JPH07281049A - Manufacture of fiber accumulated optical part - Google Patents

Manufacture of fiber accumulated optical part

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JPH07281049A
JPH07281049A JP6096906A JP9690694A JPH07281049A JP H07281049 A JPH07281049 A JP H07281049A JP 6096906 A JP6096906 A JP 6096906A JP 9690694 A JP9690694 A JP 9690694A JP H07281049 A JPH07281049 A JP H07281049A
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JP
Japan
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fiber
optical
optical device
fiber array
pitch
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JP6096906A
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Japanese (ja)
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Yasuhiro Yasuma
康浩 安間
Tomonori Ichikawa
智徳 市川
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FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Abstract

PURPOSE:To facilitate fiber groove work of a holding board, simplify fixing work without increasing the fiber installing number so much to the holding board, and improve mass-productivity. CONSTITUTION:A large number of straight line-shaped fiber grooves 12 continuing over the full length are formed in parallel at the same pitch on a holding board 10. Beam size magnifying fibers 14 are respectively arranged in the respective fiber grooves 12, and a fiber array 15 is formed. A device inserting groove 16 which extends in the inclination (alpha) direction to the fiber arranging direction and crosses the fiber array 15 in a beam size magnifying position, is formed on the holding board 10, and a light device 18 is installed in the device inserting groove 16.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ファイバアレイ中に平
行平板状の光デバイスを挿入して集積化する光部品の製
造方法に関するものである。更に詳しく述べると、保持
基板上のほぼ全長にわたって形成した多数の直線状のフ
ァイバ溝にビームサイズ拡大ファイバを配設し、ファイ
バ配列方向に対して傾き角αの方向に延びるデバイス挿
入溝を前記保持基板に形成して光デバイスを装着するフ
ァイバ集積型光部品の製造方法に関するものである。こ
の技術は、光アイソレータ、光スイッチ、光フィルタ、
光減衰器など、薄く且つ光が透過するタイプの光デバイ
スに適用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical component in which a parallel plate type optical device is inserted into a fiber array for integration. More specifically, the beam size expanding fibers are arranged in a large number of linear fiber grooves formed over almost the entire length on the holding substrate, and the device insertion groove extending in the direction of the inclination angle α with respect to the fiber arrangement direction is held by the holding groove. The present invention relates to a method of manufacturing a fiber integrated optical component which is formed on a substrate and has an optical device mounted thereon. This technology uses optical isolators, optical switches, optical filters,
It can be applied to a thin type optical device such as an optical attenuator that transmits light.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、多数の光ファイバを配列したファ
イバアレイ中に、平行平板状の光アイソレータチップを
挿入して集積化したファイバ集積型の光アイソレータが
開発されている。この種の光アイソレータでは、光ファ
イバとしてTEC(Thermally-diffused Expanded Cor
e)ファイバと呼ばれるビームサイズ拡大ファイバを使
用する。このファイバは、通常のシングルモード・ファ
イバを局所的に加熱処理することによりコア部の直径を
拡大させたファイバであり、これを用いることによって
信号光の空間伝播の回折損失を低減し、レンズ無しに信
号光の空間伝播可能な距離を長くして、光アイソレータ
チップを挿入できるように工夫している。
2. Description of the Related Art Recently, a fiber integrated optical isolator has been developed in which a parallel plate optical isolator chip is inserted and integrated in a fiber array in which a large number of optical fibers are arranged. In this type of optical isolator, a TEC (Thermally-diffused Expanded Correlation) is used as an optical fiber.
e) Use a beam-size expanding fiber called a fiber. This fiber is a fiber in which the core diameter is enlarged by locally heating an ordinary single-mode fiber. By using this fiber, the diffraction loss of the spatial propagation of the signal light is reduced, and there is no lens. In addition, the distance that the signal light can propagate in space is made longer so that an optical isolator chip can be inserted.

