JPH0634853A - 光素子アレイと多心光ファイバの光結合装置 - Google Patents
光素子アレイと多心光ファイバの光結合装置Info
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- JPH0634853A JPH0634853A JP18813792A JP18813792A JPH0634853A JP H0634853 A JPH0634853 A JP H0634853A JP 18813792 A JP18813792 A JP 18813792A JP 18813792 A JP18813792 A JP 18813792A JP H0634853 A JPH0634853 A JP H0634853A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超低接続損失の光結合ができる光素子アレイ
と多心光ファイバの光結合装置を提供すること。 【構成】 シリコン基板１上に半導体レーザアレイ２が
形成、または後付けされ、そのアレイの各光素子に対応
した複数のＶ溝３が形成され、これらＶ溝３を横断して
貫通する穴１１が形成されている。Ｖ溝３内に多心光フ
ァイバ心線５が配置される。穴１１から調心機構１５の
調心部１８を挿入し、光パワー測定器１３の個々の出力
パワーが最大となるように圧電素子コントローラ１４で
圧電素子１６を制御することにより、半導体レーザアレ
イ２の個々の軸中心と光ファイバ心線５の軸中心とを一
致させ、その後に心線を接着剤で固定する。
と多心光ファイバの光結合装置を提供すること。 【構成】 シリコン基板１上に半導体レーザアレイ２が
形成、または後付けされ、そのアレイの各光素子に対応
した複数のＶ溝３が形成され、これらＶ溝３を横断して
貫通する穴１１が形成されている。Ｖ溝３内に多心光フ
ァイバ心線５が配置される。穴１１から調心機構１５の
調心部１８を挿入し、光パワー測定器１３の個々の出力
パワーが最大となるように圧電素子コントローラ１４で
圧電素子１６を制御することにより、半導体レーザアレ
イ２の個々の軸中心と光ファイバ心線５の軸中心とを一
致させ、その後に心線を接着剤で固定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光素子アレイの各光素子
と多心光ファイバとを個別に光結合する光素子アレイと
多心光ファイバの光結合装置に関する。
と多心光ファイバとを個別に光結合する光素子アレイと
多心光ファイバの光結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の光結合装置の一例を図１
に示す。本図に示すように、シリコン基板１上に半導体
レーザアレイの如き光素子アレイ２を形成し、あるいは
後付けして、シリコン基板１の面に形成した複数本の平
行なＶ溝３内にそれぞれ多心光ファイバテープ４の各光
ファイバ心線５を配置し、接着剤により各光ファイバ心
線５をＶ溝３内に固定することにより光結合を実現して
いた。
に示す。本図に示すように、シリコン基板１上に半導体
レーザアレイの如き光素子アレイ２を形成し、あるいは
後付けして、シリコン基板１の面に形成した複数本の平
行なＶ溝３内にそれぞれ多心光ファイバテープ４の各光
ファイバ心線５を配置し、接着剤により各光ファイバ心
線５をＶ溝３内に固定することにより光結合を実現して
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の光
結合装置でも、Ｖ溝３によってある程度の軸調心はでき
る。しかしながら、Ｖ溝３の寸法誤差、光ファイバ心線
５の偏心により軸ずれが生じるので、光損失が生じ超低
接続損失の光結合を実現することはできなかった。
結合装置でも、Ｖ溝３によってある程度の軸調心はでき
る。しかしながら、Ｖ溝３の寸法誤差、光ファイバ心線
５の偏心により軸ずれが生じるので、光損失が生じ超低
接続損失の光結合を実現することはできなかった。
【０００４】本発明の目的は、上述の点に鑑みて、超低
接続損失の光結合ができる光素子アレイと多心光ファイ
バの光結合装置を提供することにある。
接続損失の光結合ができる光素子アレイと多心光ファイ
バの光結合装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、光素子アレイが形成あるいは後付けさ
れ、Ｖ溝が形成され、Ｖ溝の中央に貫通穴が形成された
シリコン基板と、前記光素子アレイ用の電源と、前記Ｖ
溝に設置された光ファイバと、前記貫通穴を介して前記
光ファイバを個別に軸調心する多心光ファイバ個別軸調
心機と、光ファイバの片端から放射される光のパワーを
測定する光パワー測定器と、光パワー測定器の測定情報
に応じて前記多心光ファイバ個別軸調心機の軸調心制御
を行うコントローラとを具備することを特徴とする。
め、本発明は、光素子アレイが形成あるいは後付けさ
