JPH0720358A - 光ファイバ付平面導光路部品およびその製造方法 - Google Patents

光ファイバ付平面導光路部品およびその製造方法

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JPH0720358A
JPH0720358A JP5165685A JP16568593A JPH0720358A JP H0720358 A JPH0720358 A JP H0720358A JP 5165685 A JP5165685 A JP 5165685A JP 16568593 A JP16568593 A JP 16568593A JP H0720358 A JPH0720358 A JP H0720358A
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JP
Japan
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groove
optical fiber
light guide
waveguide
plane
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Pending
Application number
JP5165685A
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English (en)
Inventor
Norio Takato
範夫 高戸
Akira Morinaka
彰 森中
Taisuke Oguchi
泰介 小口
Hiroaki Hanabusa
廣明 花房
Kazunori Senda
和憲 千田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトで低廉な光ファイバ付平面導光路
部品を提供する。 【構成】 平面導光路端面に接続光ファイバ16を実装
した光ファイバ付平面導光路部品の平面導光路チップ
に、平面導光路回路のアンダークラッド層12上に設け
られたマークを加工マークとして用い、直接V溝部13
を形成し、かつV溝部を横断する形で導波路コア部15
の端面部を導光路基板11の基板平面に対して垂直面に
加工する垂直溝14を作製する。平面導光路チップの導
光路コア部15と光ファイバのコア部17とを突き当て
て固定し接続する。このV溝部は導波路コア部の側面に
対して鋭角で設けてもよい。導光路コア部の端面に接し
V溝部を覆うスペーサ付上蓋を備えてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ,導光路を
通る信号光を処理する平面導光路の両端あるいは片端面
に接続用光ファイバを接続した光ファイバ付平面導光路
部品およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光通信システムに用いられる光導
波路と光ファイバ間の接続には寸法精度の高い光導波路
端面と、やはり寸法精度の高いV溝ブロック等に固定さ
れた光ファイバ芯線群の端面を機械的に接続する方法
や、一方の光導波路から光を入射し、他方の光導波路で
これを受光しながら光出力に対してフィードバックをか
ける自動調芯装置(通称 ピーク・サーチャー)で調芯
し、接着剤等で両部品を固定した部品が用いられてき
た。
【0003】図5(A)に従来の導光路部品と光ファイ
バ部の接続法および(B)に接続後の完成部品を示す。
【0004】図5(A)中、21は接続用光ファイバブ
ロック、22は被接続平面導光路、23はファイバブロ
ックの配列部(通常V溝ブロックへのはさみ込みが用い
られる。)を示す。24は光ファイバテープ部、25は
ピーク・サーチャー(図より省略)用光パワーモニタ、
26はピーク・サーチャー用ステージコントローラ、2
7は平面導光路クラッド部、28は支持用基板部を示
す。29は平面導光路チップを保持する固定ブロック、
210は光源からの光を平面導光路に導く投光用光ファ
イバ、211はLD光源を各々示している。
【0005】図5(B)中、216は完成した光ファイ
バ付平面導光路部品を示し、212は平面導光路チップ
部、213は光ファイバブロック部、214は保護ブー
ツ部、215は接続された光ファイバテープを各々示し
ている。
【0006】従来の接続は以下の手順で行われていた。
【0007】光ファイバブロックの作製 光ファイバブロック内の精密加工したV溝に光ファイバ
を配列させUV接着剤等で固定、端面部を研磨の後、各
個別ファイバをピーク・サーチャーで走査しファイバピ
ッチ誤差の少ないものを選択する。
【0008】図5(A)の調芯系で半導体レーザ光を
モニタしながら、調芯する。
【0009】調芯は精密微動光学台を用い片端面ずつ
x,y,z,縦,横あおりについて調芯し、接続ファイ
