JPH08152538A - 光導波路の結合構造 - Google Patents

光導波路の結合構造

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JPH08152538A
JPH08152538A JP29643794A JP29643794A JPH08152538A JP H08152538 A JPH08152538 A JP H08152538A JP 29643794 A JP29643794 A JP 29643794A JP 29643794 A JP29643794 A JP 29643794A JP H08152538 A JPH08152538 A JP H08152538A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、光導波路と光素子との結合構造に関
わり、特に光ファイバと光導波路との高効率かつ容易な
結合を得る光導波路の構造及び作製方法に関し、容易で
かつ現実的な手段で、補助導波路を有する導波路結合部
を作製する方法を提供する事を目的としている。 【構成】入出力部が分布結合型の結合構造を有する導波
路デバイスにおいて、光ファイバとの結合部となる補助
導波路を高分子樹脂を用いて構成し、該高分子樹脂から
なる補助導波路を作製する手段として、導波路デバイス
表面に、光導波路の近傍に補助導波路作製用の溝を形成
し、該溝に高分子樹脂を充填し硬化させて所望の構造を
得るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路と光素子との
結合構造に関わり、特に光ファイバと光導波路との高効
率かつ容易な結合を得る光導波路の構造及び作製方法に
関する。
【0002】
【従来技術】光通信用デバイスとして用途が考えられて
いる光導波路は、実用上の要請から通常単一モード光フ
ァイバと結合させて一体化した、ピグテール型の実装構
造をとることが望まれている。
【0003】従来の実装構造として、最も一般的に用い
られている方法は、例えばV溝が形成された光ファイバ
保持基板上にあらかじめ複数の光ファイバを並列して固
定した光ファイバアレイと、支持基板に固定した光導波
路の光結合部の位置調整を行った後、光ファイバアレイ
と光導波路基板の結合面を接着剤で接合する、いわゆる
butt−joint法が良く用いられている。
【0004】光ファイバと導波路との結合部に要求され
る特性の中で、重要なものとして接続損失特性があげら
れ、接続損失を小さくするために、導波路と光ファイバ
コアとの光軸の正確な位置合わせが必要とされている。
通常の単一モードファイバのコア径は10μm程度であ
り、また各種導波路の光導波部の断面の大きさも、単一
モード伝送系で用いられるデバイスは数μm以下である
ため、結合部での光軸のわずかなズレが大きな接続損失
を生じさせてしまう。そのため、光ファイバの保持基板
上に形成されたV溝を高精度に作製し、光ファイバと光
導波路との結合部の位置ズレが生じないようにしなけれ
ばならない。更に、光導波路と光ファイバコアの径が異
なる場合、伝搬するモ−ドの分布径が異なり(モード不
整合)、それに起因する結合損失が生じる。butt−
joint法では単に光ファイバの端面を導波路端面に
直接結合させるだけなので、モード形状が異なる光導波
路と光ファイバの接続では結合損失の発生を避けること
は出来ず、より低損失な接続方法が望まれている。
【0005】結合部における接続損失を低減化するため
に、様々な検討が行われているが、その手段の一つとし
て、導波路と光ファイバの伝搬モ−ド形状を一致させる
方法が考えられ、具体的な達成手段として、補助導波路
を用いた分布結合による結合構造が提案されている。導
波路基板端面の光入出力導波路部の近傍に、光ファイバ
コアと同じモ−ド分布径を有する補助導波路を光導波路
に平行に作る。光ファイバは、光導波路に直接接続させ
ずに、補助導波路端面に結合させ、光の入力あるいは出
力を行う。補助導波路内に入射した光は、補助導波路内
を伝搬しながら隣接する光導波路に徐々に移行してい
き、やがて全ての伝搬光が導波路内に移行して導波路内
を伝搬していく。この時、補助導波路の構造は、伝搬光
のモード形状が光ファイバ内を伝搬する光のモード形状
に等しくなるようになっているので光ファイバと補助導
波路との接続面でのモード不整合に起因する損失を無く
することが出来る。このようにして、導波路径が異なる
導波路と光ファイバの結合を高結合効率で行うことが出
来る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記補
助導波路を用いた分布結合型接続構造を有する導波路を
作製する方法はまだ十分に確立されたものではない。ま
ず、基板上に導波路を作製する方法と同じ微細加工技術
をもちいて補助導波路を作製する場合、導波路径と補助
導波路径の大きさが異なるため、実際に同一基板上に両
方を作製するのが多くの工程を必要とし難しいという問
題点があった。また、導波路基板の上に補助導波路を搭
載して分布結合構造を構成する場合、結合部の基板断面
形状はリブ構造となるため、結合部強度に十分な特性を
確保することが出来ない。
【0007】本発明は、上述した従来の作製方法におけ
る問題点を解決するためのものであり、容易でかつ現実
的な手段で、補助導波路を有する導波路結合部を作製す
る方法及び容易な結合部構造を提供する事を目的として
いる。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記従来の問題点を解決
するため本発明は、図1に示すように、入出力部が分布
結合型の結合構造を有する導波路デバイス13におい
て、光ファイバとの結合部となる補助導波路12を高分
子樹脂を用いて構成し、該高分子樹脂からなる補助導波
路を作製する手段として、導波路デバイス表面15に、
光導波路11の近傍に溝14を形成し、該溝14に高分
子樹脂を充填し硬化させて所望の構造を得るものであ
る。
【0009】
【作用】上記手段によれば、導波路デバイス作製の工程
で導波路11を作製する微細加工の手段を用いずに、分
布結合を行わせるための補助導波路12の形成を容易に
行うことが可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は本発明にかかる光ファイバ端部構造