れ、Ｖ溝が形成され、Ｖ溝の中央に貫通穴が形成された
シリコン基板と、前記光素子アレイ用の電源と、前記Ｖ
溝に設置された光ファイバと、前記貫通穴を介して前記
光ファイバを個別に軸調心する多心光ファイバ個別軸調
心機と、光ファイバの片端から放射される光のパワーを
測定する光パワー測定器と、光パワー測定器の測定情報
に応じて前記多心光ファイバ個別軸調心機の軸調心制御
を行うコントローラとを具備することを特徴とする。
【０００６】また、本発明は、好ましくは、光素子アレ
イが形成あるいは後付けされた第１のシリコン基板と、
Ｖ溝が形成され、Ｖ溝の中央に貫通穴が形成された第２
のシリコン基板と、前記第１と第２のシリコン基板を結
合するための補強板とを具備することを特徴とすること
ができる。
イが形成あるいは後付けされた第１のシリコン基板と、
Ｖ溝が形成され、Ｖ溝の中央に貫通穴が形成された第２
のシリコン基板と、前記第１と第２のシリコン基板を結
合するための補強板とを具備することを特徴とすること
ができる。
【０００７】
【作用】本発明の光素子アレイと多心光ファイバの光結
合装置は、光素子アレイと多心光ファイバの軸中心同士
を、多心光ファイバ個別軸調心機を使うことにより、ほ
とんど軸ずれ誤差なく一致させることができるため、個
別軸調心していない従来の光結合に較べ、かなり低損失
な光結合が実現できる。
合装置は、光素子アレイと多心光ファイバの軸中心同士
を、多心光ファイバ個別軸調心機を使うことにより、ほ
とんど軸ずれ誤差なく一致させることができるため、個
別軸調心していない従来の光結合に較べ、かなり低損失
な光結合が実現できる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【０００９】図２は本発明の一実施例の光結合装置の構
成を示す。図２の（Ａ）に示すように、この光結合装置
にはシリコン基板１上に半導体レーザアレイ２が形成、
あるいは後付けされ、半導体レーザアレイ２の発光素子
の位置と数に対応した複数本（本例では４本）の平行な
Ｖ溝３が形成されている。これら複数のＶ溝３の中央に
これらＶ溝を横切ってシリコン基板１を貫通する長方形
の穴１１が形成されている。光ファイバテープ４の各光
ファイバ心線５がそのＶ溝３内に挿入され、その先端が
穴１１を横断して半導体レーザアレイ２の各光素子に近
接して配置される。次に、本願人が先に提案した図２の
（Ｂ）に示すような多心光ファイバ心線接続装置（特願
平３−２０５７６３号）のような多心光ファイバ個別軸
調心機構を用いて、半導体レーザアレイ２の各光素子に
対して各光ファイバ心線５を個別に高精度に軸合せし、
その後に接着剤等で各光ファイバ心線５をシリコン基板
１に対して固定する。
成を示す。図２の（Ａ）に示すように、この光結合装置
にはシリコン基板１上に半導体レーザアレイ２が形成、
あるいは後付けされ、半導体レーザアレイ２の発光素子
の位置と数に対応した複数本（本例では４本）の平行な
Ｖ溝３が形成されている。これら複数のＶ溝３の中央に
これらＶ溝を横切ってシリコン基板１を貫通する長方形
の穴１１が形成されている。光ファイバテープ４の各光
ファイバ心線５がそのＶ溝３内に挿入され、その先端が
穴１１を横断して半導体レーザアレイ２の各光素子に近
接して配置される。次に、本願人が先に提案した図２の
（Ｂ）に示すような多心光ファイバ心線接続装置（特願
平３−２０５７６３号）のような多心光ファイバ個別軸
調心機構を用いて、半導体レーザアレイ２の各光素子に
対して各光ファイバ心線５を個別に高精度に軸合せし、
その後に接着剤等で各光ファイバ心線５をシリコン基板
１に対して固定する。
【００１０】図２の（Ｂ）において、１２は半導体レー
ザアレイ用電源、１３は光パワー測定器、１４は圧電素
子コントローラである。１５は多心光ファイバ個別軸調
心機構であり、圧電素子１６，微調整板１８および上下
微動台１７等から構成される。
ザアレイ用電源、１３は光パワー測定器、１４は圧電素
子コントローラである。１５は多心光ファイバ個別軸調
心機構であり、圧電素子１６，微調整板１８および上下
微動台１７等から構成される。
【００１１】調整作業開始時において、シリコン基板１
は基台１９上に本図に示すように、軸調心機構１５の微
調整板１８の先端がシリコン基板１の貫通穴１１に挿入
され、光ファイバ心線５を支える状態で固定される。光
ファイバテープ４の片端は光パワー測定器１３に結合さ
れている。圧電素子コントローラ１４は光パワー測定器
１３から得られるパワー測定情報を用いて軸調心機構１
５の圧電素子１６を制御し、軸調心を行う。すなわち、
半導体レーザアレイ用電源１２からの供給電源により半
導体レーザアレイ２の各光素子が発光し、これらのレー
ザ光が光ファイバ心線５を通って光パワー測定器１３に
個別に受光され、電気的な測定信号に変換されて圧電素
子コントローラ１４に伝達される。半導体レーザアレイ
２の光素子と光ファイバ心線５とが高精度に軸合せされ
た場合には上記測定信号のレベルは最大値となるから、