バが複数のときは両端を交互に調芯し、双方の値を各々
最適値にして、その後UV接着剤等で両部品を固定す
る。
【0010】ここで述べた方法は、現行の技術では最も
高い精度を備えた光ファイバ実装法であるか、以下の欠
点を克服することができなかった。
【0011】寸法面 自動調芯治具に光ファイバブロック21を装着調芯する
ために光ファイバブロック21はある程度の剛性と寸法
を持たなければならない。
【0012】図5で示されるように平面導光路両端で通
常30mm〜40mm大きくなる。
【0013】コスト面 接続に用いるファイバブロック21を精密加工し、研磨
後、ファイバコア位置の測定を行って用いるためブロッ
ク自身が高価になる。
【0014】また、平面導光路接続の際は、複数の出
射,入射光量をモニタしながら、最適位置に追い込んで
ゆくため、高精度のピーク・サーチャーを長時間占有
し、非常に生産性が悪いため完成した部品は非常に高価
なものであった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は以上説
明した、従来の光ファイバ付平面導光路部品の持つ2つ
の欠点、つまり寸法の大きさの問題と製作実装コストの
高さの問題を同時に解決した、新しい光ファイバ付導光
路部品およびその製造方法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、平面導光路端面に接続用光ファイバを実装した光フ
ァイバ付平面導光路部品において、平面導光路チップに
直接V溝を形成し、かつV溝を横断する形で導波路コア
端面部を基板平面に対して垂直面に加工する溝を作製し
たことを特徴とする。
【0017】請求項2に記載の発明は、前記V溝を横断
する溝を基板平面に対して垂直かつ導波路コア側面に対
して鋭角で設けることを特徴とする。
【0018】請求項3に記載の発明は、前記導光路コア
端面に接しV溝部を覆うスペーサ付上蓋を備えることを
特徴とする。
【0019】請求項4に記載の発明は、請求項1,2ま
たは3に記載の光ファイバ付平面導光路部品の導光路コ
ア部にファイバを導くV溝部の機械加工において、平面
導光路回路のアンダークラッド上に設けられたマークを
加工マークとして用いることを特徴とする。
【0020】本発明は光ファイバ配列用V溝を平面導光
路チップに加工することを最も大きな特長とする。従来
の方法とは光ファイバブロックを個別部品として用いて
いないことが第1の相異点である。
【0021】第2の相異点は、V溝を平面導光路チップ
に加工する際にV溝加工基準面に平面導光路アンダーク
ラッド層を用い、この面にあらかじめ加工基準マークを
加工指標として用いることである。
【0022】第3の相異点は、光ファイバ配置用V溝を
横断する溝を持つことである。
【0023】ファイバ挿入用に加工されたV溝はダイシ
ングソー加工を中断する形でガラス層に加工されるため
図2(B)中の10aで示される加工端の曲率部を持
つ。この曲率部の存在はファイバ芯線を挿入しコアに突
き合わせるための障害となる。V溝を横断する溝をマイ
クロラップ工程で加工することは、この曲率部を横断溝
によって除去することが第1の目的であり、また、マイ
クロラップ工程でファイバ芯線突き当て面(コア端面)
を研磨することによってファイバ芯線端面との突き合わ
せ整合性を高めることが第2の目的である。
【0024】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。
【0025】図1は本発明の一つの例による光ファイバ
付平面導光路部品を示す模式的斜視図であり、図中11
は導光路基板、12はアンダークラッド層、13は加工
したV溝部を各々示す。14は加工接続端部のV溝を横
断する垂直溝、15は導光路コア部、16は接続光ファ
イバ、17は光ファイバのコア部を各々示す。18はス
ペーサ付上蓋を示し、本発明の別の例で、V溝部13に
スペーサ付上蓋を設けた例である。19は挿入用スペー
サを示している。
【0026】ファイバ芯線部はV溝ガイド部より挿入さ
れ、端面に突き当てる型で固定し接続される。
【0027】V溝の加工精度は、基準面より±0.2μ
m以内に加工できるが、平面導光路の作製プロセス内で
は成膜の条件によりアンダークラッド層膜厚は±1μm
程度変動する。このために、アンダークラッド上面を基
準として加工したV溝はコア層に近い面を基準とするた
め、V溝の精度は格段に向上する。具体的には平面導光
路パタン加工時にアンダークラッド露出部を設け、フォ
トリソグラフ工程でV溝加工用の加工マークを設置して
おけばよい。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0029】(実施例1)図2は本発明による光ファイ
バ付平面導光路部品の製造工程を示す模式的斜視図であ
る。厚さ1mmのSiウェハ1上に火炎堆積法(FH
D:Flame Hydrolysis Deposi
