JPH08201649A - Structure and method for connecting optical waveguide and optical fiber - Google Patents
Structure and method for connecting optical waveguide and optical fiberInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光導波回路と光ファイ
バとの無調芯接続技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for connecting an optical waveguide circuit and an optical fiber with no alignment.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光導波回路の製作において、光導波路に
光ファイバを簡便に、かつ、低損失に接続することは極
めて重要である。このための手段として、従来から、光
導波回路基板上に設けたファイバガイド溝を用いて、無
調芯で接続することが検討されている。2. Description of the Related Art In the manufacture of an optical waveguide circuit, it is extremely important to connect an optical fiber to the optical waveguide simply and with low loss. As a means for this purpose, it has been conventionally considered to use a fiber guide groove provided on an optical waveguide circuit board to perform connection without alignment.
【０００３】図１１および図１２は、基板上の光導波路
端部近傍に設けたガイド溝を用いての光ファイバ接続の
一例を示すものであり、図１１は斜視図、図１２は断面
図である（山田他「ファイバガイド溝付光導波路および
その製造方法」特開平２−２１１４０６号公報参照）。
１は基板であり、その表面には凸部１Ａ，凹部１Ｂが設
けてある。２は光導波路であり、２ａはその下部クラッ
ド層、２ｂはコア、２ｃは上部クラッド層である。３は
ガイド溝であり、これは導波路端部の長手方向に隣接し
て設けられた基板凸部領域に深溝を掘って形成してあ
る。図１２に示すように、このガイド溝３中に光ファイ
バ４が挿入されている。４ａは光ファイバ４のコアであ
る。この際、ガイド溝の底面とコア中心間の距離緒Ｏ
Ｂ、およびガイド溝の側壁とコア中心間の距離ＯＡは、
ともに光ファイバの半径に等しく設定してあるので、光
ファイバ４をガイド溝３に設置しただけで、無調芯で光
軸合わせが完了する。11 and 12 show an example of optical fiber connection using a guide groove provided in the vicinity of an end portion of an optical waveguide on a substrate. FIG. 11 is a perspective view and FIG. 12 is a sectional view. (See Yamada et al., "Optical Waveguide with Fiber Guide Groove and Manufacturing Method Therefor", JP-A-2-211406).
Reference numeral 1 denotes a substrate, on the surface of which a convex portion 1A and a concave portion 1B are provided. Reference numeral 2 is an optical waveguide, 2a is its lower cladding layer, 2b is a core, and 2c is an upper cladding layer. Reference numeral 3 is a guide groove, which is formed by digging a deep groove in the substrate convex region provided adjacent to the end of the waveguide in the longitudinal direction. As shown in FIG. 12, the optical fiber 4 is inserted in the guide groove 3. Reference numeral 4a is a core of the optical fiber 4. At this time, the distance between the bottom of the guide groove and the center of the core O
B and the distance OA between the side wall of the guide groove and the center of the core are
Since both are set to be equal to the radius of the optical fiber, the optical axis alignment can be completed without alignment by simply installing the optical fiber 4 in the guide groove 3.
【０００４】しかしながら、このように基板上にガイド
溝を作り込む場合には、基板に深さ６０μｍ以上の深い
溝を精度よく形成する必要があり、このために、光導波
回路の形成に要する時間が極めて長くなるという問題が
ある。また、この構造では、ガイド溝部を導波路本体に
隣接した長手方向に設ける必要があるので、チップ長が
長くなると言う問題がある。一般には、ガイド溝部に必
要な長さはファイバ１本あたり３〜５ｍｍ程度である。
従って、光導波路部が１０ｍｍの光回路であっても、ガ
イド溝部を両端に付ければチップ長は２０ｍｍになり、
ガイド部を設けることによりチップ長が２倍になってし
まう。光導波回路の製作においては、一般には、図１３
（ａ）に示すように１枚のウェーハ上に複数の回路を形
成し、最後に必要な大きさのチップに切り出して使うこ
とになる。図１３（ｂ）は１チップを示す拡大図であ
る。したがって、ガイド溝が存在すると図１３（ｃ）に
示すように１チップあたりの大きさが大きくなり、１枚
のウェーハに形成できるチップの数が少なくなり、チッ
プの量産性の観点からの問題も生じる。図１３（ｃ）は
ウェーハ全体の平面図、図１３（ｄ）は１チップを示す
拡大図である。However, when the guide groove is formed on the substrate as described above, it is necessary to accurately form a deep groove having a depth of 60 μm or more in the substrate. Therefore, the time required for forming the optical waveguide circuit is increased. Has a problem that it becomes extremely long. Further, in this structure, since the guide groove portion needs to be provided in the longitudinal direction adjacent to the waveguide main body, there is a problem that the chip length becomes long. Generally, the length required for the guide groove is about 3 to 5 mm per fiber.
Therefore, even if the optical waveguide has an optical circuit of 10 mm, the chip length becomes 20 mm if the guide groove is provided at both ends.
Providing the guide portion doubles the chip length. In manufacturing an optical waveguide circuit, generally, as shown in FIG.
As shown in (a), a plurality of circuits are formed on one wafer, and finally cut into chips of a required size for use. FIG. 13B is an enlarged view showing one chip. Therefore, when the guide groove is present, the size per chip becomes large as shown in FIG. 13C, the number of chips that can be formed on one wafer is reduced, and there is a problem from the viewpoint of mass productivity of chips. Occurs. FIG. 13C is a plan view of the entire wafer, and FIG. 13D is an enlarged view showing one chip.
【０００５】このような、プロセス時間およびチップの
量産性の観点からの問題点を解決する方法として、図１
４，図１５に示す方法も提案されている（姫野他「光導
波路・光ファイバ接続法」特開平１−４７１０号公報参
照）。図１４は全体の構成を示し、図１５は接続部の断
面構造を示している。すなわち、光導波路基板１には、
基板端部において光導波路コア２ｂの近傍のコア２ｂの
中心から所定だけ距離離れた位置に、ストッパ部６が設
けられている。一方光導波路に接続すべき光ファイバ４
は、光ファイバ保持板５に保持されている。この保持板
には、光ファイバ用ガイド溝５ａ、および、光導波路基
板上のストッパ部６との位置合わせ用のガイド壁７が形
成されている。このような構造とすることにより、光フ
ァイバ保持台５のガイド溝５ａ中に光ファイバ４を整列
したのち、これを光導波路基板のストッパ部６に接触さ
せるように搭載するだけで光導波路と光ファイバとの位
置合わせが実現する。この方法では、図１１に示したよ
うな深いガイド溝を光導波路基板中に形成する必要がな
いので、加工時間の短縮、および、１枚のウェーハに形
成できるチップ数の増大が可能となる。As a method for solving such problems from the viewpoint of process time and mass productivity of chips, FIG.