圧電素子コントローラ１４はこれら測定信号のレベルが
それぞれ最大値となるように圧電素子１６を駆動制御し
て光ファイバ心線５の位置を微調整することにより、高
精度な軸調心が各光ファイバ心線５毎に個別に達成され
る。この圧電素子１６の駆動制御には、例えば自動焦点
調整などに良く用いられている所謂「山登り方式」など
が適用できる。
は基台１９上に本図に示すように、軸調心機構１５の微
調整板１８の先端がシリコン基板１の貫通穴１１に挿入
され、光ファイバ心線５を支える状態で固定される。光
ファイバテープ４の片端は光パワー測定器１３に結合さ
れている。圧電素子コントローラ１４は光パワー測定器
１３から得られるパワー測定情報を用いて軸調心機構１
５の圧電素子１６を制御し、軸調心を行う。すなわち、
半導体レーザアレイ用電源１２からの供給電源により半
導体レーザアレイ２の各光素子が発光し、これらのレー
ザ光が光ファイバ心線５を通って光パワー測定器１３に
個別に受光され、電気的な測定信号に変換されて圧電素
子コントローラ１４に伝達される。半導体レーザアレイ
２の光素子と光ファイバ心線５とが高精度に軸合せされ
た場合には上記測定信号のレベルは最大値となるから、
圧電素子コントローラ１４はこれら測定信号のレベルが
それぞれ最大値となるように圧電素子１６を駆動制御し
て光ファイバ心線５の位置を微調整することにより、高
精度な軸調心が各光ファイバ心線５毎に個別に達成され
る。この圧電素子１６の駆動制御には、例えば自動焦点
調整などに良く用いられている所謂「山登り方式」など
が適用できる。
【００１２】次に、図３および図４を参照して図２に示
す多心光ファイバ個別軸調心機構１５の構成について詳
述する。図３の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、
（Ｃ）は（Ａ）の上面図、（Ｄ）は微調整板１８の内容
を示す説明図であり、図４は図３の（Ａ）の一部を拡大
した図である。ここで、２０はＶ溝基板であり、複数の
Ｖ溝により多心光ファイバの個々の心線５を支持してお
り、基台（上下微動台）１７に結合されている。基台１
７には複数の圧電素子１６が図３の（Ｂ）に示すように
光ファイバ心線５に沿って並列して固定されており、そ
の先端にはＬ字型の微調整板１８が図４に示すように立
設状態で取り付けられてある。各微調整板１８の底部に
は、図３の（Ｄ）に示すように突起１８１が各々間隔を
変えて形成されている。そして、この各微調整板１８は
重ねられて基台１７に取り付けられる。
す多心光ファイバ個別軸調心機構１５の構成について詳
述する。図３の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、
（Ｃ）は（Ａ）の上面図、（Ｄ）は微調整板１８の内容
を示す説明図であり、図４は図３の（Ａ）の一部を拡大
した図である。ここで、２０はＶ溝基板であり、複数の
Ｖ溝により多心光ファイバの個々の心線５を支持してお
り、基台（上下微動台）１７に結合されている。基台１
７には複数の圧電素子１６が図３の（Ｂ）に示すように
光ファイバ心線５に沿って並列して固定されており、そ
の先端にはＬ字型の微調整板１８が図４に示すように立
設状態で取り付けられてある。各微調整板１８の底部に
は、図３の（Ｄ）に示すように突起１８１が各々間隔を
変えて形成されている。そして、この各微調整板１８は
重ねられて基台１７に取り付けられる。
【００１３】このような構造にすることでコンパクトに
なり、圧電素子１６が独立に駆動できるように配置でき
る。各微調整板１８は各々に取り付けられた圧電素子１
６によって上下にサブミクロンオーダで微動できるよう
になっている。この２組の微調整板１８の上下微動によ
って光ファイバ心線５を２次元的に微動させる。
なり、圧電素子１６が独立に駆動できるように配置でき
る。各微調整板１８は各々に取り付けられた圧電素子１
６によって上下にサブミクロンオーダで微動できるよう
になっている。この２組の微調整板１８の上下微動によ
って光ファイバ心線５を２次元的に微動させる。
【００１４】図４に軸調心の原理を示す。図４の（ａ）
は光ファイバ心線５を上方に微動する場合で、左右２つ
の圧電素子１６を両方伸ばす。図４の（ｂ）は光ファイ
バ心線５を下方に微動する場合で、左右２つの圧電素子
１６を両方縮める。図４の（ｃ）は光ファイバ心線５を
右方向に微動する場合で、左の圧電素子１６のみを伸ば
す。図４の（ｄ）は光ファイバ心線５を左方向に微動す
る場合で、右の圧電素子１６のみを伸ばす。このよう
に、左右の圧電素子１６の伸びの割合を変えることによ
り、光ファイバ心線５を２次元的に微動できる。
は光ファイバ心線５を上方に微動する場合で、左右２つ
の圧電素子１６を両方伸ばす。図４の（ｂ）は光ファイ
バ心線５を下方に微動する場合で、左右２つの圧電素子
１６を両方縮める。図４の（ｃ）は光ファイバ心線５を
右方向に微動する場合で、左の圧電素子１６のみを伸ば
