JPH06118275A - Optical connecting component and its manufacture - Google Patents
Optical connecting component and its manufactureInfo
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- JPH06118275A JPH06118275A JP26694792A JP26694792A JPH06118275A JP H06118275 A JPH06118275 A JP H06118275A JP 26694792 A JP26694792 A JP 26694792A JP 26694792 A JP26694792 A JP 26694792A JP H06118275 A JPH06118275 A JP H06118275A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光接続部品及びその製造
方法に関し、特に光集積回路素子と光集積回路素子、光
集積回路素子と光ファイバアレイ、光ファイバアレイと
光ファィバアレイ等が接続された光接続部品及びその製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical connecting part and a method of manufacturing the same, and more particularly, an optical integrated circuit device and an optical integrated circuit device, an optical integrated circuit device and an optical fiber array, an optical fiber array and an optical fiber array, etc. are connected. The present invention relates to an optical connection part and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、光デバイスにおける集積化の技術
が進み、１チップにいろいろな機能を有する回路を構成
し、さらに、その機能回路をつなぐ光導波路を形成する
光集積回等の研究が盛んに行われている。しかし、ここ
で問題になるのは光集積回路素子（以下、光回路素子と
記す）同志、また光回路素子と光ファイバを接続する技
術である。2. Description of the Related Art In recent years, the technology of integration in optical devices has advanced, and a lot of researches have been conducted on an optical integrated circuit for forming a circuit having various functions on one chip and further forming an optical waveguide connecting the functional circuits. Has been done in. However, the problem here is the optical integrated circuit device (hereinafter, referred to as an optical circuit device), and the technique for connecting the optical circuit device and the optical fiber.
【０００３】従来このような接続においては、平面回路
として形成された素子の導波路断面を有する側面を鏡面
研磨し、微調台により光損失を確認しながら位置合わせ
して接着剤等により固定する方法があった。Conventionally, in such a connection, a side surface having a waveguide cross section of an element formed as a planar circuit is mirror-polished, and while aligning and adhering while confirming optical loss with a fine adjustment table, fixing with an adhesive or the like. was there.
【０００４】また、シリコンの異方性エッチングを利用
して精度の良い接続を行う方法があった。There has also been a method of making an accurate connection by utilizing anisotropic etching of silicon.
【０００５】図７（ａ），（ｂ）を用いて以下に説明す
る。A description will be given below with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).
【０００６】図７（ａ），（ｂ）に示すようにシリコン
基板１０１にガイドピン用Ｖ溝１０２と光ブァイバ用Ｖ
溝１０３を形成し、光ファイバ１０４を接着固定し端面
の研磨をした後、円筒棒１０５をガイドピン用Ｖ溝１０
２に板ばね１０６を噛ませて接着固定する。また、シリ
コン基板１１１にもガイドピン用Ｖ溝１１２と光ファイ
バ用Ｖ溝１１３を形成し、光ファイバ押さえ板１１６に
より光ファイバ用Ｖ溝１１３に光ファイバ１１４を接着
固定し端面の研磨をする。シリコン基板１１１には板ば
ね１１５が固定されてる。As shown in FIGS. 7A and 7B, a V groove 102 for a guide pin and a V groove for an optical fiber are formed on a silicon substrate 101.
After forming the groove 103, adhering and fixing the optical fiber 104 and polishing the end face, the cylindrical rod 105 is attached to the V groove 10 for the guide pin.
The leaf spring 106 is bitten by 2 and fixed by adhesion. Further, a V-groove 112 for the guide pin and a V-groove 113 for the optical fiber are also formed on the silicon substrate 111, and the optical fiber 114 is bonded and fixed to the V-groove 113 for the optical fiber by the optical fiber pressing plate 116 to polish the end face. A leaf spring 115 is fixed to the silicon substrate 111.