4, a method shown in FIG. 15 has also been proposed (see Himeno et al., "Optical Waveguide / Optical Fiber Connection Method", JP-A-1-4710). FIG. 14 shows the entire structure, and FIG. 15 shows the cross-sectional structure of the connecting portion. That is, in the optical waveguide substrate 1,
A stopper portion 6 is provided at a position at a predetermined distance from the center of the core 2b near the optical waveguide core 2b at the end of the substrate. On the other hand, the optical fiber 4 to be connected to the optical waveguide
Are held by the optical fiber holding plate 5. An optical fiber guide groove 5a and a guide wall 7 for alignment with the stopper portion 6 on the optical waveguide substrate are formed on the holding plate. With such a structure, the optical fiber 4 is aligned in the guide groove 5a of the optical fiber holding base 5, and then the optical fiber 4 is aligned with the stopper portion 6 of the optical waveguide substrate. Alignment with the fiber is realized. In this method, it is not necessary to form the deep guide groove as shown in FIG. 11 in the optical waveguide substrate, so that the processing time can be shortened and the number of chips that can be formed on one wafer can be increased.
【０００６】しかしながら、この方法は、コアを極薄い
上部クラッド層で覆った「リッジ型光導波路」には適用
できても、コアを十分に厚い上部クラッド層中に埋め込
んだ構造の「埋め込み型光導波路」に適用することは困
難である。これは、リッジ型光導波路では、コアをパタ
ン化して高さ基準面を設けるにあたり、膜厚が薄いため
に、高い精度で高さ基準面を形成することが可能となる
のに対して、埋め込み型光導波路では深い段差を形成す
る必要があるためである。例えば、コア厚６μｍ、上部
クラッド厚３０μｍの導波路では、深さ３６μｍ以上の
エッチングが必要であり、これを精度１μｍ以上で実現
することは容易ではない。However, this method can be applied to a "ridge-type optical waveguide" in which the core is covered with an extremely thin upper clad layer, but the "embedded optical waveguide" has a structure in which the core is embedded in a sufficiently thick upper clad layer. It is difficult to apply to "waveguide". This is because in the ridge type optical waveguide, the height reference plane can be formed with high accuracy because the thickness is thin when the core is patterned and the height reference plane is provided. This is because it is necessary to form a deep step in the mold optical waveguide. For example, a waveguide having a core thickness of 6 μm and an upper clad thickness of 30 μm requires etching to a depth of 36 μm or more, and it is not easy to realize this with an accuracy of 1 μm or more.
【０００７】さらにこの構造では、横方向位置合わせの
ための基準面として、光導波路上に設けたストッパ部６
と、光ファイバ保持板側壁７で形成したガイド壁を用い
ている。このために、光ファイバ保持板上にガイド溝を
設けると同時に光ファイバ保持板のガイド壁部の位置を
ガイド溝に対して高精度で制御することが必要となる。
一般に、平坦な基板上にガイド溝を精度良く形成するこ
とは比較的容易であるが、基板上のガイド溝（この場合
は保持板のガイド溝５ａ）に対しての基板側壁（この場
合には保持板の側壁７）の位置を高精度で決めることは
容易ではない。このため、光ファイバ保持板の形成が容
易ではないという問題があった。Further, in this structure, the stopper portion 6 provided on the optical waveguide is used as a reference surface for lateral alignment.
And a guide wall formed by the optical fiber holding plate side wall 7 is used. For this reason, it is necessary to provide the guide groove on the optical fiber holding plate and simultaneously control the position of the guide wall portion of the optical fiber holding plate with high precision with respect to the guide groove.
In general, it is relatively easy to form a guide groove on a flat substrate with high precision, but the side wall of the substrate (in this case, the guide groove 5a of the holding plate in this case) on the substrate is guided. It is not easy to determine the position of the side wall 7) of the holding plate with high accuracy. Therefore, there is a problem in that it is not easy to form the optical fiber holding plate.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
無調芯光ファイバ接続技術はリッジ型光導波路への適用
は容易であっても、厚い光導波膜のエッチングを必要と
する埋め込み型光導波路へ適用する場合には、高さ基準
面を正確に決定することが困難であるという問題があっ
た。また、たとえ高さ基準面の決定精度が上がったとし
ても、深いエッチングが必要であり、そのために、長時
間の光導波路加工が必要となるという問題もあった。さ
らに、導波路端部の外側にガイド溝を形成することは、
光導波路チップの小型化を難しくするので、量産性の点
で問題があった。As described above, although the conventional coreless optical fiber connection technology can be easily applied to the ridge type optical waveguide, the embedded type optical fiber connection technique requires etching of a thick optical waveguide film. When applied to an optical waveguide, there is a problem that it is difficult to accurately determine the height reference plane. Further, even if the accuracy of determining the height reference plane is improved, deep etching is required, and therefore, there is a problem that long-time optical waveguide processing is required. Furthermore, forming a guide groove outside the waveguide end is
Since it is difficult to miniaturize the optical waveguide chip, there is a problem in mass productivity.
【０００９】本発明の目的は、これらの問題点を解決
し、埋め込み型光導波路に対しても、高い精度で位置決
めが実現できるとともに、光導波路チップの小型化を可
能とする光導波路と光ファイバとの接続構造および接続
方法を提供することにある。An object of the present invention is to solve these problems, to realize positioning with high accuracy even for an embedded optical waveguide, and to realize miniaturization of an optical waveguide chip and an optical fiber. It is to provide a connecting structure and a connecting method.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明による光導波路と
光ファイバの接続構造は、基板上に形成された下部クラ
ッド、コア、および上部クラッドからなる光導波路と、
光ファイバ支持台に保持された光ファイバとの接続構造
であって、前記基板は凹部および凸部を有し、前記光導
波路は、前記基板の凹部上に形成された下部クラッド、
コア、および上部クラッドを有し、該コア中心の高さは
前記基板の凸部の上面の高さより所定量高く設定されて
おり、前記光導波路端部では、該コアを中心とした所定
幅の上部クラッドを残し側方の上部クラッドを除去した
形態の上部クラッドパタンが形成されており、かつ、該
上部クラッドパタンの側方領域では前記基板凸部の上面
が露出しており、前記光ファイバ保持台は、その下面に
連続的に設けられた光ファイバ整列溝と上部クラッドパ
タン嵌合溝を有しており、該光ファイバ保持台は該下面
が前記基板凸部の上面に接触し、かつ、前記上部クラッ
ドパタン嵌合溝と前記上部クラッドパタンとが嵌合した
状態で、前記光導波路端部上に固定されており、該光フ
ァイバ保持台の該光ファイバ整列溝中に光ファイバが挿
入固定されていることを特徴とする。A connection structure for an optical waveguide and an optical fiber according to the present invention comprises an optical waveguide including a lower clad, a core and an upper clad formed on a substrate,
A connection structure with an optical fiber held on an optical fiber support, wherein the substrate has a concave portion and a convex portion, the optical waveguide, a lower clad formed on the concave portion of the substrate,
A core and an upper cladding are provided, and the height of the center of the core is set to be higher than the height of the upper surface of the convex portion of the substrate by a predetermined amount, and the end of the optical waveguide has a predetermined width centered on the core. An upper clad pattern is formed in a form in which the upper clad is left and the side upper clad is removed, and the upper surface of the substrate convex portion is exposed in the lateral region of the upper clad pattern, so that the optical fiber holding The table has an optical fiber alignment groove and an upper clad pattern fitting groove continuously provided on the lower surface thereof, and the optical fiber holding table has the lower surface in contact with the upper surface of the substrate convex portion, and The upper clad pattern fitting groove and the upper clad pattern are fitted together and fixed onto the end of the optical waveguide, and the optical fiber is inserted and fixed into the optical fiber alignment groove of the optical fiber holding base. Has been And wherein the door.