【0003】当初のファイバ集積型光アイソレータは、
ファイバ配列方向に対して垂直に光デバイスを装着する
構造であった。具体的には、シリコン基板上にエッチン
グによって多数の直線状のファイバ溝(V溝)を平行に
形成し、それら各ファイバ溝にそれぞれビームサイズ拡
大ファイバを固定する。そしてファイバ配列方向に対し
て垂直に且つビームサイズ拡大位置でファイバを横断す
るように、シリコン基板にデバイス挿入溝を形成し、該
デバイス挿入溝に前記光アイソレータチップを装着する
という手順で製造している。この構造の光アイソレータ
は、レンズが不要であり、煩雑な光学調整を行わずに組
み立てができるため、量産性に優れ、且つ簡単な構造の
ため小型化薄型化にも対応できるとされている。
The original fiber integrated optical isolator was
The structure was such that the optical device was mounted perpendicular to the fiber arrangement direction. Specifically, a large number of linear fiber grooves (V grooves) are formed in parallel on a silicon substrate by etching, and the beam size expanding fibers are fixed to the respective fiber grooves. Then, a device insertion groove is formed in the silicon substrate so as to cross the fiber perpendicularly to the fiber arrangement direction and at the beam size expansion position, and the optical isolator chip is mounted in the device insertion groove. There is. The optical isolator having this structure does not require a lens and can be assembled without performing complicated optical adjustment. Therefore, the optical isolator is excellent in mass productivity and has a simple structure.

【0004】しかし上記のファイバ集積型光アイソレー
タでは、光アイソレータチップがファイバアレイに対し
て垂直に装着されているため、入射光が光アイソレータ
チップの端面で反射して信号送信側に戻る反射戻り光量
が大きく、送信側装置に悪影響を及ぼす虞れがある。そ
こで光アイソレータチップをファイバ配列方向に対して
若干角度をもたせて装着することにより、反射戻り光を
抑える構造が提案された。この構造では、光アイソレー
タチップをファイバ配列方向に対して斜め方向に配置す
る関係上、屈折作用によって光アイソレータチップにお
ける入射光と出射光の光軸にずれが生じる。そのため、
予め光アイソレータチップでの光軸シフト量(入射光−
出射光シフト量)を見積もって、入射側のファイバ溝と
出射側のファイバ溝をそのシフト量だけずらして別々に
シリコン基板に形成し、光ファイバを配設することにな
る。
However, in the above fiber integrated optical isolator, since the optical isolator chip is mounted perpendicular to the fiber array, the amount of reflected return light that the incident light reflects at the end face of the optical isolator chip and returns to the signal transmitting side. Is large, which may adversely affect the transmitting side device. Therefore, a structure has been proposed in which an optical isolator chip is mounted at a slight angle to the fiber arrangement direction to suppress reflected return light. In this structure, the optical axes of the incident light and the outgoing light in the optical isolator chip are deviated due to the refraction because the optical isolator chip is arranged obliquely with respect to the fiber arrangement direction. for that reason,
The optical axis shift amount (incident light −
The amount of shift of emitted light is estimated, the fiber groove on the incident side and the fiber groove on the output side are shifted by the shift amount, and are separately formed on the silicon substrate to dispose the optical fiber.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、光アイソレー
タチップの両側(入射側と出射側)で別々に、ファイバ
配列方向に光軸シフト量だけずらせて、多数のファイバ
溝を高精度で形成する作業は、量産に適した機械加工で
は実施し難い。また1本の光ファイバを入射側ファイバ
溝と出射側ファイバ溝にわたって連続的に配設しようと
すると、光アイソレータチップの装着部分で強制的に曲
げなければならないことになり、光ファイバに損傷が発
生したり、位置ずれが生じ、特性劣化を引き起こす。そ
のために、各光ファイバの基板への取り付けは、入射側
と出射側とで先端を揃えて別々に行わなければならず、
取り付け本数が2倍になるため作業が煩雑となり、それ
らの結果、量産性が低下してしまう。
However, a work for forming a large number of fiber grooves with high precision by separately shifting the optical isolator chip on both sides (incident side and exit side) by the optical axis shift amount in the fiber arrangement direction. Is difficult to carry out by machining suitable for mass production. Also, if one optical fiber is to be arranged continuously over the entrance-side fiber groove and the exit-side fiber groove, it will have to be forcibly bent at the mounting part of the optical isolator chip, and the optical fiber will be damaged. Or a positional shift occurs, which causes characteristic deterioration. Therefore, the attachment of each optical fiber to the substrate must be performed separately with the tips of the incident side and the emitting side aligned,
Since the number of attachments is doubled, the work becomes complicated, and as a result, mass productivity decreases.