【０００７】このようにして作られた光ファイバアレイ
１００と光ファイバアレイ１１０において、円筒棒１０
５をガイドピン用Ｖ溝１１２に挿入すると、円筒棒１０
５が板ばね１１５に押さえられて固定され、かつ光ファ
イバ１０４と光ファイバ１１４の位置決めを行うことが
できる（特開平１−２１１７０３号公報参照）。In the optical fiber array 100 and the optical fiber array 110 thus manufactured, the cylindrical rod 10
5 is inserted into the guide pin V groove 112, the cylindrical rod 10
5 is pressed and fixed by the leaf spring 115, and the optical fiber 104 and the optical fiber 114 can be positioned (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-211703).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】微調台により光損失を
確認して位置合わせを行う方法は、光回路素子または光
ファイバアレイを微調台へある程度精度よく配置し、サ
ブミクロンの精度で微調整を行う必要があると共に組立
の時間が掛かると言う問題点があった。さらに、次の工
程に移るときの流れ作業に対しても、ラインの構成が難
かしいという問題点があった。The method of confirming the optical loss by the fine adjustment table and performing the alignment is such that the optical circuit element or the optical fiber array is arranged on the fine adjustment table with a certain degree of accuracy, and the fine adjustment is performed with submicron accuracy. There is a problem in that it needs to be carried out and that it takes time to assemble. Further, there is a problem that it is difficult to configure the line even for the flow work when moving to the next process.
【０００９】シリコンの異方性エッチングを利用する方
法については、ガイドする円筒棒の素材は主にステンレ
スであり、光集積回路を形成した基板または光ファイバ
アレイによく使われるシリコンとは異質のものであり、
熱に対する伸び縮み、硬さの違いにより熱的または機械
的信頼性に対して欠く所があった。また、組立の設備に
おいては、光回路素子と円筒棒とでは形状が全く違うた
め、設備の構成が複雑になると言う問題点があった。こ
のことは将来の光デバイスがマイクロ化して数ミリ角の
光回路素子を区み合わせていくようになったとき大きな
問題点になる。Regarding the method utilizing anisotropic etching of silicon, the material of the cylindrical rod for guiding is mainly stainless steel, which is different from silicon which is often used for a substrate on which an optical integrated circuit is formed or an optical fiber array. And
There was a lack of thermal or mechanical reliability due to heat expansion / contraction and difference in hardness. Further, in the assembling equipment, there is a problem that the configuration of the equipment becomes complicated because the optical circuit element and the cylindrical rod have completely different shapes. This will be a serious problem when future optical devices become micronized and optical circuit elements of several millimeters square are joined together.
【００１０】本発明の目的は、組立てが容易でラインの
構成が簡単で熱的信頼性が高く、小型化が可能な光接続
部品及びその製造方法を提供することにある。It is an object of the present invention to provide an optical connection part which is easy to assemble, has a simple line structure, has high thermal reliability, and can be miniaturized, and a manufacturing method thereof.
【００１１】[0011]
（１）本発明は、光回路が形成された面にＶ溝が形成さ
れ、光導波路の断面を有する側面が鏡面である光集積回
路素子と、該光集積回路素子に対抗して、前方部に台形
上の梁が形成され、後方部には光回路が形成され、前記
光導波路と接続される光導波路の断面が鏡面であるもう
一つの光集積回路素子とによって構成される光接続部品
おいて、前記Ｖ溝と前記台形状の梁が合致することによ
り前記二つの光集積回路素子の前記光導波路同志が接続
される。また、前記光集積回路素子の少なくとも１つが
光ファイバアレイである。(1) According to the present invention, an optical integrated circuit element having a V groove formed on a surface on which an optical circuit is formed and a side surface having a cross section of an optical waveguide is a mirror surface, and a front portion facing the optical integrated circuit element. A trapezoidal beam is formed in the optical waveguide, an optical circuit is formed in the rear part, and another optical integrated circuit element is formed by another optical integrated circuit element in which the cross section of the optical waveguide connected to the optical waveguide is a mirror surface. In addition, the optical waveguides of the two optical integrated circuit devices are connected by the V-shaped groove and the trapezoidal beam being aligned with each other. At least one of the optical integrated circuit elements is an optical fiber array.
【００１２】（２）本発明の光接続部品の製造方法は、
二つの光集積回路素子の基板の素材がシリコンで、一方
の集積回路素子のＶ溝が、マスクパターンを使い、異方
性エッチングにより前記シリコンが削り取られて形成さ
れるのに対して、もう一つの光集積回路素子の台形状の
梁が、マスクパターンを使い異方性エッチングにより前
記シリコンの前記台形上の梁の周囲が削り取られて形成
される工程を含む。さらに、台形状の梁を有する光集積
回路素子の光導波路断面の鏡面が電解研削切断によりハ
ーフカットして得られる工程を含む。(2) The method of manufacturing the optical connecting component of the present invention comprises:
The material for the substrates of the two optical integrated circuit devices is silicon, and the V groove of one of the integrated circuit devices is formed by removing the silicon by anisotropic etching using a mask pattern. The step of forming a trapezoidal beam of one optical integrated circuit device is performed by anisotropically etching the periphery of the trapezoidal beam of silicon using a mask pattern. Further, the method includes a step of half-cutting the mirror surface of the optical waveguide cross section of the optical integrated circuit element having the trapezoidal beam by electrolytic grinding.
