JPH0719711U

JPH0719711U - 光導波路と光ファイバとの結合構造

Info

Publication number: JPH0719711U
Application number: JP4940093U
Authority: JP
Inventors: 義成小塚; 章浜島; 久美子松井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-04-07
Anticipated expiration: 2008-09-10
Also published as: JP2589765Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた機械的信頼性を与える光導波路と光ファ
イバとの結合構造を提供する。【構成】光導波路１３が形成されたＬｉＮｂＯ₃基板１
１の端面１５を光学研磨し、その後、端面１５に粗面部
２３および２５を形成する。セラミックス基板３１のＶ
溝３３内に光ファイバ３５を載置し、セラミックス製の
蓋３７を被せてこれらを一体化して光ファイバアレー３
０を形成する。光ファイバアレー３０の端面４５を光学
研磨し、その後、端面４５に粗面部５７および５９を形
成する。その後、光導波路１３の光軸と光ファイバ３５
の光軸とを一致させ、粗面部５７と粗面部２３、および
粗面部５９と粗面部２５をそれぞれ相対向させた状態
で、光導波路チップ１０の端面１５と、光ファイバアレ
ー３０の端面４５との間を紫外線硬化型のエポキシ樹脂
によって固着する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光導波路と光ファイバとの結合構造に関し、特に、光導波路が形成された光導波路チップと、光ファイバを保持する光ファイバアレーとを用いた光導波路と光ファイバとの結合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は、従来の光導波路と光ファイバとの結合構造を説明するための展開斜視図である。

【０００３】この従来の光導波路と光ファイバとの結合構造においては、光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０とを用いて、光導波路１３と光ファイバ３５とを光学的に結合している。

【０００４】ＬｉＮｂＯ₃基板１１の上面に光導波路１３が形成されて光導波路チップ１０が構成されている。

【０００５】セラミックス基板３１の上面に断面がＶ字状のＶ溝３３を形成し、このＶ溝３３内に光ファイバ３５を載置した状態で、Ｖ溝３３内に光ファイバ３５をセラミックス基板３１およびセラミックス製の蓋３７によって保持して、光ファイバアレー３０を形成している。

【０００６】光導波路チップ１０の端面１５および光ファイバアレー３０の端面４５の両方を光学研磨した後、光導波路１３の光軸と光ファイバ３５の光軸とが合うように光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０とを位置決めした状態で、光導波路チップ１０の端面１５と光ファイバアレー３０の端面４５とを突き合わせて、これらの端面１５、４５を接着用樹脂で接合していた。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このようにして接合された光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０との接合体を、例えば、−４０℃〜１００℃の間で熱サイクル試験を行なうと、端面１５と端面４５との接合箇所が損傷し、機械的信頼性に乏しいという問題があった。

【０００８】従って、本考案の目的は、優れた機械的信頼性を与える光導波路と光ファイバとの結合構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、光導波路が形成され、前記光導波路の一端が露出する第１の端面を有する光導波路チップと、光ファイバを保持し、前記光ファイバの一端が露出する第２の端面を有する光ファイバアレーとを備え、前記第１の端面に露出する前記光導波路と前記第２の端面に露出する前記光ファイバとを光学的に結合すべく、前記第１の端面と前記第２の端面とが接着用樹脂によって接合されている、光導波路と光ファイバとの結合構造において、前記第１の端面の一部にＲａが０．１μｍ以上の第１の粗面部を設け、前記第２の端面の一部にＲａが０．１μｍ以上の第２の粗面部を設け、前記第１の粗面部と前記第２の粗面部とを相対向させて、前記第１の端面と前記第２の端面とを接着用樹脂によって接合したことを特徴とする、光導波路と光ファイバとの結合構造が得られる。

【００１０】なお、ここで、Ｒａとは、ＪＩＳ規格に規定されている「中心線平均粗さ」をいい、粗さ曲線ｆ（ｘ）からその中心線の方向に測定長さＬの部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、縦倍率の方向をＹ軸としたとき、次式