【0006】本発明の目的は、保持基板のファイバ溝加
工が容易で、保持基板へのファイバ取り付け本数もさほ
ど増加せず固定作業も簡単であり、それらのために量産
性に優れたファイバ集積型光部品の製造方法を提供する
ことである。本発明の他の目的は、反射戻り光が少な
く、結合損失を小さくできるファイバ集積型光部品を製
造する方法を提供することである。
An object of the present invention is to easily fabricate a fiber groove in a holding substrate, to increase the number of fibers to be mounted on the holding substrate, and to fix the fiber easily. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical component. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fiber integrated optical component that can reduce reflected return light and reduce coupling loss.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、多数のビーム
サイズ拡大ファイバを配列したファイバアレイ中に、平
行平板状の光デバイスを挿入して集積化するファイバ集
積型光部品の製造方法である。上記目的を達成するため
本発明では、保持基板上に、そのほぼ全長にわたって連
続する多数の直線状のファイバ溝を平行に且つ同一ピッ
チで形成し、それらの各ファイバ溝にそれぞれビームサ
イズ拡大ファイバを配設してファイバアレイとする。こ
こで、光デバイスでの光軸シフト量(入射光−出射光シ
フト量)がファイバ配列ピッチの整数倍に一致するよう
に、入射光に対する光デバイス入射面の法線の傾き角
α、光デバイスの屈折率及び厚さを設定する。そして、
ファイバ配列方向に対して傾き角αの方向に延び、且つ
ファイバアレイをビームサイズ拡大位置で横断するデバ
イス挿入溝を前記保持基板に形成し、該デバイス挿入溝
に前記光デバイスを装着する。通常、光デバイスでの光
軸シフト量は、ファイバ配列ピッチの1倍又は2倍程度
に設定している。
The present invention is a method of manufacturing a fiber integrated optical component in which a parallel plate type optical device is inserted and integrated in a fiber array in which a large number of beam size expanding fibers are arranged. . In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, a large number of linear fiber grooves that are continuous over substantially the entire length of the holding substrate are formed in parallel and at the same pitch, and a beam size expanding fiber is provided in each of the fiber grooves. The fiber array is arranged. Here, in order that the optical axis shift amount (incident light-emission light shift amount) in the optical device matches an integer multiple of the fiber array pitch, the inclination angle α of the normal line of the optical device incident surface with respect to the incident light, the optical device Set the refractive index and thickness of. And
A device insertion groove extending in a direction of an inclination angle α with respect to the fiber array direction and traversing the fiber array at a beam size expansion position is formed in the holding substrate, and the optical device is mounted in the device insertion groove. Usually, the optical axis shift amount in an optical device is set to about 1 or 2 times the fiber arrangement pitch.

【0008】光デバイスを、光デバイス本体と透明補整
板との組み合わせとし、該透明補整板で光軸シフト量を
調整する構成でもよい。ここで透明補整板には、屈折率
が大きく、使用波長で透明なものを用いる。この透明補
整板は、特に光デバイスの全厚を薄くしたい場合、傾き
角を大きくできない場合に有用である。なお光デバイス
は、光が透過する薄い素子であり、例えば光アイソレー
タ、光スイッチ、光フィルタ、光減衰器などである。
The optical device may be a combination of an optical device body and a transparent compensating plate, and the transparent compensating plate may adjust the optical axis shift amount. Here, as the transparent compensating plate, one having a large refractive index and being transparent at a used wavelength is used. This transparent compensating plate is useful especially when it is desired to reduce the total thickness of the optical device and when the tilt angle cannot be increased. The optical device is a thin element that transmits light, and is, for example, an optical isolator, an optical switch, an optical filter, an optical attenuator, or the like.

【0009】[0009]