【００１３】[0013]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【００１４】図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施
例の一対の光回路素子のそれぞれの斜視図である。図１
（ａ），（ｂ）は各部品を合わせ、接続する前の状態を
分りやすくするため図１（ｂ）の光回路素子を反転させ
た図である。1 (a) and 1 (b) are perspective views of a pair of optical circuit elements according to the first embodiment of the present invention. Figure 1
FIGS. 1A and 1B are views in which the optical circuit element of FIG. 1B is inverted to make it easier to understand the state before connecting the parts and connecting them.
【００１５】第１の実施例は図１（ａ），（ｂ）に示す
ように、光回路素子１１にはＶ溝１２と台形の溝１３が
形成されている。光回路素子１１の素材はシリコンでＶ
溝１２及び台形の溝１３はマスクパターンを使い、シリ
コンの異方性エッチングを利用して削り取ることにより
形成される。台形の溝１３には光導波路１４が形成され
ている。光導波路１４は透明の樹脂をコーティングする
ことで得られる。この時、透明の樹脂をコーティングす
る前に、この樹脂よりも屈折率の低い樹脂でコーティン
グしてクラッド層１６を形成する。光導波路１４の上部
にも屈折率の低い樹脂をクラッド層１６としてコーティ
ングして光導波路１４を仕上げる。光導波路断面１５は
研磨等により鏡面に仕上げられている。In the first embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, a V groove 12 and a trapezoidal groove 13 are formed in an optical circuit element 11. The material of the optical circuit element 11 is silicon and V
The groove 12 and the trapezoidal groove 13 are formed by using a mask pattern and scraping off using anisotropic etching of silicon. An optical waveguide 14 is formed in the trapezoidal groove 13. The optical waveguide 14 is obtained by coating a transparent resin. At this time, before coating the transparent resin, the cladding layer 16 is formed by coating with a resin having a refractive index lower than that of the transparent resin. A resin having a low refractive index is also coated on the upper portion of the optical waveguide 14 as the cladding layer 16 to finish the optical waveguide 14. The optical waveguide section 15 is mirror-finished by polishing or the like.
【００１６】光回路素子２１には光導波路２２が形成さ
れてる。これは、一番簡単な構成であり、光回路素子で
はこれ以外にいろいろな機能回路が形成される。光回路
素子の素材はシリコンで、光導波路２２としてドープド
ＳｉＯ2 ２３をそのシリコン上に堆積させ、その後にク
ラッド層としてＳｉＯ2 ２６をさらに堆積させる。光回
路素子２１の前万部には台形状の梁２４が形成されてい
る。この台形状の梁２４はマスクパターンを使い、台形
状の梁２４の周囲のシリコンを異方性エッチングを利用
して削り取ることにより形成される。この工程は光導波
路２２を形成する前に行う。An optical waveguide 22 is formed in the optical circuit element 21. This is the simplest configuration, and various functional circuits other than this are formed in the optical circuit element. The material of the optical circuit element is silicon, and doped SiO 2 23 is deposited on the silicon as an optical waveguide 22, and then SiO 2 26 is further deposited as a cladding layer. A trapezoidal beam 24 is formed in the front part of the optical circuit element 21. The trapezoidal beam 24 is formed by using a mask pattern and removing the silicon around the trapezoidal beam 24 using anisotropic etching. This step is performed before forming the optical waveguide 22.
【００１７】さて、光回路素子１１と光回路素子２１を
接続するに当たり、断面２５を鏡面状態にして、光導波
路１４と光導波路２２との接続損失を最小にする必要が
ある。しかし、光回路素子２１の断面２５を研磨するの
は難しく、ここでは、電解研削切断法を適用する。この
方法では、研削加工において、ブレードの周囲に電界を
かけ、電解液を兼ねる研削液を切断部に流して、ブレー
ド状の砥石の目詰まりや加工面の擦過を防ぐため、優れ
た鏡面を得ることができる。この方法を適用するとき、
ブーレードの刃を光回路素子２１の途中まで入れること
により、光回路素子２１を分断することなく断面２５を
鏡面にできる（電子情報通信学会技術報告ＶＯ１．９１
ＮＯ．４１０ 機構部品 ＥＭＣ９１−７１）。When connecting the optical circuit element 11 and the optical circuit element 21, it is necessary to minimize the connection loss between the optical waveguide 14 and the optical waveguide 22 by making the cross section 25 a mirror surface. However, it is difficult to polish the cross section 25 of the optical circuit element 21, and the electrolytic grinding cutting method is applied here. In this method, in the grinding process, an electric field is applied to the periphery of the blade, a grinding liquid that also serves as an electrolyte is flown to the cutting portion, and in order to prevent clogging of the blade-shaped grindstone and abrasion of the processed surface, an excellent mirror surface is obtained. be able to. When applying this method,
By inserting the blade of the bouredo partway into the optical circuit element 21, the cross section 25 can be made into a mirror surface without dividing the optical circuit element 21 (IEICE Technical Report VO1.91).