す。図４の（ｄ）は光ファイバ心線５を左方向に微動す
る場合で、右の圧電素子１６のみを伸ばす。このよう
に、左右の圧電素子１６の伸びの割合を変えることによ
り、光ファイバ心線５を２次元的に微動できる。
【００１５】上下微動台１７は軸調心部の全体の上下に
微動させ、シリコン基板１の穴１１に調心部１８を挿入
したり、取り出すことができる。
微動させ、シリコン基板１の穴１１に調心部１８を挿入
したり、取り出すことができる。
【００１６】次に、超低損失の光結合を実現する本発明
の一実施例に係る調整工程を説明する。
の一実施例に係る調整工程を説明する。
【００１７】プロセス（１） 図２に示すようにシリコン基板１を基台１９の上に設置
する。
する。
【００１８】プロセス（２） 調心機構１５の調心部（微調整板）１８をシリコン基板
１の穴１１から挿入し、光パワー測定器１３によって測
定された個々の光ファイバ心線５の光パワーが最大にな
るように圧電素子コントローラ１４で圧電素子１６を制
御し、これにより半導体レーザアレイ２の個々の軸中心
と光ファイバ心線５の軸中心を一致させる。
１の穴１１から挿入し、光パワー測定器１３によって測
定された個々の光ファイバ心線５の光パワーが最大にな
るように圧電素子コントローラ１４で圧電素子１６を制
御し、これにより半導体レーザアレイ２の個々の軸中心
と光ファイバ心線５の軸中心を一致させる。
【００１９】プロセス（３） 全ての光ファイバ心線５の軸調心が終了したところで、
光ファイバ心線５を瞬間接着剤などで固定する。
光ファイバ心線５を瞬間接着剤などで固定する。
【００２０】以上のプロセスにより超低損失な光結合を
行うことができる光結合装置が得られる。
行うことができる光結合装置が得られる。
【００２１】（他の実施例）なお、図５に示すようにシ
リコン基板１上にＶ溝が形成されておらず基板１の端に
光素子アレイ２が設置されている場合は、図６に示すよ
うにＶ溝基板３１のＶ溝３と光素子アレイ２を位置決め
し、シリコン基板１とＶ溝基板３１とを図７に示すよう
に補強板３２等を用いて固定してから、上述した本発明
の手順により光結合を行えばよい。
リコン基板１上にＶ溝が形成されておらず基板１の端に
光素子アレイ２が設置されている場合は、図６に示すよ
うにＶ溝基板３１のＶ溝３と光素子アレイ２を位置決め
し、シリコン基板１とＶ溝基板３１とを図７に示すよう
に補強板３２等を用いて固定してから、上述した本発明
の手順により光結合を行えばよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来困難であった光素子アレイと多心光ファイバの高精
度の個別軸調心を実現することができるので、従来の光
結合に較べて非常に低損失な光結合を実現できるという
効果がある。
従来困難であった光素子アレイと多心光ファイバの高精
度の個別軸調心を実現することができるので、従来の光
結合に較べて非常に低損失な光結合を実現できるという
効果がある。
【図１】従来の光素子アレイと多心光ファイバの光結合
装置の構成例を示す平面図である。
装置の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例の光素子アレイと多心光ファ
イバの光結合装置の構成を示す平面図（Ａ）と側面図
（Ｂ）である。
イバの光結合装置の構成を示す平面図（Ａ）と側面図
（Ｂ）である。
【図３】図２の多心光ファイバ個別調心機構の構成を示
す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、上面図（Ｃ）および説
明図（Ｄ）である。
す正面図（Ａ）、側面図（Ｂ）、上面図（Ｃ）および説
明図（Ｄ）である。
【図４】図３の調心機構による軸調心の原理を示す構成
図である。
図である。
【図５】本発明の他の実施例に用いる光素子アレイの設
置状態を示す平面図である。
置状態を示す平面図である。
【図６】図５のシリコン基板に接続するＶ溝基板を示す
平面図である。
平面図である。
【図７】図５のシリコン基板と図６のＶ溝基板を固定し
た状態を示す平面図である。
た状態を示す平面図である。
１ シリコン基板 ２ 光素子アレイ（半導体レーザアレイ） ３ Ｖ溝 ４ 光ファイバテープ ５ 光ファイバ心線 １１ 穴 １２ 半導体レーザアレイ用電源 １３ 光パワー測定器 １４ 圧電素子コントローラ １５ 多心光ファイバ個別軸調心機構 １６ 圧電素子 １７ 上下微動台（基台） １８ 微調整板 １９ 基台 ２０ Ｖ溝基板 ３１ Ｖ溝基板 ３２ 補強板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藪田 哲郎 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 光素子アレイが形成あるいは後付けさ
れ、Ｖ溝が形成され、Ｖ溝の中央に貫通穴が形成された
シリコン基板と、 前記光素子アレイ用の電源と、 前記Ｖ溝に設置された光ファイバと、 前記貫通穴を介して前記光ファイバを個別に軸調心する