【作用】ある入射側ファイバから光デバイスに入射した
光は、該光デバイスが斜めに装着されているために、出
射側で光軸シフトが生じ、入射側ファイバと同じファイ
バ溝に収められている出射側ファイバには結合できな
い。しかし本発明では、斜めに装着した光デバイスでの
光軸シフト量がファイバ配列ピッチの整数倍に一致する
ように、入射光に対する光デバイス入射面の法線の傾き
角α、光デバイスの屈折率及び厚さを設定しているか
ら、ある入射側ファイバから光デバイスに入射した光
は、光軸シフト量だけずれて出射し、丁度その位置に存
在する出射側ファイバに結合する。つまり、ある入射側
ファイバから光デバイスに入射した光は、該入射側ファ
イバと同じファイバ溝に収められている出射側ファイバ
ではなく、それに対して1ピッチもしくは2ピッチ程度
ずれたファイバ溝の出射側ファイバに結合することにな
る。光デバイスは平行平板状であるために入射光と出射
光との光軸シフト量は一定であり、各入射側ファイバに
対してそれぞれ同じピッチだけずれて対応する出射側フ
ァイバに結合するので、入射側ファイバアレイの大部分
と出射側ファイバアレイの大部分とが結合することにな
る。なお、このような結合関係が生じないファイバは、
通常、入射側と出射側で各1本ないし2本であるが、予
めその本数を考慮に入れて、多くのファイバを配設する
ことで、必要な光回路数は確保できる。
The light incident on the optical device from a certain incident side fiber is shifted in the optical axis at the emitting side because the optical device is obliquely mounted and is stored in the same fiber groove as the incident side fiber. It cannot be coupled to the output fiber. However, in the present invention, the inclination angle α of the normal line of the optical device incident surface to the incident light and the refractive index of the optical device are adjusted so that the optical axis shift amount in the obliquely mounted optical device matches an integer multiple of the fiber array pitch. Also, since the thickness is set, the light incident on the optical device from a certain incident side fiber is emitted with a shift amount of the optical axis, and is coupled to the emission side fiber existing at that position. That is, the light entering the optical device from a certain fiber on the incident side is not on the fiber on the emitting side housed in the same fiber groove as the fiber on the incident side, but on the emitting side of the fiber groove which is deviated by about 1 pitch or 2 pitches from the fiber Will be coupled to the fiber. Since the optical device has a parallel plate shape, the optical axis shift amount between the incident light and the outgoing light is constant, and the optical fibers are coupled to the corresponding outgoing fibers by shifting the same pitch with respect to each incoming fiber. Most of the side fiber array and most of the exit side fiber array are coupled. Fibers that do not have such a coupling relationship are
Normally, the number of optical circuits is 1 or 2 on the incident side and the number of optical fibers on the outgoing side. However, the required number of optical circuits can be secured by arranging a large number of fibers in consideration of the number in advance.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明に係るファイバ集積型光部品
の製造方法の一実施例を示す工程説明図である。図1の
Aに示すように、シリコン又はガラス等からなる保持基
板10上に、そのほぼ全長にわたって連続する多数の直
線状の断面V型のファイバ溝12を平行に且つ同一ピッ
チで形成する。例えば、16芯のファイバアレイの場合
には17本ないし18本程度のファイバ溝を形成する
(図1では、図面を簡略化するためにファイバ溝を6本
のみ描いてある)。このような保持基板は、例えばシリ
コン製の場合、フォトリソクラフィー法によりシリコン
ウェハの表面を選択的にエッチング処理することでファ
イバ溝を形成し、その後、該シリコンウェハを所定寸法
で切断分離することで得られる。ガラス(例えば低膨張
結晶化ガラス)製の保持基板の場合は、高精度の機械加
工によって容易に且つ効率よくファイバ溝を形成でき
る。各ファイバ溝12にビームサイズ拡大ファイバ14
を配置し、紫外線硬化型接着剤などを用いて接着する。
ここで使用するビームサイズ拡大ファイバ14は、前述
のように、ファイバを局所的に加熱処理することにより
コア部の直径を拡大させたファイバであり、その拡大し
たコア部(ビームサイズ拡大部13)が保持基板10の
ほぼ中央に位置するように、各ファイバ14を配設す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a process explanatory drawing showing an embodiment of a method for manufacturing a fiber integrated optical component according to the present invention. As shown in FIG. 1A, on a holding substrate 10 made of silicon, glass, or the like, a large number of linear fiber grooves 12 having a V-shaped cross section are formed in parallel and at the same pitch over substantially the entire length. For example, in the case of a 16-core fiber array, about 17 to 18 fiber grooves are formed (in FIG. 1, only 6 fiber grooves are drawn to simplify the drawing). When such a holding substrate is made of silicon, for example, a fiber groove is formed by selectively etching the surface of the silicon wafer by a photolithography method, and then the silicon wafer is cut and separated into a predetermined size. Can be obtained at. In the case of a holding substrate made of glass (for example, low expansion crystallized glass), the fiber groove can be easily and efficiently formed by high-precision machining. Beam size expanding fiber 14 in each fiber groove 12
Are placed and bonded using an ultraviolet curable adhesive or the like.
The beam size expanding fiber 14 used here is a fiber in which the diameter of the core part is expanded by locally heating the fiber as described above, and the expanded core part (beam size expanding part 13). The respective fibers 14 are arranged so that is positioned substantially at the center of the holding substrate 10.