【００１１】ここで、上記光導波路基板端部の上部クラ
ッドパタンは、基板中央部に近い方のパタン幅が、基板
先端部近傍のパタン幅より太くなるようにテーパが設け
られてもよい。Here, the upper clad pattern at the end of the optical waveguide substrate may be tapered so that the pattern width near the center of the substrate is larger than the pattern width near the tip of the substrate.
【００１２】さらに、上記光ファイバ保持台に形成した
光ファイバ整列溝と同一形状の上部クラッドパタン嵌合
溝は、その断面形状が、頂角２φ、最大幅ｗのＶ字型を
しており、上記光導波路基板において、基板凸部上面か
ら光導波路コア中心までの高さがｇ、光導波路コア中心
から上部クラッドパタン上面までの高さがｈ、上部クラ
ッドパタンの幅がｄであり、かつ、使用すべき光ファイ
バの半径がｒであるとき、これらのパラメータの間に
は、Further, the upper clad pattern fitting groove having the same shape as the optical fiber alignment groove formed on the optical fiber holding base has a V-shaped cross section with a vertical angle of 2φ and a maximum width w. In the above optical waveguide substrate, the height from the upper surface of the convex portion of the substrate to the center of the optical waveguide core is g, the height from the center of the optical waveguide core to the upper surface of the upper clad pattern is h, and the width of the upper clad pattern is d. Between these parameters, when the radius of the optical fiber to be used is r,
【００１３】[0013]
【数３】 Ｗ＝２（ｇ ｔａｎφ＋ｒ／ｃｏｓφ） （１） ｈ＋ｇ＝（ｗ−ｄ）／２ｔａｎφ （２） なる関係が成立するようにしてもよい。## EQU3 ## W = 2 (g tan φ + r / cos φ) (1) h + g = (wd−2) / 2 tan φ (2) The relationship may be established.
【００１４】このとき、上記光導波路基板端部の上部ク
ラッドパタンは、基板中央部に近い方のパタン幅ｄ1
が、上記（１）式および（２）式で決まる最適パタン幅
ｄと同一またはそれより狭い幅となり、かつ、該上部ク
ラッドパタンの根元での幅ｄ2は最適パタン幅ｄより広
くなるようにテーパが設けてもよい。At this time, the upper clad pattern at the end of the optical waveguide substrate has a pattern width d 1 closer to the center of the substrate.
Is equal to or narrower than the optimum pattern width d determined by the above equations (1) and (2), and the width d 2 at the root of the upper clad pattern is wider than the optimum pattern width d. A taper may be provided.
【００１５】さらに、本発明の接続構造は、基板上に形
成された下部クラッド、コア、および上部クラッドから
なる光導波路と、光ファイバ支持台に保持された光ファ
イバとの接続構造であって、前記基板は凹部および凸部
を有し、前記光導波路は、前記基板凹部上に下部クラッ
ド、コア、および上部クラッドが形成されており、前記
コア中心の高さは前記基板凸部の上面の高さより所定量
高く設定されてあり、前記光導波路端部では、該コアを
中心とした所定幅の上部クラッドを残し側方の上部クラ
ッドを除去した形態の上部クラッドパタンが形成されて
あり、かつ、該上部クラッドパタンの側方領域では前記
基板凸部の上面が露出しており、前記光ファイバ保持台
は、その下面に連続的に設けた上部クラッドパタン嵌合
溝および該上部クラッドパタン嵌合溝から所望距離離し
て形成されたガイドピン嵌合溝を有しており、該光ファ
イバ保持台は該下面が前記基板凸部上面に接触し、か
つ、前記上部クラッドパタン嵌合溝と該上部クラッドパ
タンとが嵌合した状態で、前記光導波路端部上に固定さ
れており、光ファイバを保持したガイドピンを有する光
ファイバブロックが、該ガイドピンが前記光ファイバ保
持台のガイドピン嵌合溝に挿入された状態で保持固定さ
れていることを特徴とする。Furthermore, the connection structure of the present invention is a connection structure between an optical waveguide formed of a lower clad, a core and an upper clad formed on a substrate and an optical fiber held on an optical fiber support. The substrate has a concave portion and a convex portion, and the optical waveguide has a lower clad, a core, and an upper clad formed on the substrate concave portion, and the height of the core center is the height of the upper surface of the substrate convex portion. Is set higher by a predetermined amount than the above, at the end of the optical waveguide, an upper clad pattern is formed in which the upper clad having a predetermined width centering on the core is left and the upper clad on the side is removed, and The upper surface of the convex portion of the substrate is exposed in the lateral region of the upper clad pattern, and the optical fiber holding base is provided with an upper clad pattern fitting groove and the upper claw pattern continuously provided on the lower surface thereof. The optical fiber holding base has a guide pin fitting groove formed at a desired distance from the lid pattern fitting groove, the lower surface of the optical fiber holding base is in contact with the upper surface of the substrate convex portion, and the upper clad pattern fitting groove. An optical fiber block having guide pins holding an optical fiber, the optical fiber block being fixed on the end portion of the optical waveguide with the upper clad pattern and the upper clad pattern fitted together, and the guide pin being a guide of the optical fiber holding base. It is characterized in that it is held and fixed while being inserted into the pin fitting groove.
【００１６】上記光導波路基板端部の上部クラッドパタ
ンは、基板中央部に近い方のパタン幅が、基板先端部近
傍のパタン幅より太くなるようにテーパが設けられてい
てもよい。The upper clad pattern at the end of the optical waveguide substrate may be tapered so that the pattern width near the center of the substrate is larger than the pattern width near the tip of the substrate.
【００１７】また、上記光ファイバ保持台に形成した上
部クラッドパタン嵌合溝は、その断面形状が、頂角２
φ、最大幅ｗのＶ字型をしており、また、該ガイドピン
嵌合溝は幅Ｌ、頂角２φのＶ字型をしており、上記光導
波路基板において、基板凸部上面から光導波路コア中心
までの高さがｇ、光導波路コア中心から上部クラッドパ
タン上面までの高さがｈ、上部クラッドパタンの幅がｄ
であり、かつ、使用すべきガイドピンの半径がＲである
とき、これらのパラメータの間には、Further, the cross-sectional shape of the upper clad pattern fitting groove formed on the optical fiber holding base has a vertical angle of 2
φ, V-shaped with a maximum width w, and the guide pin fitting groove is V-shaped with a width L and an apex angle of 2φ. The height to the center of the waveguide core is g, the height from the center of the optical waveguide core to the upper surface of the upper clad pattern is h, and the width of the upper clad pattern is d.
, And the radius of the guide pin to be used is R, then between these parameters:
【００１８】[0018]
【数４】 ｈ＋ｇ＝（ｗ−ｄ）／２ｔａｎφ （３） Ｌ＝２（ｇ ｔａｎφ＋Ｒ／ｃｏｓφ） （４） なる関係が成立してもよい。## EQU00004 ## The relationship of h + g = (wd) /2tan.phi. (3) L = 2 (gtan.phi. + R / cos.phi.) (4) may be established.
