り込まれる。このような界面への異物
の侵入は、散乱等の原因となり、接続損失の著しい増加
及び反射減衰量の大幅な劣化をもたらす。
中では、この種の光導波回路の界面には空気ばかりでな
く、水蒸気等も取り込まれることとなり、それが信頼性
に著しい悪影響を与えるという問題があった。
低温や高温の環境下に保持した場合、光導波路基板と筐
体との線膨張係数及び光ファイバと筐体との線膨張係数
の不整合により、光導波路チップ8や光ファイバが伸縮
し、このために光導波路チップ8と光ファイバの界面が
伸縮する。上記したように、光導波路としてシリコン基
板上に形成した石英系光導波回路、筐体としてコバ−ル
を用いた場合を例にとると、シリコン及びコバ−ルの線
膨張係数はそれぞれ28×10-7、46×10-7である
ので、長さ50mmの光導波路チップを用いた場合、−4
0℃〜80℃の温度範囲で20℃を基準にした変動は±
5.4μmと算出される。
場合と同様に、上記した各部材の線膨張係数の不整合に
起因して生じる界面の伸縮により、屈折率整合層と光フ
ァイバまたは光導波路界面とが剥離し、この結果、主と
して外部から接続界面の空気等の気泡や水蒸気等が取り
込まれ、接続損失の著しい増加及び反射減衰量の大幅な
劣化をもたらす。
のであり、その目的は、光導波回路構成部材間の線膨張
係数の不整合に起因する特性劣化を防止した信頼性の高
い光導波回路モジュ−ルを提供することにある。
め、本発明では、光導波路チップと、該光導波路チップ
にその光軸が一致する如く接続される光入出力用の光フ
ァイバとを備え、前記光導波路チップと光ファイバとの
接続界面に屈折率整合層を有する光導波回路モジュ−ル
において、少なくとも前記接続界面の周囲を、前記屈折
率整合層の屈折率とほぼ同等の屈折率を持ち、かつ、粘
性を有する光学的に透明な充填材で被覆した。
や高温の環境下に保持した場合、光導波路基板と筐体と
の線膨張係数及び光ファイバと筐体との線膨張係数の不
整合により、光導波路チップや光ファイバが伸縮し、こ
のために光導波路チップと光ファイバの界面が伸縮す
る。これにより、光導波路チップと光ファイバとの接続
界面の間隔が広がり、光ファイバ端面と光導波路チップ
との間に間隙が生じ、この間隙内に充填材が侵入する。
充填材の間隙への侵入に伴い、充填材は屈折率整合層の
屈折率とほぼ同様の屈折率を有するので、接続界面剥離
前の光導波回路の特性と同様の特性が保持される。
の第1の実施例を示すもので、図中、従来例を示す図2
と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、1は光
導波路チップ、2,3,4は光ファイバ、5は例えばシ
リコ−ン系ジェリ−状樹脂からなる屈折率整合層、6は
接着剤、7はアルニウム等の金属からなる実装用パッケ
−ジ、7aは実装用パッケ−ジ7と一体に形成されたフ
ァイバ保持部、21は実装用パッケ−ジ7内に充填され
た、例えばシリコ−ン系グリ−ス状樹脂からなる充填材
である。ここで用いた屈折率整合層5と充填材21とは
ほぼ同様の屈折率を有する。
4は、パッケ−ジ7に設けたファイバ保持部7aに接着
剤6により固定されている。ここで光導波回路モジュ−
ルの環境温度が変動し、例えば環境温度が上昇すると光
導波回路を構成している各部材は熱膨張を起こす。この
結果、パッケ−ジ7の長さも変動し、光ファイバ2,
3,4と光導波路チップ1との接続界面を引き剥がそう
とする応力が働く。これにより、光ファイバと光導波路
チップとの接続界面の間隔が広がり、光ファイバ端面と
光導波路チップとの間に間隙が生じる。
ップとの間に間隙が生じると、図5に示すように、充填
材21がこの間隙内に侵入する。充填材21の間隙への
侵入に伴い、充填材21は、屈折率整合層5を構成する
シリコ−ン系ジェリ−状樹脂の屈折率とほぼ同様の屈折
率を有するので、接続界面剥離前の光導波回路の特性と
同様の特性が保持される。
−ジ7の熱膨張に起因した光導波回路の特性劣化を防止
することができる。加えて、本実施例においては、充填
材21として用いたシリコ−ン系グリ−ス状樹脂は耐湿
性に優れているので、耐湿特性を向上できる。
0℃〜80℃の温度範囲でヒ−トササイクル試験を実施
した結果を示す図である。同図の(a) はパッケ−ジ7内
に充填材を充填していない従来構成に対する試験結果を
示し、同図の(b) は充填材を充填した本実施例(図1)
の構成に対する試験結果を示している。また、図中、実
線で示す曲線は損失増加量を、一点鎖線で示す曲線は温
度を示している。
高温側において接続界面の剥離に起因した大きな損失増
加量が観測されたが、本実施例の構成の場合には、ヒ−
トサイクルに伴う損失変動は0.2dB以内と全温度範
囲に亘って安定であった。
するために、70℃、90%の環境での放置試験を実施
した結果を示す図である。図中、実線で示す曲線は本実
施例の構成に対する試験結果を、破線で示す曲線は従来
構成に対する試験結果を示している。図7に示すよう
に、従来構成の場合には、300時間後から損失増加が
観測されたが、本実施例の場合には1000時間を経過
しても損失増加は0.2dB以下であった。
なように、本発明により温度安定性並びに耐湿特性とも
に優れた光導波回路モジュ−ルを実現できる。