【0011】このようにして図1のBに示すように、保
持基板10上に多数本のビームサイズ拡大ファイバ14
が一定ピッチで規則的に配列されてファイバアレイ15
となる。そして図示してはいないが、必要に応じてファ
イバアレイ15を形成した保持基板10の上方にファイ
バ押え板を接着したり、下方に補強板を貼り合わせても
よい。これらのファイバ押え板及び補強板としては、例
えば石英やガラスなどを用いる。
Thus, as shown in FIG. 1B, a large number of beam size expanding fibers 14 are provided on the holding substrate 10.
Are regularly arrayed at a constant pitch and the fiber array 15
Becomes Although not shown, a fiber pressing plate may be bonded above the holding substrate 10 on which the fiber array 15 is formed, or a reinforcing plate may be bonded below, if necessary. For example, quartz or glass is used as the fiber pressing plate and the reinforcing plate.

【0012】次にマイクロラッピング装置を用いて、図
1のCに示すように、保持基板10にデバイス挿入溝1
6を形成する。この溝加工には、ダイヤモンドブレード
を使用し、ファイバ押え板の上から、ファイバ配列方向
に対して傾き角αの方向に延び、ファイバアレイ15を
ビームサイズ拡大位置で横断するように形成する。この
ようにファイバ押え板でファイバを押さえるとともに、
ブレードの切断条件を調整して、前記のビームサイズ拡
大ファイバの切断部分の先端が振れたり、めくれたりし
ないようにし、且つビームサイズ拡大ファイバ14の切
断面がほぼ鏡面化されるようにする。このデバイス挿入
溝16に、平行平板状の光デバイス18を挿入し、紫外
線硬化型接着剤などで固定する。光デバイス16は、例
えば、光アイソレータであれば、偏光分離素子である2
枚のルチル板の間に、ファラデー回転子(例えばビスマ
ス置換鉄ガーネット単結晶膜)と偏光補償板の役目をす
る半波長板とを積層一体化したものである。
Next, as shown in FIG. 1C, the device inserting groove 1 is formed in the holding substrate 10 by using a micro-lapping apparatus.
6 is formed. For this groove processing, a diamond blade is used, and it is formed so as to extend from above the fiber pressing plate in the direction of the inclination angle α with respect to the fiber arrangement direction and to traverse the fiber array 15 at the beam size expansion position. In this way, while holding down the fiber with the fiber holding plate,
The cutting conditions of the blade are adjusted so that the tip of the cut portion of the beam size expanding fiber does not swing or turn over, and the cutting surface of the beam size expanding fiber 14 is made to be substantially mirror surface. A parallel plate type optical device 18 is inserted into the device insertion groove 16 and fixed with an ultraviolet curable adhesive or the like. The optical device 16 is, for example, a polarization separation element in the case of an optical isolator.
A Faraday rotator (for example, a bismuth-substituted iron garnet single crystal film) and a half-wave plate serving as a polarization compensating plate are laminated and integrated between a plurality of rutile plates.

【0013】図2に、このようにして得られたファイバ
集積型光部品の平面図を示す。ここでは、光デバイス1
8での光軸シフト量がファイバ配列の1ピッチに一致す
るように設定している。例えば、光の入射方向に対し
て、右端の入射側ファイバ14a-1からの入射光は、光
デバイス18を透過する際に屈折によってファイバ配列
の1ピッチ分だけ左側に光軸がシフトし、右端から2番
目の出射側ファイバ15b-2に結合する。以下同様であ
り、左端から2番目の入射側ファイバ14a-5からの入
射光は、左端の出射側ファイバ14b-6に結合する。こ
のようにして、入射側ファイバアレイ15aは出射側フ
ァイバアレイ15bに1ピッチずれた状態で結合する。
なお、左端の入射側ファイバ14a-6と右端の出射側フ
ァイバ14b-1は使用しないので、ファイバ溝12(フ
ァイバ数)は、実際に必要な本数より1つ多く設けてお
くことになる。
FIG. 2 shows a plan view of the fiber integrated optical component thus obtained. Here, the optical device 1
The optical axis shift amount at 8 is set so as to match one pitch of the fiber array. For example, the incident light from the incident side fiber 14a-1 at the right end with respect to the incident direction of light has its optical axis shifted to the left by one pitch of the fiber array due to refraction when passing through the optical device 18, and thus the right end. To the second exit side fiber 15b-2. The same applies to the following, and the incident light from the second entrance-side fiber 14a-5 from the left end is coupled to the left-end exit-side fiber 14b-6. In this way, the entrance-side fiber array 15a is coupled to the exit-side fiber array 15b while being displaced by one pitch.
Since the incident side fiber 14a-6 at the left end and the output side fiber 14b-1 at the right end are not used, the number of the fiber grooves 12 (the number of fibers) should be one more than the actually required number.