【００１９】さらに、上記光導波路基板端部の上部クラ
ッドパタンは、基板中央部に近い方のパタン幅ｄ1 が、
上記（３）式で決まる最適パタン幅ｄと同一またはそれ
より狭い幅となり、かつ、該上部クラッドパタンの根元
での幅ｄ2 は最適パタン幅ｄより広くなるようにテーパ
が設けられていてもよい。Further, the upper clad pattern at the end of the optical waveguide substrate has a pattern width d 1 closer to the center of the substrate,
Even if the taper is provided such that the width is equal to or narrower than the optimum pattern width d determined by the above formula (3), and the width d 2 at the root of the upper clad pattern is wider than the optimum pattern width d. Good.
【００２０】また、本発明の光導波路と光ファイバとの
接続方法は、凹部および凸部が設けられた光導波路基板
であって、該基板の凹部上には下部クラッド、コア、上
部クラッドからなり、かつ、該コア中心の高さが前記基
板の凸部上面から所定量高く設定されている光導波路が
形成されており、該光導波路基板端部では前記上部クラ
ッドが前記コアを取り囲む所定幅の領域に凸状の上部ク
ラッドパタンとして設けられ、かつ、該上部クラッドパ
タンの側方領域には該基板の凸部上面が露出して設けら
れてある光導波路基板の端部上に、高さ基準面と、該高
さ基準面上に連続的に設けられた光ファイバ整列溝と上
部クラッドパタン嵌合溝とを有する光ファイバ保持台
を、該高さ基準面を該基板の凸部上面に接触させ、か
つ、該上部クラッドパタン嵌合溝と該上部クラッドパタ
ンとを嵌合させた状態で、搭載固定した後、該光ファイ
バ保持台の該光ファイバ整列溝中に光ファイバを挿入す
ることを特徴とする。The method for connecting an optical waveguide and an optical fiber according to the present invention is an optical waveguide substrate provided with a concave portion and a convex portion, wherein the concave portion of the substrate comprises a lower clad, a core and an upper clad. And an optical waveguide is formed in which the height of the center of the core is set higher than the upper surface of the convex portion of the substrate by a predetermined amount, and at the end of the optical waveguide substrate, the upper clad has a predetermined width surrounding the core. The height reference is provided on the end portion of the optical waveguide substrate which is provided as a convex upper clad pattern in the region, and the upper surface of the convex portion of the substrate is exposed in the lateral region of the upper clad pattern. Surface, and an optical fiber holding base having an optical fiber alignment groove and an upper clad pattern fitting groove continuously provided on the height reference surface, the height reference surface being in contact with the upper surface of the convex portion of the substrate. And the upper clad pad In a state where the fitting the emissions fitting groove and the upper cladding pattern, after mounting fixed, characterized by inserting an optical fiber into the optical fiber alignment groove of the optical fiber holder.
【００２１】[0021]
【作用】本発明の光導波路と光ファイバとの結合構造の
第１の特徴によれば、埋め込み型光導波路を用いている
にも係わらず、基板凸部表面が高精度で高さ基準面とし
て機能する。さらに、上部クラッドを所望幅の凸状パタ
ンに形成することにより、この上部クラッドパタンを横
方向の位置決め基準面として使うことができる。このた
めに、本構造により光導波路と光ファイバとの高精度無
調芯接続が実現できる。また、光導波路基板上の高さ基
準面、すなわち基板凸部は光導波路コアの側方に配置で
きるとともに、その高さは、高々コア底面と同程度であ
るので、基板凸部を露出させるのに要する加工時間は、
光導波路基板に直接ガイド溝を形成する場合と比較して
大幅に短縮できる。さらに、ウェーハ上に複数の光導波
回路を配置するにあたり、ガイド溝領域を導波路の長手
方向に隣接する領域に設ける必要がなくなるので、チッ
プサイズの小型化が可能となる。このために、１ウェー
ハ上に多数の光導波回路を配置することが可能となり、
量産性が向上するという作用がある。According to the first feature of the coupling structure of the optical waveguide and the optical fiber of the present invention, the surface of the convex portion of the substrate serves as the height reference plane with high accuracy despite the use of the embedded optical waveguide. Function. Further, by forming the upper clad into a convex pattern having a desired width, this upper clad pattern can be used as a lateral positioning reference plane. For this reason, this structure can realize highly accurate non-centering connection between the optical waveguide and the optical fiber. Further, the height reference plane on the optical waveguide substrate, that is, the substrate convex portion can be arranged on the side of the optical waveguide core, and since the height thereof is at most the same as the core bottom surface, the substrate convex portion is not exposed. The processing time required for
Compared with the case where the guide groove is formed directly on the optical waveguide substrate, it can be shortened significantly. Further, when disposing a plurality of optical waveguide circuits on the wafer, it is not necessary to provide guide groove regions in regions adjacent to each other in the longitudinal direction of the waveguide, so that the chip size can be reduced. For this reason, it becomes possible to arrange a large number of optical waveguide circuits on one wafer,
This has the effect of improving mass productivity.
【００２２】これに加えて、本発明の第１の特徴によれ
ば、上部クラッドパタンが横方向位置決めのガイド機能
を発揮することができるので、光ファイバ保持台には上
部クラッドパタン嵌合溝および光ファイバ整列溝のみを
高精度で形成するだけで、特に外形寸法を制御すること
が不要となる。このために、光ファイバ保持台の形成が
容易になるという作用もある。In addition to this, according to the first feature of the present invention, since the upper clad pattern can exert a guide function for lateral positioning, the optical fiber holding base has an upper clad pattern fitting groove and By only forming the optical fiber alignment groove with high precision, it becomes unnecessary to control the outer dimensions in particular. Therefore, there is an effect that the optical fiber holding base can be easily formed.
【００２３】この際、光ファイバ保持台に形成する上部
クラッド嵌合溝と光ファイバ整列溝とを同一寸法とし
て、上部クラッド嵌合溝に光ファイバ整列溝の機能を兼
ねさせれば、光ファイバ保持台へは単純な溝のみを形成
すればよいので、溝形成が一層容易となる。さらに、上
部クラッドパタン幅がその根元の方が先端部より広くな
るようなテーパ構造を持つように設定すれば、上部クラ
ッドパタンの寸法が最適値よりずれた場合であっても、
常に光ファイバの光軸と光導波路の光軸とを調芯するこ
とが容易となる。At this time, if the upper clad fitting groove and the optical fiber aligning groove formed on the optical fiber holding base have the same size and the upper clad fitting groove also functions as the optical fiber aligning groove, the optical fiber holding groove is held. Since it is only necessary to form a simple groove on the table, it becomes easier to form the groove. Furthermore, if the width of the upper clad pattern is set to have a taper structure such that its root is wider than the tip, even if the size of the upper clad pattern deviates from the optimum value,
It is easy to always align the optical axis of the optical fiber with the optical axis of the optical waveguide.