NO. 410 Mechanical parts EMC91-71).
【００１８】このようにして作られた光回路素子１１．
及び２１同志をＶ溝１２と台形状の梁２４と合わせ、さ
らに、横にスライドして付き合わせれば光導波路１４と
光導波路２２を精度良く接続することができる。Optical circuit element 11.
The optical waveguide 14 and the optical waveguide 22 can be accurately connected by aligning the V groove 12 and the trapezoidal beam 24 with each other and sliding them sideways.
【００１９】図２（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）
の一対の光回路素子のそれぞれの断面図である。接続さ
れたときの接続の断面を分かりやすくそれぞれの光回路
素子を分けて示した。ここでは説明しやすくするために
クラッド層１６とＳｉＯ2 ２６を省いて書いた。2 (a) and 2 (b) are shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
3 is a cross-sectional view of each of the pair of optical circuit elements of FIG. Each optical circuit element is shown separately for easy understanding of the cross section of the connection when connected. Here, the cladding layer 16 and the SiO 2 26 are omitted for ease of explanation.
【００２０】図２（ａ），（ｂ）に示すように、当然光
導波路１４と２２の中心は一致する。光導波路１４間の
距離及び光導波路２２間の距離は１1 で等しく、Ｖ溝１
２間の距離及び台形状の梁２４間の距離は１2 で等し
く、Ｖ溝１２と光導波路１４との距離及び台形状の梁２
４と光導波路２２との距離は１3 で等しくできている。
光導波路１４と２２の大きさをなるべく等しくするため
の一方法として、台形状の光導波路１４の底辺と光導波
路２２の幅を等しくａと取ることにする。台形状の梁２
４の上底をＷ1 Ｖ溝１２の幅をＷ2 台形の溝１３の幅を
Ｗ3 光導波路１４及び２２の高さをｂ，台形状の梁２４
の高さをｈ1 , 光導波路２２の中心から光回路素子１１
の上辺までの高さをｈ2 とすると、異方性エッチングに
よりできるＶの角度は７０．５２°であるので Ｗ2 ＝２（ｈ2 −ｂ／２）ｔａｎ３５．２６°＋Ｗ1 Ｗ3 ＝２（ｈ2 ＋ｂ／２）ｔａｎ３５．２６°＋ａ という関係があり、また、Ｖ溝１２と台形状の梁２４と
が隙間なくかみ合うために ｈ1 〉ｈ2 −ｂ／２ とする必要がある。As shown in FIGS. 2A and 2B, the centers of the optical waveguides 14 and 22 naturally coincide with each other. The distance between the optical waveguides 14 and the distance between the optical waveguides 22 are equal to 1 1 , and the V groove 1
The distance between the two and the trapezoidal beam 24 are equal to 1 2 , and the distance between the V-groove 12 and the optical waveguide 14 and the trapezoidal beam 2 are equal.
The distance between 4 and the optical waveguide 22 is equal to 1 3 .
As one method for making the sizes of the optical waveguides 14 and 22 as equal as possible, the bottom of the trapezoidal optical waveguide 14 and the width of the optical waveguide 22 are set to be equal to a. Trapezoidal beam 2
4, the width of the W 1 V groove 12 is the width of the W 2 trapezoidal groove 13, the width of the W 3 optical waveguides 14 and 22 is b, and the trapezoidal beam 24.
Of the height h 1, the optical circuit element 11 from the center of the optical waveguide 22
Assuming that the height up to the upper side is h 2 , the angle of V formed by anisotropic etching is 70.52 °, so W 2 = 2 (h 2 −b / 2) tan 35.26 ° + W 1 W 3 = 2 (h 2 + b / 2) tan 35.26 ° + a, and it is necessary to set h 1 > h 2 −b / 2 because the V groove 12 and the trapezoidal beam 24 mesh with each other without a gap. .