光ファイバ2,3,4との接続界面には、屈折率整合層
5として接着機能を持たないグリ−ス状樹脂を用いた
が、この代わりに、屈折率整合性のとれた透明な接着
剤、例えば紫外線硬化型接着剤を用いることも可能であ
る。この場合にも、充填材21として上記接着剤とほぼ
同様の屈折率を有し、かつ、透明なグリ−ス状樹脂また
はジェリ−状樹脂を用いることにより、上記した効果と
同様の効果を得ることができる。また、屈折率整合層5
として用いる接着剤としては、例えばエポキシ系接着
剤、シリコ−ン系接着剤、アクリル系接着剤等が適用可
能である。
ルの第2の実施例を示すもので、図中、従来例を示す図
3と同一構成部分は同一符号をもって表す。即ち、8は
石英系光導波路チップ、9は光導波路チップ用筐体、1
0,11は4芯テ−プファイバ、12,13は光ファイ
バ端部用筐体、14は光導波路チップ8の端面と4芯テ
−プファイバ10及び11の端面との接続界面に設けた
オレフィン系ジェリ−状樹脂からなる屈折率整合層、1
5は実装用パッケ−ジ、22は例えばシリコ−ン系ジェ
リ−状樹脂からなる充填材である。なお、屈折率整合層
14と充填材22の屈折率は、石英系光導波路の屈折率
と同様に1.46に設定してある。
の環境下に保持した場合、光導波路基板と筐体との線膨
張係数及び光ファイバと筐体との線膨張係数の不整合に
より、光導波路チップ8や光ファイバが伸縮し、このた
めに光導波路チップ8と光ファイバの界面が伸縮する。
これにより、光ファイバと光導波路チップ8との接続界
面の間隔が広がり、光ファイバ端面と光導波路チップ8
との間に間隙が生じ、この間隙内に充填材22が侵入す
る。充填材22の間隙への侵入に伴い、充填材22は、
屈折率整合層14の屈折率と同様の屈折率を有するの
で、第1の実施例の場合と同様に、接続界面剥離前の光
導波回路の特性と同様の特性が保持される。
しは低温環境中に放置されたとしても、各部材の伸縮に
伴う損失並びに反射減衰量の劣化を防止することができ
る。本実施例の光導波回路モジュ−ルの効果を検証する
ために、−40℃〜80℃の温度範囲でのヒ−トサイク
ル試験を実施した結果、ヒ−トサイクルに伴う損失変動
は0.2dB以内、また反射減衰量も−45dB以下と
安定であることが明らかとなった。
の放置試験の結果、放置後1000時間経過した後も損
失増加は0.2dB以下、また、反射減衰量も−45d
B以下であり、耐湿性にも優れていることが確認され
た。
バとの接続にあたっては、光導波路チップ用筐体9と光
ファイバ端部用筐体12,13とをコバ−ルのような金
属材料で構成し、両者をYAGレ−ザ照射により溶接固
定したが、図8と同様の構成で接着剤により固定した光
導波回路を用いることも可能である。
チップ用筐体9及び光ファイバ端部用筐体12,13と
もに、パイレックスガラスのようなガラス材料で構成
し、光導波路と光ファイバとの接続界面に用いる屈折率
整合層として、接着作用も有する光学接着剤、例えば紫
外線硬化型エポキシ系接着剤等を用いればよい。
様の効果を得ることができる。
ルの第3の実施例を示すものである。本第3の実施例が
前記第2の実施例と異なる点は、充填材22をパッケ−
ジ15内全体に充填する代わりに、光導波路と光ファイ
バとの接続界面近傍のみに塗布したことにある。
2を塗布する構成においても、光学特性の劣化防止の観
点からは、上記した第2の実施例の効果と同様の効果を
得ることができる。
−ルの第4の実施例を示すものである。本第4の実施例
が前記第3の実施例と異なる点は、光導波路と光ファイ
バとの接続界面近傍には、屈折率整合性のとれたグリ−
ス状樹脂からなる充填材22を塗布し、さらにパッケ−
ジ15内のその他の部分に吸水性に優れた充填材23を
充填したことにある。
性に優れることはもとより、吸水性に優れた充填材23
を用いたので耐湿特性にも優れた光導波回路モジュ−ル
を実現できる。
各構成部材が環境温度変動により伸縮し光導波路と光フ
ァイバとの接続界面に間隙が生じたとしても、この間隙
に充填材が侵入するので、光導波回路の光学特性の劣化
を防止することができる。
を示す図
るヒ−トサイクル試験の試験結果を示す図
結果を示す図
を示す図
を示す図
例を示す図
5,14…屈折率整合層、7,15…実装用パッケ−
ジ、21,22,23…充填材。
Claims (1)
- 【請求項1】 光導波路チップと、該光導波路チップに
その光軸が一致する如く接続される光入出力用の光ファ
イバとを備え、前記光導波路チップと光ファイバとの接
続界面に屈折率整合層を有する光導波回路モジュ−ルに
おいて、 少なくとも前記接続界面の周囲を、前記屈折率整合層の
屈折率とほぼ同等の屈折率を持ち、かつ、粘性を有する
光学的に透明な充填材で被覆したことを特徴とする光導
波回路モジュ−ル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22737091A JP3210367B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光導波回路モジュ―ル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22737091A JP3210367B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光導波回路モジュ―ル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0566318A true JPH0566318A (ja) | 1993-03-19 |