【００２４】また、前述した式（１）および（２）を満
たすように上部クラッド寸法を設定すれば、光ファイバ
保持台に設ける上部クラッド嵌合溝として断面がＶ字型
の溝を用いることが可能となる。このようなＶ溝は機械
加工、あるいは、シリコン基板の化学エッチングにより
容易に形成できるので、量産性が向上するという作用が
ある。Further, if the upper cladding dimensions are set so as to satisfy the above equations (1) and (2), a groove having a V-shaped cross section can be used as the upper cladding fitting groove provided in the optical fiber holding base. It will be possible. Since such a V groove can be easily formed by machining or chemical etching of a silicon substrate, it has an effect of improving mass productivity.
【００２５】また、本発明の第２の特徴によれば、光導
波路基板に特別の深溝加工を施すことなく、ガイドピン
用の嵌合溝を設置することができるので、光導波路基板
に直接ガイドピン用嵌合溝を形成する場合と比較して大
幅に加工時間を短縮できる。さらに、光導波路基板にガ
イドピン嵌合溝形成領域を設ける必要が無くなるので、
１ウェーハ上に多数の光導波回路を配置することが可能
となり、量産性が向上するという作用がある。また、本
発明の光導波路と光ファイバとの接続方法の特徴によれ
ば、光導波路基板に光ファイバを事前には有しない光フ
ァイオバ整列溝を無調芯で搭載した後に、最後にこの光
ファイバ整列溝に光ファイバを挿入し、光導波路と光フ
ァイバとの位置合わせが実現できる。この際、接着剤等
で光ファイバを固定することはもちろん可能であるが、
それに加えて、光ファイバを必要に応じて着脱して用い
ることも可能となるという作用がある。Further, according to the second feature of the present invention, since the fitting groove for the guide pin can be installed without performing a special deep groove processing on the optical waveguide substrate, it is possible to directly guide the optical waveguide substrate. Processing time can be significantly reduced compared to the case where the pin fitting groove is formed. Furthermore, since it is not necessary to provide a guide pin fitting groove forming region on the optical waveguide substrate,
A large number of optical waveguide circuits can be arranged on one wafer, which has the effect of improving mass productivity. Further, according to the feature of the method for connecting the optical waveguide and the optical fiber of the present invention, after the optical fiber alignment groove having no optical fiber in advance is mounted on the optical waveguide substrate with no alignment, the optical fiber is finally attached. By inserting the optical fiber into the alignment groove, the optical waveguide and the optical fiber can be aligned with each other. At this time, it is of course possible to fix the optical fiber with an adhesive or the like,
In addition to that, there is an effect that the optical fiber can be detached and used as necessary.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２７】実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例の光ファイバと光導波路
の接続構造を示す分解斜視図である。光導波路２は、表
面に底面が平坦な凹部および上面が平坦な凸部を設けた
シリコン基板１の凹部領域１ｂ上に設けてあり、コア２
ｂが十分な厚さを有する下部クラッド２ａおよび上部ク
ラッド２ｃに埋め込まれた「埋め込み型光導波路」構造
をしている。基板端部近傍には、上部クラッドが所望の
形状にエッチングされており、シリコン基板の凸部表面
１ａが露出している。また、この領域ではコア周囲の上
部クラッド層も、後述するような所望の寸法にパタン化
してある。 Example 1 FIG. 1 is an exploded perspective view showing a connection structure of an optical fiber and an optical waveguide according to a first example of the present invention. The optical waveguide 2 is provided on the concave region 1b of the silicon substrate 1 having a concave portion having a flat bottom surface and a convex portion having a flat upper surface on the surface thereof.
b has a “buried type optical waveguide” structure in which it is embedded in the lower clad 2a and the upper clad 2c having a sufficient thickness. The upper clad is etched into a desired shape in the vicinity of the end portion of the substrate, and the convex surface 1a of the silicon substrate is exposed. Further, in this region, the upper clad layer around the core is also patterned into desired dimensions as described later.
【００２８】一方光ファイバ４は、光ファイバ保持台３
に保持されている。光ファイバ保持台の平坦な下面に
は、光ファイバ整列溝と上部クラッドパタン嵌合溝を兼
ねるＶ溝３ａが形成されており、光ファイバ４をＶ溝３
ａ中に設置すると、光ファイバ保持台の高さ基準面（下
面の平坦部）３ｂから所望の高さに光ファイバのコア４
ａの中心が配置されるようになっている。なお、このよ
うなＶ溝は、光ファイバ保持台としてシリコン基板を用
いて、それを異方性エッチングすることにより形成して
もよいし、また、機械加工によってもよい。なお、機械
加工を用いる場合には、光ファイバ保持台の材料はシリ
コンに限定されず、例えば石英ガラスやセラミックでも
よい。On the other hand, the optical fiber 4 is the optical fiber holder 3
Held in. On the flat lower surface of the optical fiber holding table, a V groove 3a which also serves as an optical fiber alignment groove and an upper clad pattern fitting groove is formed.
When installed in a, the core 4 of the optical fiber is set to a desired height from the height reference plane (flat part of the lower surface) 3b of the optical fiber holding base.
The center of a is arranged. The V groove may be formed by using a silicon substrate as an optical fiber holding base and anisotropically etching it, or by machining. When machining is used, the material of the optical fiber holding base is not limited to silicon, and may be quartz glass or ceramic, for example.
【００２９】図２に平面図を示すように、光ファイバ４
はＶ溝３ａのうちの光ファイバ整列溝３ａ−２の領域
に、すなわちＢＢ′で示した線上の位置に、先端部がく
るように設置されている。同図中の３ａ−１は、上部ク
ラッドパタン嵌合溝の領域である。したがって、図１に
おいて、光ファイバ保持台のＢＢ′で示される位置と保
持台端部ＤＤ′を、それぞれ、光導波路基板端部ＡＡ′
とパタン化された上部クラッドの根元ＣＣ′と合致する
ように搭載すればよい。この時の光ファイバと光導波路
との位置関係を、図３に従って説明する。今、光ファイ
バの半径をｒ、シリコン基板の凸部表面１ａから光導波
路のコア２ｂの中心までの高さをｇ、光ファイバ保持台
に設けたＶ溝３ａの側壁の傾き角度をφとする。ここで
下部クラッドの上面が基板凸部の上面より低いのは後述
する固定材を設けるためであって、その必要がなければ
この段差は必要ない。この時、Ｖ溝の幅ｗ、光導波路コ
ア中心から上部クラッド表面までの高さｈ、および、上
部クラッドパタンの幅ｄを、As shown in the plan view of FIG.
Is installed so that the tip end thereof is located in the area of the optical fiber alignment groove 3a-2 of the V groove 3a, that is, at the position on the line indicated by BB '. Reference numeral 3a-1 in the figure is a region of the upper clad pattern fitting groove. Therefore, in FIG. 1, the position indicated by BB ′ of the optical fiber holding base and the holding base end portion DD ′ are respectively referred to as the optical waveguide substrate end portion AA ′.