【００２１】図３（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）
の光回路素子のそれぞれに使用するマスクパターンの一
例の平面図である。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
FIG. 6 is a plan view of an example of a mask pattern used for each of the optical circuit elements of FIG.
【００２２】図３（ａ），（ｂ）に示すようにマスクパ
ターン３１は光回路素子１１のパターンであり、網目以
外の部分がエッチングされる。隙間３２がＶ溝１２に当
り隙間３３が台形の溝１３に当たる。マスクパターン３
４は光回路素子２１、のパターンであり、網目以外の部
分がエッチングされる。このためパターン３５の部分の
シリコンが残り、台形状の梁２４となる。また、パター
ン３６の部分は光導波路２２が形成される部分として残
る。エッチングされたシリコンウエハにおいて、マスク
パターン３１と３４の点線に当たる個所をダイシングに
より切断して光回路素子１１と光回路素子２１の基板が
できる。As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the mask pattern 31 is the pattern of the optical circuit element 11, and the portion other than the mesh is etched. The gap 32 hits the V-shaped groove 12 and the gap 33 hits the trapezoidal groove 13. Mask pattern 3
Reference numeral 4 is a pattern of the optical circuit element 21, in which a portion other than the mesh is etched. Therefore, the silicon of the portion of the pattern 35 remains and becomes the trapezoidal beam 24. Further, the portion of the pattern 36 remains as a portion where the optical waveguide 22 is formed. In the etched silicon wafer, the portions corresponding to the dotted lines of the mask patterns 31 and 34 are cut by dicing to form substrates for the optical circuit element 11 and the optical circuit element 21.
【００２３】図４（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施
例の一対の光回路素子のそれぞれの斜視図である。図４
（ａ），（ｂ）は各素子を合わせ、接続する前の状態を
分かりやすくするため、図４（ｂ）の光回路素子を反転
させた図である。FIGS. 4A and 4B are perspective views of a pair of optical circuit elements according to the second embodiment of the present invention. Figure 4
FIGS. 4A and 4B are diagrams in which the optical circuit elements of FIG. 4B are inverted to make it easier to understand the state before connecting the elements and connecting them.
【００２４】第２の実施例は、図４（ａ），（ｂ）に示
すように、光ファイバアレイ４１の素材はシリコンで、
Ｖ溝４２及び４３はマスクパターンを使い、シリコンの
異方性エッチングを利用して削り取ることにより形成さ
れる。Ｖ溝４３には光ファイバ４４が接着剤４５により
固定されている。光ファイバ断面４６は研磨等により鏡
面に仕上げられている。光ファイバ断面４６は研磨等に
より鏡面に仕上げられている。光ファイバアレイ５１の
前方部には台形状の梁５４が形成されている。光ファイ
バアレイ５１の素材も同様にシリコンで、この台形上の
梁５４はマスクパターンを使い、台形状の梁５４の周囲
のシリコンを異方性エッチングを利用して削り取ること
により形成される。また、光ファイバアレイ５１の後方
部にはＶ溝４３と同様にＶ溝５２が形成されている。こ
のＶ溝５２は台形状の梁５４に使われるガラスマスク上
にこのＶ溝５２用のパターンを描き、これを使い、同様
なエッチングをして削り取ることにより形成される。Ｖ
溝５２には光ファイバ５３が接着剤５６により固定され
ている。In the second embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the material of the optical fiber array 41 is silicon,
The V-grooves 42 and 43 are formed by using a mask pattern and scraping off using anisotropic etching of silicon. An optical fiber 44 is fixed to the V groove 43 with an adhesive 45. The optical fiber section 46 is mirror-finished by polishing or the like. The optical fiber section 46 is mirror-finished by polishing or the like. A trapezoidal beam 54 is formed in the front part of the optical fiber array 51. Similarly, the material of the optical fiber array 51 is also silicon, and the trapezoidal beam 54 is formed by using a mask pattern and scraping off the silicon around the trapezoidal beam 54 using anisotropic etching. In addition, a V groove 52 is formed in the rear portion of the optical fiber array 51 similarly to the V groove 43. The V-groove 52 is formed by drawing a pattern for the V-groove 52 on a glass mask used for the trapezoidal beam 54 and using the same to perform the same etching and scraping. V
An optical fiber 53 is fixed to the groove 52 with an adhesive 56.
