JPH06324224A - 導波路型デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体の素子長を短くすることができ、光ファ
イバ集合体と立体的に接続することができる導波路型デ
バイスを提供する。 【構成】 この導波路型デバイスは、複数個の導波路型
機能素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが同一基板１に集積さ
れ、前記各導波路型機能素子の入・出射端の少なくとも
一方５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ；７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
には、導波光の導波方向を前記基板１の表面１ｃと垂直
な方向に変換する反射面が形成され、前記入・出射端の
うち同一機能を果たす入出射端５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄ；７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、その入・出射端を包摂
して光ファイバ集合体９ｂ，９ｃが接続可能になってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導波路型デバイスに関
し、更に詳しくは、全体の素子長を短くすることができ
るので挿入損失は小さくなり、また、接続する光ファイ
バ集合体ごとにデバイスとしての機能を変化させること
ができる導波路型デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信や光センサのシステムで用いられ
る導波路型デバイスとしては、例えば、図７で示したよ
うな平面パターンを有するものがある。このデバイスに
おいては、同一の基板１に１入力・２出力の導波路パタ
ーンから成る４個のスイッチ機能素子２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄが集積されている。そして、基板１の端面１ａ
にまで至り、そこに入射端を有している直線導波路３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの４本で入射側導波路が構成さ
れ、また、導波路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４
ｆ，４ｇ，４ｈの８本で出射側導波路が構成されてい
る。

【０００３】これら８本の出射側導波路のうち、導波路
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの一群はいずれも直線導波路と
して基板１の端面１ｂまで延在してそこにそれらの出射
端を有し、また、導波路４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの一群
はいずれも曲線導波路として形成されまたそのうちの３
本は上記した導波路４ｂ，４ｃ，４ｄと交差して基板１
の端面１ｂまで延在し、そこにそれらの出射端を有して
いる。

【０００４】このデバイスを機能させるためには、ま
ず、基板１の端面１ａ側に位置する一群の導波路３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄの入射端に固定治具１２を介してテー
プファイバを用いたＭＴコネクタのような光ファイバ集
合体９ａを接続し、その各光ファイバと前記入射側導波
路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとを一括して光接続する。そ
して、基板１の端面１ｂ側では、導波路４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄの出射端に固定治具１２を介して光ファイバ集
合体９ｂを接続してその各光ファイバと出射側導波路の
一方の群４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとを一括して光接続
し、また同時に、導波路４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈの出射
端に固定治具１２を介して光ファイバ集合体９ｃを接続
してその各光ファイバと出射側導波路の他方の群の導波
路４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈとを一括して光接続する。

【０００５】このようにして、図７で示したデバイスで
は、光ファイバ集合体９ｂと光ファイバ集合体９ｃによ
ってそれぞれ異なる機能を引き出すことができる。ま
た、従来の導波路型デバイスには、図８で示したような
構造のものがある。このデバイスの場合は、図７と同じ
ように４個のスイッチ機能素子が同一基板に集積された
ものであるが、しかし出射側導波路はいずれも交差する
ことなく基板の端面まで延在しているものである。

【０００６】このデバイスを機能させるためには、ま
ず、基板の一方の端面に図７と同じようにして光ファイ
バ集合体９ａが接続される。そして、基板の他方の端面
には、固定治具１２を介して８個の接続端を有する光フ
ァイバ集合体９ｄが接続され、導波路４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈは一括して光ファイ
バ集合体９ｄの各光ファイバに光接続される。

【０００７】そして、上記した出射側導波路のうち、一
群の導波路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと接続している光フ
ァイバ４ａ’，４ｂ’，４ｃ’，４ｄ’は、いれも接続
点１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄで融着接続によって
テープファイバ１４ａと接続され、また別の群の導波路
４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈと接続している光ファイバ４
ｅ’，４ｆ’，４ｇ’，４ｈ’は、接続点１３ｅ，１３
ｆ，１３ｇ，１３ｈで同じく融着接続によって別のテー
プファイバ１４ｂに接続される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７，図８
で示した従来の導波路型デバイスの場合、導波路の入・
出射端と光ファイバ集合体との接続個所は、いずれも基
板の端面１ａ，１ｂに位置している。そのため、光ファ
イバ集合体と接続した状態は、全体として平面的とな
る。

【０００９】そのうえ、図７で示した導波路型デバイス
においては導波路長が長くなるので導波光の伝搬損失が
大きくなるとともに、導波路を交差させることが必要に
なるため各導波路での漏話が大きくなるという問題が生
ずる。また、図８で示した導波路型デバイスにおいて
は、テーパファイバとの接続に基づく損失増が引き起こ
されるとともに、歩留りの低下に伴う製造コストの上昇
という問題が生ずるようになる。

【００１０】本発明は、従来の導波路型デバイスにおけ
る上記した問題を解決し、入・出射端での光ファイバ集
合体の接続構造が立体的であり、また全体の素子長を短
くすることができる導波路型デバイスの提供を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、複数個の導波路型機能素子
が同一基板に集積され、前記各導波路型機能素子の入・
出射端の少なくとも一方には、導波光の導波方向を前記
基板の表面と垂直な方向に変換する反射面が形成され、
前記入・出射端のうち同一機能を果たす入・出射端は、
その入・出射端を包摂して光ファイバ集合体が接続可能
になっていることを特徴とする導波路型デバイスが提供
される。