It may be mounted so as to match the root CC ′ of the patterned upper clad. The positional relationship between the optical fiber and the optical waveguide at this time will be described with reference to FIG. Now, let the radius of the optical fiber be r, the height from the convex surface 1a of the silicon substrate to the center of the core 2b of the optical waveguide be g, and the inclination angle of the side wall of the V groove 3a provided in the optical fiber holding table be φ. . Here, the upper surface of the lower clad is lower than the upper surface of the convex portion of the substrate in order to provide a fixing material described later, and this step is not necessary if it is not necessary. At this time, the width w of the V groove, the height h from the center of the optical waveguide core to the upper clad surface, and the width d of the upper clad pattern are
【００３０】[0030]
【数５】 Ｗ＝２（ｇ ｔａｎφ＋ｒ／ｃｏｓφ） （１） ｈ＋ｇ＝（ｗ−ｄ）／２ｔａｎφ （２） の関係を満たすように設定する。このようにすれば、光
ファイバ保持台３の下面の平坦部である高さ基準面３ｂ
とシリコン凸部表面１ａとを接触させ、かつ、Ｖ溝側壁
とパタン化した上部クラッドとを接触させるだけで、無
調芯で光導波路と光ファイバとの位置合わせが実現でき
る。## EQU00005 ## W = 2 (g tan .phi. + R / cos .phi.) (1) h + g = (w-d) / 2 tan .phi. By doing so, the height reference surface 3b, which is a flat portion on the lower surface of the optical fiber holding base 3, is provided.
And the silicon convex portion surface 1a are brought into contact with each other, and the side wall of the V groove and the patterned upper clad are brought into contact with each other, whereby alignment between the optical waveguide and the optical fiber can be realized without alignment.
【００３１】例えば、通常のｒ＝６２．５μｍの光ファ
イバを用い、また、シリコン凸部から光導波路のコア中
心までの距離ｇ＝３μｍに設定し、かつ、光ファイバ保
持台に設けたＶ溝側壁の傾き角φ＝５４．７°に設定し
た場合、上式より、光ファイバ保持台のＶ溝幅ｗ＝２２
５μｍ、ｈ＝３０μｍとし、ｄ＝１３７μｍに設定すれ
ばよいことがわかる。なお、光導波路端部の寸法、ｈお
よびｄ、をこのような値に設定できるのは、光導波路と
して埋め込み型光導波路を用いて、かつ、上部クラッド
を所望形状にパタン化するようにしたことの効果である
ことを強調しておく。For example, an ordinary optical fiber of r = 62.5 μm is used, and the distance g from the silicon convex portion to the center of the optical waveguide core is set to 3 μm, and the V groove provided on the optical fiber holding base is used. When the side wall inclination angle φ = 54.7 ° is set, the V groove width w = 22 of the optical fiber holding base is calculated from the above formula.
It can be seen that 5 μm, h = 30 μm, and d = 137 μm are set. The dimensions of the end portions of the optical waveguide, h and d, can be set to such values by using a buried optical waveguide as the optical waveguide and by patterning the upper clad into a desired shape. It is emphasized that this is the effect of.
【００３２】このように、本発明の光導波路と光ファイ
バとの接続構造を採用すれば、上述の効果に加えて、さ
らにいくつかの効果が生ずる。図４は、その効果の一つ
の説明図である。同図（ａ）は、従来技術で説明したガ
イド溝付光導波路の例であるが、この場合には、光導波
路本体の外側にガイド溝４１の領域を設ける必要があ
り、このために、光導波路基板が２Δｌだけ大きくなっ
てしまうという問題があった。しかし、本発明によれ
ば、図４（ｂ）に示したように、光導波路本体の外側に
ガイド溝領域を設ける必要がないので、光導波路基板の
小型化が図れる。このことは、１枚のウェーハからとる
ことのできる光導波路基板の数が増加することを意味し
ており、光導波路１基板当りのコストを低減することが
可能となる。As described above, when the connection structure of the optical waveguide and the optical fiber of the present invention is adopted, some effects are produced in addition to the above-mentioned effects. FIG. 4 is an explanatory diagram of one of the effects. FIG. 1A shows an example of the optical waveguide with a guide groove described in the prior art. In this case, however, the area of the guide groove 41 needs to be provided outside the optical waveguide main body. There is a problem that the waveguide substrate becomes large by 2Δl. However, according to the present invention, as shown in FIG. 4B, since it is not necessary to provide the guide groove region outside the optical waveguide main body, the optical waveguide substrate can be downsized. This means that the number of optical waveguide substrates that can be obtained from one wafer increases, and the cost per optical waveguide substrate can be reduced.
【００３３】さらに本発明によれば、光導波路基板上に
設ける高さ基準面を精度よく形成できるので、低損失で
の無調芯ファイバ接続が可能となる。この効果を説明す
るために、図５に本実施例の光導波路の製作工程を示
す。はじめに、シリコン基板１に凹凸を形成した後、そ
の凹部に光導波路下部クラッド層２ａを形成する（図５
（ａ））。光導波路として石英系光導波路を用いた場合
には、下部クラッド層厚は概ね３０μｍとなる。次に、
この上にコア層を形成した後に所望形状にパタン化して
コアパタン２ｂを製作し、その周囲を十分に厚い上部ク
ラッド層２ｃで埋め込む（図５（ｂ））。石英系光導波
路の場合には、コア寸法は概ね６μｍ×６μｍ〜８μｍ
×８μｍ、上部クラッド厚は約３０μｍである。最後に
導波路端部近傍の上部クラッドをエッチングして所望の
形状とすると共に、シリコン凸部を露出させることによ
り図１に示した光導波路端部の加工を完了する。この
際、石英系光導波路では、エッチング深さは３０μｍ以
上必要である。このような深いエッチングの場合には、
エッチング深さを基板全面にわたり１μｍ以内の精度で
決定することは難しい。しかし本発明の光導波路構造で
は、光導波路上部クラッド層のエッチングに際してシリ
コン基板の凸部が良好なエッチングストップ層として機
能する。このために、シリコン基板の凸部表面と光導波
路コア中心間の高さを極め高い精度で決定できるので、
シリコン基板の凸部表面を良好な高さ基準面として用い
ることができるのである。なお、このような効果を得る
ための光導波路材料は、石英系光導波路に限定されるも
のではなく、光導波路の上部クラッド層のエッチング工
程において、基板をエッチングストップ層として機能さ
せることのできる材料であればよい。例えば、高分子光
導波路を用いた場合であっても、上部クラッド層のエッ
チングに対してシリコン基板をエッチングストップ層と
して機能させることが可能である。さらに、基板として
も、シリコン以外にもアルミナ等のセラミック基板を用
いてもよい。Further, according to the present invention, since the height reference surface provided on the optical waveguide substrate can be formed with high accuracy, it is possible to connect the coreless fiber with low loss. In order to explain this effect, FIG. 5 shows a manufacturing process of the optical waveguide of the present embodiment. First, after forming irregularities on the silicon substrate 1, the optical waveguide lower clad layer 2a is formed in the concave portions (FIG. 5).