【0014】ファイバ配列の丁度1ピッチ分だけ光軸を
シフトして出射側ファイバアレイに結合するようにする
ためには、ファイバ溝の形成ピッチと光デバイスでの光
軸シフト量を一致させればよい。ファイバ溝の配列ピッ
チが決まれば、それに合致するように、入射光に対する
光デバイス入射面の法線の傾き角、光デバイスの屈折率
及び厚さを調整する。図3に示すように、入射光に対す
る光デバイス入射面の法線の傾き角をα、光デバイス1
8の屈折率をn、厚さをd、ビームサイズ拡大ファイバ
14のコア部の屈折率をnf 、紫外線硬化型接着剤20
の屈折率をnb(但し、nb =nf )とすると、光デバ
イス18での光軸シフト量Sは、 S=d{ sin(α−K)/cos K} 但し、K=sin -1(nf /n×sin α) となる。そこで光軸シフト量Sが、ファイバ配列の1ピ
ッチに一致し、反射戻り光を低減できるような範囲で、
且つ光デバイスの特性を損なわない範囲で各パラメータ
を決定する。
In order to shift the optical axis by exactly one pitch of the fiber array so as to couple it to the output side fiber array, the formation pitch of the fiber groove and the optical axis shift amount in the optical device should match. Good. Once the arrangement pitch of the fiber grooves is determined, the tilt angle of the normal line of the optical device incident surface to the incident light, the refractive index of the optical device, and the thickness are adjusted so as to match the pitch. As shown in FIG. 3, the inclination angle of the normal to the incident surface of the optical device with respect to the incident light is α, and the optical device 1
8, the refractive index of n is 8, the thickness is d, the refractive index of the core portion of the beam size expanding fiber 14 is n f , and the ultraviolet curable adhesive 20
Let n b (where n b = n f ), the optical axis shift amount S in the optical device 18 is S = d {sin (α−K) / cos K} where K = sin − 1 (n f / n × sin α). Therefore, in a range where the optical axis shift amount S matches one pitch of the fiber array and the reflected return light can be reduced,
Moreover, each parameter is determined within a range that does not impair the characteristics of the optical device.

【0015】次に、この構造の具体的設計例について述
べる。保持基板上に16本のファイバ溝を125μmの
ピッチで形成し、それにファイバを配設して16芯のフ
ァイバアレイとする。全厚が2.3mmの偏光無依存型光
アイソレータ素子(複屈折板2枚、1/2波長板1枚、
ファラデー回転子1枚からなる)は、傾き角α=5°の
時に発生する光軸シフト量Sは70μmであった。そこ
で、前記ファイバアレイに、幅2.3mm、傾き角α=9
°でデバイス挿入溝を形成し、それに光アイソレータ素
子を設置する。この時に発生する光軸シフト量は125
μmであり、前記のファイバ配列ピッチに一致し、入射
側ファイバと出射側ファイバとの結合損失は十分小さく
なる。
Next, a specific design example of this structure will be described. Sixteen fiber grooves are formed on a holding substrate at a pitch of 125 μm, and fibers are arranged in the groove to form a 16-core fiber array. A polarization-independent optical isolator element with a total thickness of 2.3 mm (two birefringent plates, one half-wave plate,
In the case of one Faraday rotator), the optical axis shift amount S generated when the tilt angle α = 5 ° was 70 μm. Therefore, the fiber array has a width of 2.3 mm and an inclination angle α = 9.
A device insertion groove is formed at an angle of °, and an optical isolator element is installed in it. The optical axis shift amount generated at this time is 125
μm, which matches the fiber arrangement pitch described above, and the coupling loss between the incident side fiber and the emitting side fiber is sufficiently small.