tion)を用いて、アンダークラッド層石英ガラス,
コア層ガラス,オーバクラッド層ガラスを順次堆積して
導光路10を作製した。コア層ガラスは中途工程でフォ
トリソグラフ工程を介し導光路ストレートパタンを作製
した。各膜厚は各々約40μm,8μm,30μmとし
た。
【0030】Siウェハ基板1上の端部には、コア層,
オーバクラッド層をあらかじめ取り除いたアンダークラ
ッド露出部1aを設け、V溝加工用の加工マーク2を金
蒸着により作製した。
【0031】ダイシングソー移動ヘッド4に図2(A)
に示すように、直径2″の刃5を取付けたダイシングソ
ーで、V溝角60°,深さ108.25μmのV溝6を
導光路コア3に沿って250μmピッチで8本加工し、
図2(B)に示す構造を得た。
【0032】次に、図2(C)に示すよう、溝終端面か
らV溝6を横断する形状で幅2.2mm、コアに垂直の
凹溝7をマイクロラッピング移動ヘッド8に取付けた刃
9を用いて深さ120μmで加工後、マイクロラッピン
グでコア端面を研磨した。
【0033】次に8芯の光ファイバテープ端面の被覆を
除去し、洗浄した後に端面を垂直カットした光ファイバ
芯線群をV溝に添わせて実装し、導光路端面に突き当て
た。この状態でファイバを固定しUV接着剤(Optf
lon(登録商標)#2100)を上部より滴下し、平
面研磨石英ガラス板で押し付け、UV光を照射しUV接
着固定した。
【0034】(比較例1)実施例1と同一条件のSiウ
ェハ2上の平面導光路パタンを作製した。ただし、V溝
加工は同一のダイシングソーでオーバクラッド層上に加
工マークを設け、実施例1のV溝深さにオーバクラッド
プロセスの作製膜厚30μmをプラスした138.25
μm、60°の深さとし、後は実施例1と同様に接続固
定した。
【0035】(比較例2)比較例1と同様にV溝加工を
行った導光路ウェハを用意した。ただし、V溝加工の基
準面はSiウェハ2の上面としガラス作製プロセスの既
定値(アンダークラッド40μm)を差し引いた68.
25μm深さのV溝(60°)とした。
【0036】(実施例2)本実施例は、図3(A)に示
すよう、V溝斜め横断凹溝31を導光路チップ部32と
V溝部33との間に設けてある。
【0037】実施例1と同様のV溝加工平面導光路基板
を加工した。V溝斜め横断凹溝31は図3(A)のよう
にV溝に対して83°の角度とした。光ファイバテープ
35の芯線群34は、図3(B)に示すように、あらか
じめテープ面に対して83°の角度に切断加工した。こ
の斜めカットしたファイバ芯線群34を導光路コア面に
突き当て、上部より透明石英板とUV接着剤を用いて固
定した。
【0038】(実施例3)実施例1と同様のV溝加工を
施した導光路基板上に、図4で示す櫛の歯状(250μ
mピッチ)でコの字状に加工した石英ブロックをスペー
サ付上蓋18としてスペーサを兼ねたホットメルト接着
フィルム19を介して圧着し、ファイバ芯線群を挿入す
るための五角形のトンネル部を設けた導光路を準備し
た。コの字の幅は140μm±5μmとし、深さは6
2.50μmと正確な加工とした。スペーサ兼用のホッ
トメルト接着剤層19は3μmの厚みのものを用いた。
図4のようなV溝部をガイドとしてファイバ芯線を挿入
し、ファイバ端面と導光路コア面を突き当てた後、ホッ
トメルト用ブロアーで温風加熱しながら、上記石英ブロ
ックを約500g重の力で押し付けファイバをV溝およ
びコの字底面の三点で固定した。冷却後、空隙部および
周囲をUV接着剤で固め光ファイバ付き導光路部品とし
た。
【0039】(実施例4)実施例2と同様のV溝加工基
板を用意し、実施例3のコの字状石英ブロックの片端面
を83°に切断したものを実施例3と同様基板に圧着固
定した。この部品に8芯のファイバ芯線群を挿入突き当
てて以下実施例3と同様ホットメルト固定よびUV固定
を行った。
【0040】各実施例の8ポートについて表1に平均値
を測定結果にまとめて示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明による光ファ
イバ付平面導光路部品は、個別光ファイバブロックを用
いないので、次の効果が得られる。
【0043】部品全体の寸法がコンパクトになる利点
がある。
【0044】導光路部品本体にV溝を加工するため、
芯線間の接続バラツキが少ない。
【0045】自動調芯器等の特殊な装置を用いず低損
失の接続が短時間で行える。
【0046】特にコの字型スペーサ付石英ブロックを用
いた部品は作業性が良い。
【0047】斜めカットした部品では反射量も非常に
小さく押えられる。
【0048】構成部品は石英押え板あるいはコの字加
工石英押え板のみで最小限で済むため作製コストが低く
押えられる。
【0049】以上の点より本発明による光ファイバ付平
面導光路部品はファイバを実装した平面導光路部品の究
