JPH067209B2 - 平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置
に関する。より詳細には、平面光導波路と光ファイバと
を結合損失を低く抑えて、容易に結合することを可能に
する補助装置に関する。

従来の技術 平面光導波路は、各種の光制御素子、光受動素子等を構
成するのに用いられている。これらの光素子は、実際に
使用する際には光ファイバと結合することが多い。従来
の平面光導波と光ファイバとの結合の例を第６図(a)〜
(c)に示す。

第６図(a)は、光ファイバ７の光軸と平面光導波路３の
光軸とを一致させ、光ファイバ７を樹脂11で基体２に直
接接着した例を示している。

第６図(b)は、複数の光ファイバ7a〜7dをSi製等のコネ
クタ８を用いて、基体２上に形成されている複数の平面
光導波路3a〜3dにそれぞれ結合したものである。光ファ
イバ7a〜7dは、コネクタ８に形成されているコネクタ溝
12a〜12d中に配置されており、このコネクタ溝12a〜12d
は、平面光導波路3a〜3dと等しい間隔で光ファイバ7a〜
7dが配列されるよう形成されている。このようなコネク
タを使用することにより、光軸調整を１回行うだけで複
数の光ファイバを複数の平面光導波路へ結合することが
できる。

第６図(c)は、第６図(b)の示したコネクタ８を改良した
例で、光ファイバ7a〜7dの光軸と平面光導波路3a〜3dの
光軸の高さが等しくなるよう、コネクタ８を構成する上
側部材8aの一部が、基体２上に懸かり、上下方向の光軸
調整を不要にしたものである。

発明が解決しようとする課題 従来は、上記のようにして、光ファイバと平面光導波路
とを結合していたが、第６図(a)に示すように、個々の
光ファイバを平面光導波路に１本づつ結合するのは、作
業効率が悪く、また、複数のファイバを短かい間隔で接
続することが困難である。

第６図(b)に示したコネクタを使う場合は、複数の光フ
ァイバの光軸調整を一括して行うとが可能となるが、光
ファイバの半径方向の異なる２方向および光ファイバの
軸方向の光軸調整が必要である。

第６図(c)に示したコネクタを使う場合は、上下方向の
光軸調整が不要になるが、コネクタの作製精度が悪い場
合、特にコネクタの上側部材8aと下側部材8bとが平行で
ない場合、光ファイバにアオリが生ずる問題点がある。
すなわち、このコネクタでは光ファイバは、コネクタの
下側部材8bに固定されているが、基体２へコネクタを接
続する場合の基準面は上側部材8aの下面である。従っ
て、このコネクタでは、基準面と実際に光ファイバの光
軸がある面との関係は、コネクタの作製精度により影響
され、必ずしも設計通りにならない。コネクタの上側部
材8aと下側部材8bとは、一般に樹脂固定するため、第６
図(d)に示すように接着部の片側が厚くなることが多
く、それに伴い上記の問題も多く起こっていた。

第７図に、平面光導波路と光ファイバとの上下方向の光
軸ずれによる損失変化を示す。第７図のグラフからわか
るように、平面光導波路の光軸と光ファイバの光軸と
が、上下に１μｍずれると約0.3dBの損失となる。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
した、平面光導波路と光ファイバとを光軸ずれが起こら
ないように、且つ容易に結合することができる補助装置
を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、基体表面に形成された平面光導波路と
光ファイバとを結合する際、両者の位置を決定する装置
であって、 上側部材および下側部材を有し、上側部材および下側部
材の間に光ファイバを保持するコネクタと、 平滑に仕上げられた搭載面を有し、前記基体の平面光導
波路が形成された表面が、前記搭載面と接し、実質的に
平面光導波路の光軸が搭載面上にあるよう基体を搭載す
る基台とを具備し、 前記コネクタが、上側部材および下側部材それぞれの合
わせ面上に、この合わせ面において互いに対向し、それ
ぞれの部材の前端面に対して垂直に、それぞれの部材の
合わせ面を横断するＶ字断面の溝を備え、上側部材が下
側部材よりも幅広く、上側部材の合わせ面が、下側部材
の側方に張り出し、 光ファイバが、コネクタのＶ字断面の溝中に、光軸が、
上側部材および下側部材の合わせ面上でそれぞれの部材
の前端面に垂直になるよう保持され、 基台が、コネクタの下側部材が収容する溝を備え、 コネクタが、基台の溝中に下側部材が収容され、上側部
材の側方に張り出した合わせ面が、基台の搭載面と接
し、実質的に合わせ面と基台の搭載面とが一致するよう
基台に接続され、 コネクタが基台に接続された状態で、光ファイバの光軸
の方向が平面光導波路の光軸の方向と一致するよう構成
されていることを特徴とする平面光導波路と光ファイバ
との結合補助装置が提供される。