【0016】図4は、本発明の他の例を示す要部の拡大
図であり、透明補整板を併用した例である。光デバイス
本体が非常に薄い場合には、上記のようにして光デバイ
ス本体のみのパラメータの選定で光軸シフト量を配列ピ
ッチに一致させることが困難な場合がある。一致させる
ために、無理に光デバイスを厚くすると、ファイバ間で
の回折損失が大きくなる。そのような場合には、光デバ
イス22を、光デバイス本体24と透明補整板26との
組み合わせとするのがよい。ここで透明補整板26は、
光デバイス本体24より屈折率が大きく、且つ使用波長
で透明な材料を用いる。このように構成すると、光デバ
イス本体24のみの場合よりも、光デバイス22の全厚
を薄くすることが可能となる。このように透明補整板は
光軸シフト量を稼ぐ目的で使用し、光デバイスの全厚に
制限がある場合に有効である。組み合わせの仕方は、図
4のように光デバイス本体の前段に設けてもよいし、後
段でもよく、あるいは光デバイス本体の中に挾み込む構
成でもよい。透明補整板の材料としては、例えば、光学
的に等方な材料として、各種の光学ガラス(特に屈折率
の比較的大きなSF−58,59等の重フリントガラ
ス)、ガーネット結晶(例えばガドリニウム・ガリウム
・ガーネットやイットリウム・鉄・ガーネット等)が利
用でき、また光学的に異方な材料として、TiO2 ,T
eO2 ,LiNbO3 等が利用できる。
FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing another example of the present invention, which is an example in which a transparent compensating plate is also used. When the optical device body is very thin, it may be difficult to match the optical axis shift amount with the array pitch by selecting the parameters of the optical device body only as described above. If the thickness of the optical device is forcibly increased to match, the diffraction loss between the fibers becomes large. In such a case, the optical device 22 may be a combination of the optical device body 24 and the transparent compensating plate 26. Here, the transparent compensation plate 26 is
A material that has a larger refractive index than the optical device body 24 and is transparent at the wavelength used is used. With this configuration, it is possible to reduce the total thickness of the optical device 22 as compared with the case where only the optical device body 24 is used. As described above, the transparent compensating plate is used for the purpose of increasing the shift amount of the optical axis and is effective when the total thickness of the optical device is limited. The combination method may be provided in the front stage of the optical device body as shown in FIG. 4, may be provided in the rear stage, or may be sandwiched in the optical device body. Examples of the material of the transparent compensating plate include various optical glasses (particularly heavy flint glasses such as SF-58 and 59 having a relatively large refractive index) and garnet crystals (eg gadolinium gallium) as optically isotropic materials.・ Garnet, yttrium, iron, garnet, etc.) can be used, and as optically anisotropic materials, TiO 2 , T
eO 2 , LiNbO 3 or the like can be used.

【0017】本発明はこのような構成のみに限定される
ものではない。光デバイスでの光軸シフト量は、ファイ
バ配列ピッチの整数倍に一致していればよい。実際には
上記各実施例のようにファイバ配列ピッチと同じか、あ
るいは2倍程度とするのが好ましい。光軸シフト量が大
きいと、光デバイスの光路長が長くなって、散乱等によ
る損失が増加することと、使用しないファイバが増加す
るためである。間に挿入する光デバイスは、透過型であ
って薄いものであれば任意であり、上記光アイソレータ
素子の他、光フィルタ素子、光スイッチ素子、光減衰素
子などでもよいことは言うまでもない。
The present invention is not limited to such a configuration. The optical axis shift amount in the optical device may be an integer multiple of the fiber array pitch. In practice, it is preferable that the fiber array pitch is the same as that of each of the above-mentioned embodiments, or about twice the fiber array pitch. This is because when the optical axis shift amount is large, the optical path length of the optical device becomes long, the loss due to scattering or the like increases, and the number of unused fibers increases. It goes without saying that the optical device to be inserted between them is arbitrary as long as it is a transmissive type and thin, and may be an optical filter element, an optical switch element, an optical attenuating element, etc. other than the optical isolator element.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明は、予め光デバイスでの光軸シフ
ト量がファイバ配列ピッチの整数倍に一致しているか
ら、入射側ファイバから光デバイスに入射した光は、光
軸がシフトするが、丁度その位置に整数ピッチだけずれ
た出射側ファイバが存在して、それに結合するので、結
局、低結合損失のファイバ集積型光部品を製造できる。
また本発明では、光デバイスをファイバアレイに対して
斜め方向に配置する構成であるにもかかわらず、保持基
板上に、そのほぼ全長にわたって連続する多数の直線状
のファイバ溝を平行に且つ同一ピッチで形成すればよい
ため、溝形成に安価で量産性に富む機械加工を採用する
ことが可能となる。更に本発明では、連続した直線状の
ファイバ溝に入射側から出射側へ連続したファイバを配
設すればよいため、入射側ファイバと出射側ファイバを
別々に固定するような従来方法に比べて、ファイバの配
列や固定の手間が半減し、生産性が向上する。
According to the present invention, since the optical axis shift amount in the optical device matches the integer multiple of the fiber array pitch in advance, the light axis of the light entering the optical device from the incident side fiber shifts. Since the exit side fiber which is displaced by an integer pitch exists at that position and is coupled to it, the fiber integrated optical component with low coupling loss can be finally manufactured.
Further, in the present invention, although the optical device is arranged obliquely with respect to the fiber array, a large number of linear fiber grooves continuous over substantially the entire length of the holding substrate are arranged in parallel and at the same pitch. Since it is sufficient to form the groove, it is possible to adopt inexpensive and mass-productive machining for forming the groove. Further, in the present invention, since it is sufficient to dispose a continuous fiber from the incident side to the output side in a continuous linear fiber groove, as compared with the conventional method of separately fixing the input side fiber and the output side fiber, The fiber arrangement and fixing work are halved, improving productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法の一実施例を示す工程説明図。FIG. 1 is a process explanatory view showing an embodiment of a method of the present invention.