(A)). When a quartz optical waveguide is used as the optical waveguide, the thickness of the lower clad layer is approximately 30 μm. next,
After forming a core layer on this, a pattern is formed into a desired shape to produce a core pattern 2b, and the periphery thereof is filled with a sufficiently thick upper clad layer 2c (FIG. 5B). In the case of a quartz optical waveguide, the core size is approximately 6 μm × 6 μm to 8 μm
× 8 μm, the upper clad thickness is about 30 μm. Finally, the upper clad near the end of the waveguide is etched into a desired shape, and the silicon protrusion is exposed to complete the processing of the end of the optical waveguide shown in FIG. At this time, the etching depth of the silica optical waveguide is required to be 30 μm or more. In case of such deep etching,
It is difficult to determine the etching depth over the entire surface of the substrate with accuracy within 1 μm. However, in the optical waveguide structure of the present invention, the convex portion of the silicon substrate functions as a good etching stop layer when the optical waveguide upper clad layer is etched. For this reason, the height between the convex surface of the silicon substrate and the center of the optical waveguide core can be determined with extremely high accuracy.
The convex surface of the silicon substrate can be used as a good height reference plane. The optical waveguide material for obtaining such an effect is not limited to the silica-based optical waveguide, but a material that allows the substrate to function as an etching stop layer in the etching process of the upper clad layer of the optical waveguide. If For example, even when a polymer optical waveguide is used, the silicon substrate can function as an etching stop layer for etching the upper clad layer. Further, as the substrate, a ceramic substrate such as alumina may be used instead of silicon.
【００３４】以上説明したように、本実施例の光導波路
と光ファイバの接続構造を用いれば、無調芯で低損失な
光接続が実現できる。それとともに、光導波路基板自体
にファイバ位置決め用のガイド溝を設ける必要が無いの
で、光導波路基板の大きさを小さくできるという特徴も
生まれる。As described above, by using the connection structure of the optical waveguide and the optical fiber of the present embodiment, it is possible to realize optical connection with no alignment and low loss. At the same time, since it is not necessary to provide a guide groove for positioning the fiber on the optical waveguide substrate itself, there is a feature that the size of the optical waveguide substrate can be reduced.
【００３５】なお、上記実施例では光ファイバ保持台に
設ける光ファイバ整列溝および上部クラッド嵌合溝とし
てＶ溝を用いているが、コの字型の溝を用いることも可
能である。さらに、光ファイバ整列溝と上部クラッド嵌
合溝とを、それぞれ異なる寸法および形状で作ることも
可能である。しかし、本実施例のように、上記２つの溝
を同一寸法かつ同一形状にすることは、Ｖ溝の使用が可
能となるために、その製作工程の簡略化の点で大きな効
果がある。特に、機械加工によるＶ溝形成は、本実施例
のように、両者の溝を同一寸法としたことで初めて可能
となったことを強調しておく。Although the V-shaped groove is used as the optical fiber alignment groove and the upper clad fitting groove provided in the optical fiber holding base in the above embodiment, a U-shaped groove may be used. Further, the optical fiber alignment groove and the upper clad fitting groove can be made to have different sizes and shapes. However, if the two grooves have the same size and the same shape as in the present embodiment, the V groove can be used, which is very effective in simplifying the manufacturing process. In particular, it should be emphasized that the V-groove formation by machining is possible only when both grooves have the same size as in this embodiment.
【００３６】実施例２ 図６は、本発明の第２の実施例の説明図であり、図６
（ａ）は光導波路の斜視図、図６（ｂ）は保持台３を結
合した後の断面図である。実施例１との違いは、光導波
路のシリコン基板の凸部領域を、図６（ａ）のように分
割して固定剤塗布領域１０を設けたことにあり、他の構
成は実施例１と同様である。シリコン凸部領域を分割し
て、その間のシリコン基板の凹部上に下部クラッド２ａ
を形成する。そして、その下部クラッド表面の高さを、
シリコン凸部表面１ａよりδだけ低くなるように設定し
た。 Embodiment 2 FIG. 6 is an explanatory view of the second embodiment of the present invention.
6A is a perspective view of the optical waveguide, and FIG. 6B is a cross-sectional view after the holding table 3 is coupled. The difference from Example 1 is that the convex region of the silicon substrate of the optical waveguide is divided as shown in FIG. 6A to provide the fixing agent application region 10, and other configurations are the same as those of Example 1. It is the same. The silicon convex region is divided, and the lower clad 2a is formed on the concave of the silicon substrate between them.
To form. Then, the height of the lower clad surface is
It was set to be lower than the surface 1a of the silicon convex portion by δ.
【００３７】このような構造とすることにより、図６
（ｂ）に示すように、固定剤塗布領域１０に接着樹脂な
どの固定剤８を形成し、これを用いて光導波路基板上に
光ファイバ保持台を固定することができる。このとき、
固定剤塗布領域１０以外の部分では、光導波路基板上の
高さ基準面と光ファイバ保持台上の高さ基準面とを直接
接触できるので、極めて高い精度での光ファイバが可能
となる。なお、固定剤塗布領域１０の形状は、この図の
ような溝状の他にも、例えば格子状に形成してもよい。With this structure, the structure shown in FIG.
As shown in (b), a fixing agent 8 such as an adhesive resin is formed in the fixing agent application region 10, and by using this, the optical fiber holding base can be fixed on the optical waveguide substrate. At this time,
Since the height reference surface on the optical waveguide substrate and the height reference surface on the optical fiber holding base can directly contact with each other in the portion other than the fixing agent application region 10, an optical fiber with extremely high accuracy is possible. The shape of the fixative application area 10 may be, for example, a grid shape other than the groove shape as shown in this figure.
【００３８】このような構造は、また、その製作容易さ
の観点からも優れている。すなわち、製作工程を説明し
た図５（ｂ）から図１への加工段階で、光導波路のエッ
チング時間を長めに設定するだけでよい。このようにす
ると、シリコン基板の凸部のエッチングが止まったまま
で、光導波路の高さのみを減少させることができ、この
結果、固定剤塗布領域が形成できるのである。Such a structure is also excellent in terms of easiness of manufacturing. That is, it is only necessary to set a long etching time for the optical waveguide in the processing stage from FIG. 5B to FIG. 1 for explaining the manufacturing process. By doing so, it is possible to reduce only the height of the optical waveguide while the etching of the convex portion of the silicon substrate is stopped, and as a result, the fixing agent application region can be formed.