作用 本発明の平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置
は、基台の平滑に仕上げられた搭載面を基準面とし、こ
の基準面上に平面光導波路の光軸と光ファイバの光軸を
配するものである。従来の装置で最も改良されている、
第６図(c)で示した装置でも、光ファイバを位置決めし
た基準面上に配置された２次的な部材が、平面光導波路
と光ファイバとを結合する際の基準となっている。それ
に対し、本発明の装置では、光ファイバを位置決めした
基準面がそのまま平面光導波路と光ファイバとを結合す
る際の基準面になるものである。従って、従来光ファイ
バの半径方向の異なる２方向および光ファイバの軸方向
の３方向で調整を行っていたが、本発明の装置を使用す
ることにより２方向のみ調整を行うだけでよい。すなわ
ち、光軸調整が必要なのは、光ファイバの半径方向で前
記基準面と平行な方向と光ファイバの軸方向のみであ
る。

基体の例を第３図に示す。第３図に示した基体は、材料
をLiNbＯ_３とし、表面にTiによる平面光導波路パターン
を形成し、これを約1000℃に加熱することで、Tiを基体
中に拡散させ平面光導波路を形成したものである。この
ように、平面光導波路は、一般に基体の表面に形成され
ている。また、基体の表面は、使用する光の半波長（λ
／２）以下の非常に高い面精度で研磨されている。従っ
て、基体の平面光導波路が形成されている表面が上記搭
載面に接するように、基体を基台に搭載することで、平
面光導波路の光軸を高い精度で位置決めできる。

一方、本発明の装置において、光ファイバを位置決め
し、保持するコネクタは、Si等の材料を用い、平滑に仕
上げた平面に光ファイバを納める溝を形成した構成であ
ることが好ましい。光ファイバを納める溝は、例えばＶ
字型の断面であり、上記の平面上に光ファイバの光軸が
存在するように形成されていることが好ましい。また、
複数の光ファイバを基体上のそれぞれ異なる平面光導波
路に結合する場合は、上記の溝は、保持された光ファイ
バの間隔が平面光導波路の間隔と等しくなるよう形成さ
れていることが好ましい。

また、上記のコネクタが、上記の平面上に光ファイバの
光軸が存在するよう構成されている場合には、このコネ
クタは上記平面が基台の搭載面と一致するように、基台
に接続できる構成であることが好ましい。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲をなんら制限するものではない。

実施例 第１図(a)および(b)に本発明の平面光導波路と光ファイ
バとの結合補助装置の一例を示す。第１図の装置は、切
削およびポリッシングにより平滑に仕上げられ、中央部
にコネクタ接続用の溝10が形成され、さらにホルダ固定
用のボルト穴９が形成された搭載面1aを有する基台１
と、基台１の搭載面1aに搭載された基体２を固定するホ
ルダ４と、上側部材8aおよび下側部材8bで構成され、光
ファイバ７を保持し、前記下側部材8bが上記基台１の上
記溝10に嵌合して光ファイバ７と平面光導波路３とを結
合するコネクタ８とで主に構成される。

本実施例では、基体２は、第３図に示すよう表面2aに２
本の平面光導波路３が形成されているものを使用した。
この基体２は、平面光導波路３が形成されている表面2a
の反対側の面がホルダ４に樹脂固定され、表面2aが基台
１の搭載面1aに接するように基台１に搭載され、ホルダ
４がボルト穴５を貫通するボルト６で固定されることに
より基台１に固定されている。この場合、第５図(a)に
示すように、ホルダ４は直接基台１の搭載面1aに接する
ことなく基体２のみが基台１の搭載面1aに接するように
構成されている。これは、基体２の表面2aと基台１の搭
載面1aとの密着を完全にするためである。

また、コネクタ８は、第４図(a)に示すよう光ファイバ
７を固定するためのＶ字型断面の溝12をそれぞれ２本有
する上側部材8aおよび下側部材8bを、それぞれの溝12が
互いに対向するように合わせてなる。溝12は、平面光導
波路３と等しい間隔で、且つ第４図(b)に示すように光
ファイバ７の光軸が上側部材8aの溝12が形成されている
面上に存在するように形成され、光ファイバ７は、上側
部材8aの溝12に固定されている。また、下側部材8bの幅
は、基台１の溝10の幅に合わせてあり、上側部材8aの幅
は下側部材8bの幅より広く、上側部材8aの溝12が形成さ
れている面は下側部材の側方に張り出し、高い精度で仕
上げられている。光ファイバ７は、上部部材8aの溝12に
固定されているため、上側部材8aと下側部材8bとの組立
精度に関係なく光ファイバ７の光軸は、上側部材8aの溝
12が形成されている面上に存在する。上記のように構成
されているコネクタ８は、下側部材8bが基台１の溝10に
接合し、上側部材8aの上記面と基台１の搭載面1aとが接
した状態で基台１に搭載される。