の1実施例である。光導波路デバイス13には導波路基
板16の上に、光導波路11が形成されている。光導波
路11の屈折率は導波路基板16の屈折率より高くなっ
ており、光が漏洩すること無く伝搬する構造になってい
る。光導波路11の側面には、矩形の補助導波路12が
光導波路に平行して形成されている。補助導波路12の
断面径及び導波路長、光導波路11との距離や屈折率
は、光ファイバからの入射光が低損失で結合し、かつ光
導波路11へ高効率で光の移行が行われるように決定す
る必要がある。補助導波路12は導波路表面から直接形
成されており、光導波路デバイスの使用波長において光
学的に透明な樹脂を硬化させて構成する。
【0011】このような補助導波路を光導波路デバイス
16に作製する工程を図2に示す。まず導波路基板16
上に光導波路11を形成する(図2(a))。次に、基
板上の光導波路端面から光導波路11に沿って、デバイ
ス表面15に開口をもつ溝14を機械研削等の手段によ
り形成する(図2(b))。この該補助導波路用溝14
に高分子樹脂を充填し硬化させる。硬化させた後は、導
波路表面15及び導波路端面に面を合わせるように研磨
を行い、補助導波路を完成させる(図2(c))。 本
実施例では補助導波路の上部にはクラッド層が無いが、
上述の工程で補助導波路を形成した後に低屈折率の樹脂
をコートしたりして補助導波路上面にクラッド層や保護
層をつけても何等差し支えない。このようにして補助導
波路を作製する方法は、フォトリソグラフィ等の微細加
工技術を用いて作製する場合に比較して、工程数も少な
くて済み、コスト的にも安価なデバイスを提供すること
が可能となる。補助導波路の材質として高分子樹脂を用
いたのは、充填や硬化が容易に実施出来る利点があるた
めである。高分子樹脂は、伝搬損失が石英ガラス等の導
波路用材料に比較して劣るが、補助導波路にのみ使用す
れば、導波路長が小さいので材料に起因する伝搬損失は
無視することが出来る。
【0012】図3は本発明の第2の実施例で、導波路デ
バイス13の導波路11の上部に補助導波路12を作製
した場合の例である。図3(a)に第2の実施例の断面
図を示し、図3(b)にその斜視図を示す。
【0013】図4に第2の実施例の作製工程の一例を示
す。導波路デバイス表面15から導波路11の上部にV
溝24を所望の長さだけ作製する(図4(a))。ま
た、同様のV溝26を形成したカバー25を、V溝同士
が対向するように位置合わせを行い、重ね合わせて固定
する(図4(b))。導波路デバイス13とカバー25
を重ね合わせることにより生じた矩形状の空隙部分は、
V溝の角度を90度に設定すれば、正方形の断面形状を
持つ。そこに高分子樹脂を充填して硬化させ、補助導波
路を形成する。硬化後、デバイス端面を研磨して余分な
樹脂を削除し、端面を揃える(図4(c))。本実施例
では、導波路デバイス13とカバー25を重ね合わせた
後、樹脂の充填を実施しているが、導波路デバイス13
及びカバー26に作製したV溝24及び26に、予めそ
れぞれ樹脂を充填して硬化させ結合面を研磨した後で重
ね合わせても良い。
【0014】図5には本発明による別の実施例を示す。
図5(a)には本発明による別の実施例の断面図を示
し、図5(b)にはその斜視図を示す。光導波路デバイ
ス13には補助導波路作製用の溝を作製せず、導波路デ
バイス表面15に重ね合わせるカバー25に矩形の溝3
6を作製し、高分子樹脂を充填、硬化させて補助導波路
12を形成した後、光導波路デバイス13に形成されて
いる光導波路11の上部に、該カバー25の補助導波路
12が一致するように重ね合わせて、所望の構造を得
る。導波路デバイス表面15から導波路11までのクラ
ッド層37の厚みが分布結合を行うには大きい場合は、
予め、補助導波路を含んだカバー25が重なる部分のデ
バイス表面15を研磨してクラッド層37の厚みを小さ
くすることも可能である。
【0015】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明によれば、分布結合型の光結合部を有する光
導波路デバイスを、導波路を作製する微細加工の手段を
用いずに、容易に作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光導波路結合部の1実施例を示
す図である。
【図2】本発明による光導波路結合部の作製工程を示す
図である。
【図3】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施例の作製工程を示す図であ
る。
【図5】本発明の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
11:光導波路 12:高分子樹脂 13:光導波路デバイス 14:24,26,36,溝 15:光導波路デバイス表面 16:光導波路基板 25:カバー 37:クラッド層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光導波路コアとは別に補助導波路が具備さ
    れ、光導波路コアと分布結合をさせて補助導波路を介し
    た信号入出力を行う光導波路の結合構造において、前記
    補助導波路は、光導波路コア近傍の溝内に充填硬化され
    た使用波長で光学的に透明な高分子樹脂で構成されるこ
    とを特徴とする光導波路の結合構造。
  2. 【請求項2】前記補助導波路は、光導波路コアの上部に
    溝が形成された導波路基板と、この導波路基板上に載置
    されたとき前記溝に対向する溝が形成されたカバーとが
    具備されて、前記対向する溝同士で形成される空隙内に
    充填硬化された使用波長で光学的に透明な高分子樹脂で
    構成されることを特徴とする請求項1記載の光導波路の
    結合構造。
  3. 【請求項3】前記補助導波路は、光導波路コアが形成さ
    れた導波路基板とは別に、この導波路基板上に載置され
    るカバーが具備され、このカバーが導波路基板上に載置
    されたとき導波路コア近傍になる位置に形成された溝内
    に充填硬化された使用波長で光学的に透明な高分子樹脂
    で構成されることを特徴とする請求項1記載の光導波路
    の結合構造。
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