【図2】これにより得られるファイバ集積型光部品の概
略平面図。
FIG. 2 is a schematic plan view of a fiber integrated optical component obtained as a result.

【図3】そのファイバ集積型光部品の要部の拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of the fiber integrated optical component.

【図4】本発明で製造するファイバ集積型光部品の他の
例の要部拡大図。
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of another example of the fiber integrated optical component manufactured by the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 保持基板 12 ファイバ溝 14 ビームサイズ拡大ファイバ 15 ファイバアレイ 16 デバイス挿入溝 18 光デバイス 10 Holding Substrate 12 Fiber Groove 14 Beam Size Enlarging Fiber 15 Fiber Array 16 Device Insertion Groove 18 Optical Device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多数のビームサイズ拡大ファイバを配列
したファイバアレイ中に、平行平板状の光デバイスを挿
入して集積化するファイバ集積型光部品の製造方法にお
いて、保持基板上に、そのほぼ全長にわたって連続する
多数の直線状のファイバ溝を平行に且つ同一ピッチで形
成し、それらの各ファイバ溝にそれぞれファイバを固定
してファイバアレイとし、光デバイスでの光軸シフト量
がファイバ配列ピッチの整数倍に一致するように、入射
光に対する光デバイス入射面の法線の傾き角α、光デバ
イスの屈折率及び厚さを設定し、ファイバ配列方向に対
して傾き角αの方向に延び且つファイバアレイをビーム
サイズ拡大位置で横断するデバイス挿入溝を前記保持基
板に形成し、該デバイス挿入溝に前記光デバイスを装着
することを特徴とするファイバ集積型光部品の製造方
法。
1. A method of manufacturing a fiber integrated optical component in which a parallel plate type optical device is inserted and integrated in a fiber array in which a large number of beam size expanding fibers are arranged, and a substantially total length of the optical fiber is formed on a holding substrate. A large number of continuous linear fiber grooves are formed in parallel at the same pitch, and the fibers are fixed in the respective fiber grooves to form a fiber array. The optical axis shift in the optical device is an integer of the fiber array pitch. The inclination angle α of the normal to the incident surface of the optical device with respect to the incident light, the refractive index and the thickness of the optical device are set so that they coincide with each other, and the fiber array extends in the direction of the inclination angle α with respect to the fiber arrangement direction and Is formed in the holding substrate, and the optical device is mounted in the device insertion groove. Method for producing a fiber integrated optical components.
【請求項2】 光デバイスが、光デバイス本体と透明補
整板との組み合わせからなり、該透明補整板の屈折率と
厚さでファイバ配列方向の光軸シフト量を調整する請求
項1記載の製造方法。
2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the optical device comprises a combination of an optical device body and a transparent compensating plate, and the optical axis shift amount in the fiber array direction is adjusted by the refractive index and the thickness of the transparent compensating plate. Method.
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