【００２５】さて、光ファイバアレイ４１と光ファイバ
アレイ５１を接続するに当たり、断面５５を鏡面状態に
して、光ファイバ４４と光ファイバ５３との接続損失を
最小にする必要がある。しかし、第１の実施例と同様に
断面５５を研磨するのは難しく、電解研削切断法を用
い、鏡面状態にする。このようにして作られたファイバ
アレイ４１と５１同志を、Ｖ溝４２と台形状の梁５４を
合わせ横にスライドして付き合わせれば、光ファイバ４
４と光ファイバ５３を精度良く接続することができる。
本実施例においては、アレイファイバをこのように端末
加工して、着脱可能な多芯光コネクタとすることもでき
る。When connecting the optical fiber array 41 and the optical fiber array 51, it is necessary to minimize the connection loss between the optical fiber 44 and the optical fiber 53 by making the cross section 55 a mirror surface. However, similarly to the first embodiment, it is difficult to polish the cross section 55, and the electrolytic grinding and cutting method is used to obtain a mirror surface state. If the fiber arrays 41 and 51 made in this way are attached together by aligning the V groove 42 and the trapezoidal beam 54 and sliding them sideways,
4 and the optical fiber 53 can be accurately connected.
In this embodiment, the array fiber may be processed in this way to form a detachable multicore optical connector.
【００２６】図５（ａ），（ｂ）は図４（ａ），（ｂ）
の一対の光回路素子のそれぞれの断面図である。接続さ
れたときの接続の断面を分かりやすく素子を分けて書い
た図である。当然光ファイバ４４と５３の中心は一致す
る。FIGS. 5A and 5B are shown in FIGS. 4A and 4B.
3 is a cross-sectional view of each of the pair of optical circuit elements of FIG. It is the figure which divided the element and wrote the cross section of the connection when connected. Naturally, the centers of the optical fibers 44 and 53 coincide.
【００２７】図５（ａ），（ｂ）に示すように光ファイ
バ４４間の距離及び光ファイバ５３間の距離は１4 で等
しく、Ｖ溝４２間の距離と台形状の梁間５４の距離は１
5 で等しく、Ｖ溝４２と光ファイバ４４との距離及び光
ファイバ５３と台形状の梁５４との距離は１6 で等しく
できている。普通使われる光ファイバを例にとり、光フ
ァイバ４４と５３のクラッド径を１２５μｍとする。台
形状の梁５４の上底をＷ4 ，Ｖ溝４２の幅をＷ5 ，Ｖ溝
４３及び５２の幅をＷ6 ，台形状の梁５４の高さを
ｈ3 ，光ファイバ４４の中心から光ファイバアレイの上
辺までの高さをｈ4とすると、 Ｗ5 ＝４ｈ4 ｔａｎ３５．２６°＋Ｗ4 Ｗ6 ＝６２．５μｍ／ｓｉｎ３５．２６°＋ｈ4 という関係があり、また、Ｖ溝４２と台形状の梁５４と
が隙間なくかみ合うために ｈ3 〉２ｈ4 とする必要がある。The distance of FIG. 5 (a), the distance and the distance between the optical fiber 53 between the optical fiber 44 as shown in (b) are equal in 1 4, the distance between the V grooves 42 and trapezoidal Harima 54 1
5 , the distance between the V-shaped groove 42 and the optical fiber 44 and the distance between the optical fiber 53 and the trapezoidal beam 54 are equal to 16 . Taking a commonly used optical fiber as an example, the cladding diameter of the optical fibers 44 and 53 is 125 μm. The upper base of the trapezoidal beam 54 is W 4 , the width of the V groove 42 is W 5 , the widths of the V grooves 43 and 52 are W 6 , the height of the trapezoidal beam 54 is h 3 , and from the center of the optical fiber 44. Assuming that the height to the upper side of the optical fiber array is h 4 , there is a relation of W 5 = 4h 4 tan 35.26 ° + W 4 W 6 = 62.5 μm / sin 35.26 ° + h 4 , and the V groove 42 and In order to mesh with the trapezoidal beam 54 without a gap, it is necessary to set h 3 > 2h 4 .
【００２８】図６（ａ），（ｂ）は図４（ａ），（ｂ）
の光回路素子のそれぞれに使用するマスクパターンの一
例の平面図である。FIGS. 6A and 6B show FIGS. 4A and 4B.
FIG. 6 is a plan view of an example of a mask pattern used for each of the optical circuit elements of FIG.