多心光ファイバ個別軸調心機と、 光ファイバの片端から放射される光のパワーを測定する
光パワー測定器と、 光パワー測定器の測定情報に応じて前記多心光ファイバ
個別軸調心機の軸調心制御を行うコントローラとを具備
することを特徴とする光素子アレイと多心光ファイバの
光結合装置。 - 【請求項２】 光素子アレイが形成あるいは後付けされ
た第１のシリコン基板と、 Ｖ溝が形成され、Ｖ溝の中央に貫通穴が形成された第２
のシリコン基板と、 前記第１と第２のシリコン基板を結合するための補強板
とを具備することを特徴とする請求項１に記載の光素子
アレイと多心光ファイバの光結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4188137A JP2806410B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 光素子アレイと多心光ファイバの光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4188137A JP2806410B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 光素子アレイと多心光ファイバの光結合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634853A true JPH0634853A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2806410B2 JP2806410B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=16218391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4188137A Expired - Fee Related JP2806410B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 光素子アレイと多心光ファイバの光結合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2806410B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5742720A (en) * | 1995-08-30 | 1998-04-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical coupling module and method for producing the same |
| JP2003098394A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-03 | Hitachi Cable Ltd | 光通信デバイスの製造方法 |
| JP2009229734A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Advantest Corp | 光ファイバ位置調整装置、単一光ファイバ移動装置および試験装置 |
| JP2022548258A (ja) * | 2019-09-12 | 2022-11-17 | テクニーシェ・ユニバーシタイト・アイントホーベン | 光学部品をオンチップポートにアライメントするために配置された装置、およびそれに対応するシステムおよび方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018004696A1 (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | Intel Corporation | Alignment of single and multi-mode optical fibers using piezoelectric actuators |
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| JPS63150603A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-06-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多心光ファイバ用調心装置 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4188137A patent/JP2806410B2/ja not_active Expired - Fee Related
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