コネクタ８がこのように接続されることにより、平面光
導波路３の光軸と光ファイバ７の光軸とは、その上下の
位置が正確に一致するので胃、光軸調整は、光ファイバ
７の半径方向で基台１の搭載面1aに平行な方向および光
ファイバ７の軸方向の２方向のみに対して行えばよい。
この光軸調整は、第５図(b)に示すように、ＸＹステー
ジ15上に固定した箱型断面のホルダ13内部に、コネクタ
８および基台１を配置し、基台１下部からばね14で圧着
し、この状態で上記２方向にコネクタ８を動かすことで
行なう。上記光軸調整の後、第２図に示すよう樹脂11で
コネクタ８と基体２の間を固定し、平面光導波路３と光
ファイバ７との結合が完了する。

上記のように本発明の補助装置を用いることにより、平
面光導波路と光ファイバとを簡単に、且つ正確に結合す
ることができる。

発明の効果 以上詳述のように、本発明の補助装置を用いることによ
り、平面光導波路と光ファイバとを容易に高精度で結合
することが可能となる。これは、本発明の補助装置に独
特な、基台の搭載面を基準面とし、該基準面上に、平面
光導波路が形成してある高い精度で仕上げられた面を有
する基体と、光ファイバを高い精度で仕上げた面上に該
光ファイバの光軸がくるように保持するコネクタとを、
それぞれの上記の精度高く仕上げられた面が接するよう
に搭載した構成によるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図(a)は、本発明の平面光導波路と光ファイバとの
結合補助装置の実施例の俯瞰図であり、 第１図(b)は、第１図(a)の装置の構成図であり、 第２図は、第１図(a)の装置において、基体と光ファイ
バの結合部の拡大図であり、 第３図は、本実施例で使用した基体を示す図であり、 第４図(a)は、本実施例のコネクタを示す図であり、 第４図(b)は、第４図(a)のコネクタにおける光ファイバ
の配置を示す図であり、 第５図(a)は、第１図(a)の装置において、基台へ基体を
実装した状態を示す図であり、 第５図(b)は、第１図(a)の装置において、コネクタを接
続する際の光軸調整を説明する図であり、 第６図(a)〜(c)は、従来の平面光導波路と光ファイバと
の結合を示す図であり、 第６図(d)は、第６図(c)に示した装置のコネクタの精度
が低い状態を示す図であり、 第７図は、光軸がずれた場合の平面光導波路と光ファイ
バとの結合損失の特性を示すグラフである。 〔主な参照番号〕 １・・基台、1a・・基台搭載面、 ２・・基体、 2a・・基体表面、 ３・・平面光導波路、 ４・・ホルダ、 ５、９・・ボルト穴、６・・ボルト、 ７・・光ファイバ、 ８・・コネクタ、 8a・・コネクタ上側部材、 8b・・コネクタ下側部材、 10・・コネクタ溝、11・・樹脂、12・・Ｖ溝、 13・・ＸＹステージホルダ、14・・バネ、 15・・ＸＹステージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基体（２）表面に形成された平面光導波路
   （３）と光ファイバ（７）とを結合する際、両者の位置
   を決定する装置であって、 上側部材（8a）および下側部材（8b）を有し、上側部材
   および下側部材の間に光ファイバ（７）を保持するコネ
   クタ（８）と、 平滑に仕上げられた搭載面（1a）を有し、前記基体
   （２）の平面光導波路（３）が形成された表面（2a）
   が、前記搭載面（1a）と接し、実質的に平面光導波路
   （３）の光軸が搭載面（1a）上にあるよう基体（２）を
   搭載する基台（１）とを具備し、 前記コネクタ（８）が、上側部材（8a）および下側部材
   （8b）それぞれの合わせ面上に、この合わせ面において
   互いに対向し、それぞれの部材の前端面に対して垂直
   に、それぞれの部材の合わせ面を横断するＶ字断面の溝
   （12）を備え、上側部材（8a）が下側部材（8b）よりも
   幅広く、上側部材（8a）の合わせ面が、下側部材（8b）
   の側方に張り出し、 光ファイバ（７）が、コネクタ（８）のＶ字断面の溝
   （12）中に、光軸が、上側部材（8a）および下側部材
   （8b）の合わせ面上でそれぞれの部材の前端面に垂直に
   なるよう保持され、 基台（１）が、コネクタ（８）の下側部材（8b）を収容
   する溝（10）を備え、 コネクタ（８）が、基台（１）の溝（10）中に下側部材
   （8b）を収容され、上側部材（8a）の側方に張り出した
   合わせ面が、基台（１）の搭載面（1a）と接し、実質的
   に合わせ面と基台（１）の搭載面（1a）とが一致するよ
   う基台（１）に接続され、 コネクタ（８）が基台（１）に接続された状態で、光フ
   ァイバ（７）の光軸の方向が平面光導波路（３）の光軸
   の方向と一致するよう構成されていることを特徴とする
   平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置。