【００２９】図６（ａ），（ｂ）に示すように、マスク
パターン６１は光ファイバアレイ４１のパターンであ
り、網目以外の部分がエッチングされる。隙間６２がＶ
溝４２に当り、隙間６３がＶ溝４３に当たる。マスクパ
ターン６４は光ファイバアレイ５１のパターンであり網
目以外の部分がエッチングされる。このため、パターン
６５の部分のシリコンが残り、台形状の梁５４とＶ溝５
２のパターンが同一マスク上に描かれているので、当然
台形状の梁５４とＶ溝４２は同時にエッチングされ形成
される。エッチングされたシリコンウエハにおいて、マ
スクパターン６１と６４の点線に当たる箇所をダイシン
グにより切断して光ファイバアレイ４１と光ファイバア
レイ５１の基板ができる。As shown in FIGS. 6A and 6B, the mask pattern 61 is the pattern of the optical fiber array 41, and the portion other than the mesh is etched. The gap 62 is V
The gap 63 hits the groove 42 and hits the V groove 43. The mask pattern 64 is the pattern of the optical fiber array 51, and the portion other than the mesh is etched. Therefore, the silicon of the pattern 65 remains, and the trapezoidal beam 54 and the V groove 5 are formed.
Since the two patterns are drawn on the same mask, the trapezoidal beam 54 and the V groove 42 are naturally etched and formed at the same time. In the etched silicon wafer, the portions corresponding to the dotted lines of the mask patterns 61 and 64 are cut by dicing to form substrates for the optical fiber array 41 and the optical fiber array 51.
【００３０】第１及び第２の実施例でそれぞれ光導波路
同志及び光ファイバアレイ同志の接続をする場合の光接
続部品を示したが、光導波路と光ファイバが同時に搭載
されるような場合でも前述したように、それぞれの位置
を設定して光接続部品を作ることができる。In the first and second embodiments, the optical connecting parts for connecting the optical waveguides and the optical fiber arrays are shown, but the above description is applied even when the optical waveguide and the optical fiber are mounted at the same time. As described above, the respective positions can be set to make the optical connection part.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、接続した
い２つの光集積回路素子において、一つの光回路素子ま
たは光ファイバアレイにＶ溝を形成し、他方の光回路素
子または光ファイバアレイには台形状の梁を形成して接
続することにしたので、微調台を使った位置合わせが全
く必要なく、組立てが簡単で設備の構成が簡単になり材
料が同質のシリコンで構成されているため熱的機械的信
頼性が高く、さらに、Ｖ溝と台形状の梁の嵌合であるた
め、矩形同志のの雌雄を嵌合する場合や円形の雌雄を嵌
合する場合と違い、隙間がないので（クリアランスを設
ける必要がない）精度良く位置合わせができ、光集積回
路素子を幾つも組み合わせ接続したい時に小型化できる
という効果を有する。As described above, according to the present invention, in two optical integrated circuit elements to be connected, a V groove is formed in one optical circuit element or optical fiber array and the other optical circuit element or optical fiber array is formed. Since we decided to form a trapezoidal beam and connect it, there is no need for alignment using a fine adjustment stage, assembly is simple, equipment configuration is simple, and the material is made of homogeneous silicon. High thermal and mechanical reliability, and because the V-shaped groove and trapezoidal beam are fitted together, there is no gap unlike when fitting males and females of a rectangular shape or when fitting males and females of a circular shape. Therefore, there is an effect that the positioning can be performed with high accuracy (no need to provide a clearance), and the size can be reduced when it is desired to combine and connect a number of optical integrated circuit elements.
【図１】本発明の第１の実施例の一対の光回路素子のそ
れぞれの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a pair of optical circuit elements according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の一対の光回路素子のそれぞれの断面図で
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view of each of the pair of optical circuit elements in FIG.
【図３】図１の光回路素子のそれぞれに使用するマスク
パターンの一例の平面図である。FIG. 3 is a plan view of an example of a mask pattern used for each of the optical circuit elements of FIG.
【図４】本発明の第２の実施例の一対の光ファイバアレ
イのそれぞれの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a pair of optical fiber arrays according to a second embodiment of the present invention.
【図５】図４の一対の光ファイバアレイのそれぞれの断
面図である。5 is a cross-sectional view of each of the pair of optical fiber arrays of FIG.
【図６】図４の光ファイバアレイのそれぞれに使用する
マスクパターンの一例の平面図である。6 is a plan view of an example of a mask pattern used for each of the optical fiber arrays of FIG.
【図７】従来の光接続部品の一対の光ファイバアレイの
それぞれの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a pair of optical fiber arrays of a conventional optical connection component.