【００１２】

【作用】本発明の導波路型デバイスでは導波路型機能素
子が同一基板に集積されていて、これらの導波路型機能
素子で類別された機能別の信号は、その入・出射端に形
成されている反射面で導波方向を基板の表面と垂直な方
向に変換する。そして、その入・出射端には光ファイバ
集合体が接続されているので、上記した機能別の信号は
一括してそれぞれの光ファイバ集合体を導波するように
なる。

【００１３】したがって、入・出射端へ光ファイバ集合
体を機能別の信号に対応して一括接続することができ、
その接続構造は立体的となり、また、基板内の導波路長
を短くすることができその伝搬損失の低下を実現するこ
とができるようになる。

【００１４】

【発明の実施例】

実施例１ 以下、添付図面に基づいて本発明の導波路型デバイスを
詳細に説明する。図１は、導波路型機能素子が導波路型
光スイッチであり、入・出射端の一方に反射面が形成さ
れている実施例を示す斜視図であり、図２は、図１のII
−II線に沿う断面図である。

【００１５】図において、基板１の上には、クラッドに
埋設された状態で、１入力・２出力の導波路パターンか
ら成る４個のスイッチ機能素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
が集積されている。各スイッチ機能素子の入力側導波路
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄはいずれも直線導波路として基
板１の一方の端面１ａまで延在してそこに入射端を有し
ている。

【００１６】出力側の８本の導波路のうち、導波路４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、それぞれ導波路３ａ，３ｂ，
３ｃ，３ｄと直線をなす１群の導波路であり、そのそれ
ぞれの出射端５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄには後述する反射
面が形成されている。また、他の導波路６ａ，６ｂ，６
ｃ，６ｄから成る１群はいずれも各スイッチ機能素子の
分岐導波路をなしており、その出射端７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄにはいずれも後述する反射面が形成されてい
る。

【００１７】各導波路の出射端（５ａに代表させる）で
は、図２で示したように、基板の表面１ｃと４５°の角
度で傾斜する平滑な反射面８ａを有する凹孔が穿設され
ていて、導波路４ａを導波してきた導波光は、この反射
面８ａで反射して、図の矢印ｐで示すように、基板１の
表面１ｃと垂直の方向に導波していく。なお、反射面８
ａは上記したように平滑な平面であってもよいが、若干
凹曲面にすると、導波路４ａから導波してきた光が反射
面で反射したときに、光の広がりが防止され集光した状
態で垂直方向に導波することができるようになる。ま
た、反射面８ａが基板の表面となす角度は４５°から若
干すれていても、そのずれがあまり大きくなければ許容
することができる。

【００１８】ここで、上記した導波路型デバイスは、例
えば、ＭＯＣＶＤ法を適用して、基板やクラッドをＩ_n
Ｐで構成し、このクラッドにＩ_n Ｇ_a Ａ_s Ｐから成るコ
ア（導波路）を埋設し、基板上におけるそれぞれの導波
路の出射端に相当する位置に例えばＣｌ₂ ガスを用いた
反応性イオンエッチング法で凹孔の穿設と反射面８ａの
形成を行うことによって製造することができる。しか
し、導波路の形成は上記した方法に限定されるものでは
なく、例えば、イオンビームエッチング，ウェットエッ
チングによっても形成することができる。

【００１９】この導波路型デバイスの入射端，出射端に
は、それぞれ、光ファイバ集合体が接続されて機能す
る。図１で示したデバイスに光ファイバ集合体を接続し
た状態を図３に斜視図として示す。デバイスの一方の端
面１ａに位置する入射端には、テープファイバを有する
ＭＴコネクタが光ファイバ集合体９ａとして接続され、
基板の表面１ｃに位置する各導波路の出射端のうち、導
波路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの出射端５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄの群には、同様の光ファイバ集合体９ｂが接続
され、他の導波路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの出射端７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの群にも同様の光ファイバ集合体
９ｃが接続されている。

【００２０】したがって、導波路４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄを水平に導波してきた導波光は各出射端の反射面で垂
直方向に方向変換して光ファイバ集合体９ｂを導波し、
また、導波路６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを水平に導波して
きた導波光は各出射端の反射面で垂直方向に方向変換し
て光ファイバ集合体９ｃを導波することになる。例え
ば、光ファイバ集合体９ａから全ての導波路３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄに導波光を入射し、その状態で、スイッ
チ機能素子２ａと２ｃを動作させ、スイッチ機能素子２
ｂと２ｄは動作させないとすると、導波路３ａ，３ｃを
導波する導波光は、スイッチ機能素子２ａ，２ｃでスイ
ッチングされて導波路６ａ，６ｃを導波し、それらの出
力端で垂直方向に方向を変換して光ファイバ集合体９ｃ
を導波する。また、導波路３ｂ，３ｄを導波する導波光
はスイッチ機能素子２ｂ，２ｄでスイッチングされるこ
となくそのまま直進して導波路４ｂ，４ｄを導波し、そ
れらの出力端で垂直方向に方向を変換して光ファイバ集
合体６ｂを導波する。