JP3210367B2 JP3210367B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=16859743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22737091A Expired - Lifetime JP3210367B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 光導波回路モジュ―ル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3210367B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0626600A1 (en) * | 1993-05-26 | 1994-11-30 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Optical waveguide module and method of manufacturing the same |
US6254280B1 (en) * | 1995-02-21 | 2001-07-03 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. | Substrate based array connector |
US7086789B2 (en) | 2003-04-10 | 2006-08-08 | Ntt Electronics Corporation | Optical element module with a primary coated optical fiber |
KR100958779B1 (ko) * | 2006-04-27 | 2010-05-18 | 오므론 가부시키가이샤 | 광전송 모듈 |
JP2014130331A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-07-10 | 3M Innovative Properties Co | 光クロージャ、光クロージャの組立方法、光クロージャの分解方法及び光クロージャの再組立方法。 |
JP2016173600A (ja) * | 2016-06-01 | 2016-09-29 | オリンパス株式会社 | 光学デバイス |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP22737091A patent/JP3210367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0626600A1 (en) * | 1993-05-26 | 1994-11-30 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Optical waveguide module and method of manufacturing the same |
US6254280B1 (en) * | 1995-02-21 | 2001-07-03 | Agere Systems Optoelectronics Guardian Corp. | Substrate based array connector |
US7086789B2 (en) | 2003-04-10 | 2006-08-08 | Ntt Electronics Corporation | Optical element module with a primary coated optical fiber |
KR100958779B1 (ko) * | 2006-04-27 | 2010-05-18 | 오므론 가부시키가이샤 | 광전송 모듈 |
JP2014130331A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-07-10 | 3M Innovative Properties Co | 光クロージャ、光クロージャの組立方法、光クロージャの分解方法及び光クロージャの再組立方法。 |
JP2016173600A (ja) * | 2016-06-01 | 2016-09-29 | オリンパス株式会社 | 光学デバイス |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3210367B2 (ja) | 2001-09-17 |
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Legal Events
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