【００１１】

【数１】

【００１２】によって求めた値をμｍで表したものをいう。

【００１３】

【作用】

光導波路の端面および光ファイバアレーの端面は、それらに形成され、または保持されている光導波路および光ファイバのこれらの端面における光の散乱を防ぐために、極めて表面粗さの小さい光学研磨が施されている。しかしながら、このような光学研磨された面は、接着用樹脂とのなじみが悪く、接合界面での強度が弱いということを本考案者は見いだした。

【００１４】本考案のように、光導波路の一端が露出する光導波路チップの第１の端面の一部にＲａが０．１μｍ以上の第１の粗面部を設け、光ファイバの一端が露出する光ファイバアレーの第２の端面の一部にＲａが０．１μｍ以上の第２の粗面部を設け、第１の粗面部と第２の粗面部とを相対向させて、第１の端面と第２の端面とを接着用樹脂によって接合すれば、第１の粗面部および第２の粗面部と接着用樹脂との界面の接着強度が高くなり、機械的信頼性が向上する。

【００１５】なお、光導波路チップ用の基板材料としては、ＬｉＮｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃等の酸化物材料、半導体、ガラス等を用いることができ、光ファイバアレー用のＶ溝等が形成された基板としては、Ｓｉ基板やセラミックス基板等を用いることができる。接着用樹脂としては、エポキシ系、アクリル系等の接着用樹脂を使用することができる。

【００１６】

【実施例】

次に、本考案の実施例を添付の図面を参照して説明する。

【００１７】図１は、本考案の一実施例の光導波路と光ファイバとの結合構造を説明するための展開斜視図であり、図２は、本考案の一実施例の光導波路と光ファイバとの結合構造を説明するための斜視図である。

【００１８】本実施例の光導波路と光ファイバとの結合構造においては、光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０とを用いて、光導波路１３と光ファイバ３５とを光学的に結合している。

【００１９】図１に示すように、厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍのＬｉＮｂＯ₃基板１１の上面に光導波路１３を形成して、マッハチュエンダ型の変調器となる光導波路チップ１０を構成した。その後、１ｍｍ×５ｍｍの両端面（その内の一方の端面は端面１５である）全面に光学研磨を施した。

【００２０】次に、光学研磨された光導波路チップ１０の端面１５の内、光導波路１３を中心にして幅が略０．５ｍｍの端面領域１７と、両端部の幅がそれぞれ略０．５ｍｍの端面領域１９および２１を除いた部分を、研磨砥粒を用いて研磨して、粗面部２３および２５を形成した。

【００２１】一方、厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ５ｍｍのセラミックス基板３１の上面に断面がＶ字状のＶ溝３３を形成し、このＶ溝３３内に光ファイバ３５を載置し、その上から、厚さ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ５ｍｍの透明なセラミックス製の蓋３７を被せ、セラミックス基板３１と蓋３７との間に接着用の樹脂を流し込み、セラミックス基板３１、光ファイバ３５および蓋３７を固着して一体化して光ファイバアレー３０を形成した。その後、光ファイバアレー３０の光ファイバ３５が露出する端面４５全面に光学研磨を施した。なお、光ファイバアレー３０の端面４５は、セラミックス基板３１の光ファイバ３５が露出する端面４１と蓋３７の端面４３とから構成されている。

【００２２】次に、光導波路チップ１０の場合と同様にして、光学研磨された光ファイバアレー３０の端面４５の内、光ファイバ３５を中心にして幅が略０．５ｍｍの端面領域５１と、両端部の幅がそれぞれ略０．５ｍｍの端面領域５３および５５を除いた部分を、研磨砥粒を用いて研磨して、粗面部５７および５９を形成した。

【００２３】その後、図２に示すように、光導波路１３の光軸と光ファイバ３５の光軸とが一致するように調芯し、粗面部５７と粗面部２３、および粗面部５９と粗面部２５をそれぞれ相対向させ、光導波路チップ１０の端面１５と、光ファイバアレー３０の端面４５との間隔を５μｍとして、光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０とを位置決めした状態で、紫外線硬化型のエポキシ樹脂を流し込み、紫外線を当ててエポキシ樹脂を硬化させて、光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０とを固着し、光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０との組立体１００を作成した。