【００２１】なお、基板１の出射端に光ファイバ集合体
９ｂ，９ｃを接続する際に、それら光ファイバ集合体を
接続する位置の基板表面に反射防止膜を成膜しておく
と、両者の接続部における導波光の散乱を小さくするこ
とができて有効である。このように、実施例１のデバイ
スでは、出射端側の光ファイバ集合体ごとに機能を別異
にする信号を分類することができる。

【００２２】実施例２ 図４は別の実施例を示す平面図である。このデバイス
は、入射側の光ファイバ集合体，出射側の光ファイバ集
合体のいずれをも基板の表面と垂直に配設する構造のも
のである。図４において、基板１には、導波路型機能素
子として、導波光の分配比を代える例えば角度１°でＹ
分岐する導波路が４個集積されていて、４本の入射側導
波路の入射端１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは反射面
を有する凹孔になっている。また、一方の分岐導波路の
出射端５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、他方の分岐導波路の出
射端７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄもそれぞれ反射面を有する
凹孔になっていて、これらの凹孔は、導波路の延在方向
と３０°の角度をなす方向に配列されている。

【００２３】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である図５に
入射端，出射端を貫く導波路部分の断面を例示する。図
において、入射端１０ａにおける反射面と基板表面とが
なす角度は４９°，出射端７ａにおける反射面と基板表
面とがなす角度は４１°になっている。反射面が基板表
面となす角度をこのように４５°からずらすと、基板の
表面における戻り光を減少させることができる。

【００２４】この基板１の上には、図４の点線で囲んだ
部分に光ファイバ集合体９ａ，光ファイバ集合体９ｂ，
光ファイバ集合体９ｃがそれぞれ接続される。その状態
を図６に示す。その結果、全ての入射端１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄは入射側の光ファイバ集合体９ａに
一括して包摂され、また全ての出射端５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄは出射側の光ファイバ集合体９ｂに、出射端７
ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは出射側の光ファイバ集合体９ｃ
にそれぞれ一括して包摂される。

【００２５】光ファイバ集合体９ａ，９ｂ，９ｃを接続
するに際しては、基板１においてこれらの光ファイバ集
合体を配置する個所の両側部に位置決め用のピン穴１１
を例えば超音波加工やドライエッチングなどによって形
成し、また、それぞれの光ファイバ集合体の接続端面に
も上記した位置決め用ピン穴に対応する位置に同じく位
置決め用ピン穴を形成し、両方のピン穴に共通ガイドピ
ンを挿入すればよい。

【００２６】このデバイスにおいては、入射側の光ファ
イバ集合体９ａから入射した導波光は、Ｙ分岐導波路を
経由する過程で所定の分配比に分割され、そのうちの一
方は出射端の反射面で垂直方向に反射して光ファイバ集
合体９ｂを導波し、他方は光ファイバ９ｃを導波してい
く。なお、実施例１，実施例２では、導波路型機能素子
として、それぞれスイッチ機能、Ｙ分岐導波路による分
配比機能を有する素子を示したが、本発明のデバイスに
集積する導波路型機能素子は上記したものに限定される
ものではなく、例えば、波長選択機能を有する素子、あ
るいはそれらに半導体光アンプ素子を集積した構造など
であってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
導波路型デバイスでは入射用，出射用の光ファイバ集合
体をデバイス表面に立体的に配設することができ、その
ため全体の素子長を短くすることができるので挿入損失
は低減する。また、光デバイス集合体を接続するに際し
て導波路を互いに交差させることも不要になるので漏話
も小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導波路型デバイスの１例を示す斜視図
である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】図１のデバイスに光ファイバ集合体を接続した
状態を示す斜視図である。

【図４】本発明の導波路型デバイスの他の例を示す斜視
図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】図４のデバイスに光ファイバ集合体を接続した
状態を示す斜視図である。

【図７】従来のデバイスに光ファイバ集合体を接続した
状態を示す平面図である。

【図８】従来の別のデバイスに光ファイバ集合体を接続
した状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 基板 １ａ，１ｂ 基板１の端面 １ｃ 基板１の表面 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ スイッチ機能素子（導波路型
機能素子） ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 入射側導波路 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 出射側の一方の導波路 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 導波路４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄの出射端 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 出射側の他方の導波路 ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 導波路６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄの出射端 ８ａ 出射端５ａの反射面 ９ａ，９ｂ，９ｃ 光ファイバ集合体 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 入射端 １１ 位置決め用ピン穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の導波路型機能素子が同一基板に
   集積され、前記各導波路型機能素子の入・出射端の少な
   くとも一方には、導波光の導波方向を前記基板の表面と
   垂直な方向に変換する反射面が形成され、前記入・出射
   端のうち同一機能を果たす入・出射端は、その入・出射
   端を包摂して光ファイバ集合体が接続可能になっている
   ことを特徴とする導波路型デバイス。
2. 【請求項２】 前記導波路型機能素子が、スイッチ機能
   素子である請求項１の導波路型デバイス。