１１，２１ 光回路素子 １２，４２，４３，５２ Ｖ溝 １３ 台形の溝 １４，２２ 光導波路 １５ 光導波路断面 ２３ ドープトＳｉＯ2 ２４，５４ 台形状の梁 ２５，５５ 断面 ２６ ＳｉＯ2 ３１，３４，６１，６４ マスクパターン ３２，３３，６３，６６ 間隔 ３５，３６，６５ パターン ４１，５１，１００，１１０ 光ファイバアレイ ４４，５３，１０４，１１４ 光ファイバ ４５，５６ 接着剤 ４６ 光ファイバ断面 １０１，１１１ シリコン基板 １０２，１１２ ガイドピン用Ｖ溝 １０３，１１３ 光ファイバ用Ｖ溝 １０５ 円筒棒 １０６，１１５ 板ばね １０７，１１６ 光ファイバ押え板11, 21 Optical circuit element 12, 42, 43, 52 V groove 13 Trapezoidal groove 14, 22 Optical waveguide 15 Optical waveguide cross section 23 Doped SiO 2 24, 54 Trapezoidal beam 25, 55 Cross section 26 SiO 2 31, 34, 61, 64 mask pattern 32, 33, 63, 66 spacing 35, 36, 65 pattern 41, 51, 100, 110 optical fiber array 44, 53, 104, 114 optical fiber 45, 56 adhesive 46 optical fiber cross section 101, 111 Silicon substrate 102,112 V groove for guide pin 103,113 V groove for optical fiber 105 Cylindrical rod 106,115 Leaf spring 107,116 Optical fiber holding plate
Claims (4)
れ、光導波路の断面を有する側面が鏡面である光集積回
路素子と、該光集積回路素子に対抗して、前方部に台形
上の梁が形成され、後方部には光回路が形成され、前記
光導波路と接続される光導波路の断面が鏡面であるもう
一つの光集積回路素子とによって構成される光接続部品
おいて、前記Ｖ溝と前記台形状の梁が合致することによ
り前記二つの光集積回路素子の前記光導波路同志が接続
されることを特徴とする光接続部品。1. An optical integrated circuit device in which a V groove is formed on a surface on which an optical circuit is formed, and a side surface having a cross section of an optical waveguide is a mirror surface, and a trapezoidal portion in front of the optical integrated circuit device facing the optical integrated circuit device. In an optical connection component formed by an upper beam, an optical circuit is formed in the rear part, and another optical integrated circuit element in which the cross section of the optical waveguide connected to the optical waveguide is a mirror surface, An optical connection component, wherein the optical waveguides of the two optical integrated circuit devices are connected to each other by matching the V-shaped groove and the trapezoidal beam.
光ファイバアレイであることを特徴とする請求項１記載
の光接続部品。2. The optical connection component according to claim 1, wherein at least one of the optical integrated circuit elements is an optical fiber array.
リコンで、一方の集積回路素子のＶ溝が、マスクパター
ンを使い、異方性エッチングにより前記シリコンが削り
取られて形成されるのに対して、もう一つの光集積回路
素子の台形状の梁が、マスクパターンを使い異方性エッ
チングにより前記シリコンの前記台形上の梁の周囲が削
り取られて形成される工程を含むことを特徴とする光接
続部品の製造方法。3. The substrate of two optical integrated circuit devices is made of silicon, and the V groove of one integrated circuit device is formed by removing the silicon by anisotropic etching using a mask pattern. On the other hand, another trapezoidal beam of an optical integrated circuit element includes a step of forming a periphery of the trapezoidal beam of silicon by means of anisotropic etching using a mask pattern. Method for manufacturing optical connecting component.
導波路断面の鏡面が電解研削切断によりハーフカットし
て得られる工程を含むことを特徴とする光接続部品の製
造方法。4. A method of manufacturing an optical connecting component, which comprises a step of half-cutting a mirror surface of an optical waveguide section of an optical integrated circuit element having a trapezoidal beam by electrolytic grinding cutting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26694792A JP2943530B2 (en) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Optical connection component and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP26694792A JP2943530B2 (en) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | Optical connection component and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06118275A true JPH06118275A (en) | 1994-04-28 |
| JP2943530B2 JP2943530B2 (en) | 1999-08-30 |
Family
ID=17437902
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943530B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003107207A (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Fujikura Ltd | Graded index lens and its manufacturing method |
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-
1992
- 1992-10-06 JP JP26694792A patent/JP2943530B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943530B2 (en) | 1999-08-30 |
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