極の形態と結論できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による光ファイバ付平面導光
路部品を示す模式的斜視図である。
【図2】(A)〜(C)は、本発明の実施例1による光
ファイバ付平面導光路部品の製造工程を示す模式的斜視
図である。
【図3】(A)は、本発明の実施例2による斜め横断凹
溝付光ファイバ付導光路部品を示す模式的上面図、
(B)は、(A)の光ファイバ付導光路部品に用いる光
ファイバテープの端部の構造を示す模式的上面図であ
る。
【図4】本発明の実施例3による光ファイバ付平面導光
路部品を示す模式的斜視図である。
【図5】(A)は従来の導光路部品の光ファイバ部の接
続方法を示す模式的斜視図、(B)は接続後の従来の導
光路部品を示す模式的斜視図である。
【符号の説明】
1 Siウェハ 1a アンダークラッド露出部 2 加工マーク 3 導光路コア 4 ダイシングソーの移動ヘッド 5 ダイシングソーの刃 6 V溝 7 凹溝 8 マイクロラッピング用移動ヘッド 9 マイクロラッピング用の刃 10 導光路 10a 曲率部 11 導光路基板 12 アンダークラッド層 13 V溝部 14 垂直溝 15 導光路コア部 16 接続光ファイバ 17 光ファイバのコア部 18 スペーサ付上蓋 19 スペーサ(ホットメルトフィルム(接着剤層)) 21 光ファイバブロック 22 被接続平面導光路 23 光ファイバ配列部 24 光ファイバテープ部 25 ピーク・サーチャー用光パワーモニタ 26 ピーク・サーチャー用ステージコントローラ 27 平面導光路クラッド部 28 平面導光路基板部 29 固定ブロック 31 V溝斜め横断凹溝 32 導光路チップ部 33 V溝部 34 ファイバ芯線部 35 光ファイバテープ部 210 投光用光ファイバ 211 LD光源 212 平面導光路チップ部 213 光ファイバブロック部 214 ファイバテープ保護用ブーツ部 215 光ファイバテープ 216 接続後の光ファイバ付平面導光路部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花房 廣明 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 (72)発明者 千田 和憲 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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面導光路端面に接続用光ファイバを実
    装した光ファイバ付平面導光路部品において、平面導光
    路チップに直接V溝を形成し、かつV溝を横断する形で
    導波路コア端面部を基板平面に対して垂直面に加工する
    溝を作製したことを特徴とする光ファイバ付平面導光路
    部品。
  2. 【請求項2】 前記V溝を横断する溝を基板平面に対し
    て垂直かつ導波路コア側面に対して鋭角で設けることを
    特徴とする請求項1に記載の光ファイバ付平面導光路部
    品。
  3. 【請求項3】 前記導光路コア端面に接しV溝部を覆う
    スペーサ付上蓋を備えることを特徴とする請求項1また
    は2に記載の光ファイバ付平面導光路部品。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3に記載の光ファイ
    バ付平面導光路部品の導光路コア部にファイバを導くV
    溝部の機械加工において、平面導光路回路のアンダーク
    ラッド上に設けられたマークを加工マークとして用いる
    ことを特徴とする光ファイバ付平面導光路部品の製造方
    法。
JP5165685A 1993-07-05 1993-07-05 光ファイバ付平面導光路部品およびその製造方法 Pending JPH0720358A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6157759A (en) * 1997-07-03 2000-12-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical fiber passive alignment apparatus and method therefor
JP2002116363A (ja) * 2000-06-30 2002-04-19 Hoya Corp 光学素子の位置決め方法及び光学素子の位置決め部材並びに光学ユニット及びその製造方法
WO2002101434A3 (en) * 2000-12-15 2003-07-31 Intel Corp Alignment of optical fibers to an etched array waveguide
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