【００２４】このようにして作成した光導波路チップ１０と光ファイバアレー３０との組立体１００に対して、−２０〜８０℃の温度範囲において熱サイクル試験を行なった。すなわち、−２０℃において１０分間保持し、−２０℃から８０℃まで２０ ℃／分の昇温速度で昇温し、８０℃において１０分間保持し、８０℃から−２０ ℃まで２０℃／分の降温速度で降温する条件を１サイクルとし、このサイクルを２０００サイクル繰り返して熱サイクル試験を行なった後、各組立体１００の破損状況を調べた。

【００２５】光導波路チップ１０の粗面部２３および２５並びに光ファイバアレー３０の粗面部５７および５９の表面粗さが、光学研磨面、Ｒａ：０．０５μｍ、Ｒａ：０．１μｍ、Ｒａ：０．３μｍおよびＲａ：１μｍである５種類の組立体１００を各粗面度について５個ずつ作成して、上記熱サイクル試験を行なった。

【００２６】表１はその熱サイクル試験の結果を示したものであり、粗面部２３、２５、５７、５９を設けることによって信頼性が向上し、Ｒａが０．１μｍ以上の条件において信頼性が著しく向上することがわかる。

【００２７】

【表１】

【００２８】なお、本実施例においては、粗面部５７、５９を、セラミックス基板３１の端面４１と蓋３７の端面４３の両方に設けたが、セラミックス基板３１の上面とＬｉＮｂＯ₃基板１１の上面との高さが略等しい場合等には、セラミックス基板３１の端面４１のみに粗面部５７、５９を設けてもよい。

【００２９】

【考案の効果】

光導波路の一端が露出する光導波路チップの第１の端面の一部にＲａが０．１ μｍ以上の第１の粗面部を設け、光ファイバの一端が露出する光ファイバアレーの第２の端面の一部にＲａが０．１μｍ以上の第２の粗面部を設け、第１の粗面部と第２の粗面部とを相対向させて、第１の端面と第２の端面とを接着用樹脂によって接合することにより、優れた機械的信頼性を与える光導波路と光ファイバとの結合構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の光導波路と光ファイバとの
結合構造を説明するための展開斜視図である。

【図２】本考案の一実施例の光導波路と光ファイバとの
結合構造を説明するための斜視図である。

【図３】従来の光導波路と光ファイバとの結合構造を説
明するための展開斜視図である。

【符号の説明】

１０…光導波路チップ、１１…ＬｉＮｂＯ₃基板、１３
…光導波路、１５…端面、１７…端面領域、１９…端面
領域、２１…端面領域、２３…粗面部、２５…粗面部、
３０…光ファイバアレー、３１…セラミックス基板、３
３…Ｖ溝、３５…光ファイバ、３７…蓋、４１…端面、
４３…端面、４５…端面、５１…端面領域、５３…端面
領域、５５…端面領域、５７…粗面部、５９…粗面部、
１００…組立体

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】光導波路が形成され、前記光導波路の一端
が露出する第１の端面を有する光導波路チップと、光フ
ァイバを保持し、前記光ファイバの一端が露出する第２
の端面を有する光ファイバアレーとを備え、前記第１の
端面に露出する前記光導波路と前記第２の端面に露出す
る前記光ファイバとを光学的に結合すべく、前記第１の
端面と前記第２の端面とが接着用樹脂によって接合され
ている、光導波路と光ファイバとの結合構造において、前記第１の端面の一部にＲａが０．１μｍ以上の第１の
粗面部を設け、前記第２の端面の一部にＲａが０．１μ
ｍ以上の第２の粗面部を設け、前記第１の粗面部と前記
第２の粗面部とを相対向させて、前記第１の端面と前記
第２の端面とを接着用樹脂によって接合したことを特徴
とする、光導波路と光ファイバとの結合構造。