【００３９】実施例３ 図７は、本発明の第３の実施例の光導波路端部の構造を
示す平面図である。実施例１との違いは、図７（ａ）に
示したように、パタン化された上部クラッド２ｃの幅が
一定ではなく根元近傍にテーパを設けたことである。す
なわち、根元部分の幅ｄ2 を先端部分の幅ｄ1 より広く
設定してある。例えば、先端部分の幅ｄ1 を、実施例１
で示した式（１）および（２）により規定される幅に設
定し、ｄ2 をこれより広く設定する。このように設定す
れば、光導波路上部クラッド２ｃの加工後のパタン幅
が、その先端部近傍で設計値より小さめに変動した場合
であっても、図７（ｂ）に示すように、上部クラッドパ
タンは根元近傍のテーパ部でファイバ保持台３に設けた
Ｖ溝部と接触することになる。この結果、光導波路コア
２ｂの光軸と、光ファイバ４のコア４ａの光軸とを一致
させることができる。なお、この際光導波路コアの先端
部（ＡＡ′線で示す）と光ファイバ線端部（ＢＢ′線で
示す）とは、距離ｓだけのギャップが生じる。しかしな
がら、光軸方向のギャップは、損失増加をほとんどもた
らさない。 Embodiment 3 FIG. 7 is a plan view showing the structure of the end portion of the optical waveguide of the third embodiment of the present invention. The difference from Example 1 is that, as shown in FIG. 7A, the width of the patterned upper clad 2c is not constant and a taper is provided near the root. That is, the width d 2 of the root portion is set wider than the width d 1 of the tip portion. For example, the width d 1 of the tip portion is set to
The width is set to the width defined by the equations (1) and (2) shown in (4), and d 2 is set wider than this. With this setting, even if the pattern width of the optical waveguide upper clad 2c after processing fluctuates to be smaller than the design value in the vicinity of its tip, as shown in FIG. The pattern comes into contact with the V groove portion provided on the fiber holding base 3 at the taper portion near the root. As a result, the optical axis of the optical waveguide core 2b can be aligned with the optical axis of the core 4a of the optical fiber 4. At this time, a gap of a distance s is formed between the tip portion (shown by the line AA ') of the optical waveguide core and the end portion of the optical fiber wire (shown by the line BB'). However, the gap in the optical axis direction causes almost no increase in loss.
【００４０】また、ｄ1 を式（１）および（２）で設定
される最適値より若干小さく設定し、ｄ2 を最適値より
若干大きく設定してもよい。このようにすれば、加工後
の上部クラッドパタン幅が、設定値より小さくなった場
合のみならず、大きくなった場合であっても対応するこ
とが可能となる。Further, d 1 may be set to be slightly smaller than the optimum value set by the equations (1) and (2), and d 2 may be set to be slightly larger than the optimum value. This makes it possible to deal not only with the case where the upper clad pattern width after processing becomes smaller than the set value, but also when it becomes larger.
【００４１】このように、本実施例によれば、上部クラ
ッドパタンの寸法が設計値から変動した場合であって
も、無調芯での光導波路−光ファイバ間の位置合わせを
実現することができる。As described above, according to this embodiment, even if the dimension of the upper clad pattern varies from the design value, alignment between the optical waveguide and the optical fiber can be realized without alignment. it can.
【００４２】実施例４ 図８は本発明の第４の実施例を示し、図８（ａ）および
（ｂ）はそれぞれ光導波路の側面図および光ファイバ保
持台の光軸方向に沿った断面図である。他の実施例との
差は、光導波路２と光ファイバ４との接続部での反射戻
り光を抑制するために、光導波路端面を図８（ａ）に示
したように角度θだけ傾けるとともに、光ファイバ保持
台３の途中に、光ファイバ端部を含むように角度θ傾い
た溝３０を形成したことにある。このような構成で例え
ばθ＝８°に設定すれば、接続部での反射減衰量を５０
ｄＢ以上とることが可能となる。 Embodiment 4 FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 8 (a) and 8 (b) are a side view of an optical waveguide and a cross-sectional view of an optical fiber holding base along the optical axis direction, respectively. Is. The difference from the other examples is that the end face of the optical waveguide is tilted by an angle θ as shown in FIG. 8A in order to suppress the reflected return light at the connecting portion between the optical waveguide 2 and the optical fiber 4. The groove 30 inclined by the angle θ so as to include the end portion of the optical fiber is formed in the middle of the optical fiber holding base 3. With such a configuration, for example, if θ = 8 ° is set, the return loss at the connecting portion is 50
It is possible to obtain more than dB.
【００４３】実施例５ 図９は、本発明の第５の実施例を示す斜視図である。こ
の実施例において、光導波路の構造はすでに述べた実施
例と同様の構造をしているが、光ファイバ保持台の構造
が他の実施例と異なっている。すなわち、光ファイバ保
持台３には他の実施例と同様の上部クラッドパタン嵌合
溝３ａ−１と光ファイバ整列溝３ａ−２を兼ねるＶ溝３
ｃが形成されているが、光ファイバは設けられていな
い。この光ファイバ保持台が光導波路端部のシリコン基
板の凸部１ａ上に固定され、かつ、同様なＶ溝が形成さ
れた押さえ板３１がＶ溝の中心軸を一致させて張り付け
られ、光ファイバ保持ブロック３２を形成する。光ファ
イバ保持台３上のＶ溝と押さえ板３１上のＶ溝とは位置
が合致しており、この結果、２つのＶ溝で囲まれたガイ
ドホール４０が形成される。このガイドホール４０の大
きさは光ファイバがＶ溝の各側面に内接するように設定
してある。 Embodiment 5 FIG. 9 is a perspective view showing a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the structure of the optical waveguide is the same as that of the embodiment already described, but the structure of the optical fiber holding base is different from the other embodiments. That is, the V-shaped groove 3 which also serves as the upper clad pattern fitting groove 3a-1 and the optical fiber alignment groove 3a-2 is formed on the optical fiber holding base 3 as in the other embodiments.
c is formed, but no optical fiber is provided. This optical fiber holding base is fixed on the convex portion 1a of the silicon substrate at the end of the optical waveguide, and the pressing plate 31 having the similar V groove is attached with the central axes of the V grooves aligned. The holding block 32 is formed. The V groove on the optical fiber holding base 3 and the V groove on the pressing plate 31 are aligned with each other, and as a result, the guide hole 40 surrounded by the two V grooves is formed. The size of the guide hole 40 is set so that the optical fiber is inscribed on each side surface of the V groove.
【００４４】このような構造であるので、本実施例では
光導波路に光ファイバ保持ブロックを事前に固定してお
けば、光ファイバをガイドホール４０中に挿入するだけ
で光導波路との無調芯接続が実現できる。さらにこの構
造においては、必要に応じて光ファイバを着脱すること
が可能である。With such a structure, in this embodiment, if the optical fiber holding block is fixed to the optical waveguide in advance, the optical fiber is simply inserted into the guide hole 40 and the optical fiber is not aligned with the optical waveguide. Connection can be realized. Further, in this structure, the optical fiber can be attached and detached as needed.
【００４５】また、実施例４で示したように上部クラッ
ドパタンにテーパ構造を持たせた場合には、事前に光フ
ァイバをファイバ整列溝に配置する構成においては、実
施例３で説明したように光導波路と光ファイバ端部との
間には間隙が生ずることになる。これに対して本実施例
では、光ファイバを最後にガイドホール中に挿入するよ
うにしたこと、および、上部クラッドパタン嵌合溝と光
ファイバ整列溝とを同一寸法で形成したことの効果によ
り、光ファイバは光導波路端面に突き当たるまで挿入で
きるので両者の間の間隙を発生することがないという効
果も生まれる。When the upper clad pattern has a taper structure as shown in the fourth embodiment, the configuration in which the optical fiber is arranged in the fiber alignment groove in advance is as described in the third embodiment. A gap will be created between the optical waveguide and the end of the optical fiber. On the other hand, in the present embodiment, due to the effect that the optical fiber is finally inserted into the guide hole, and that the upper clad pattern fitting groove and the optical fiber alignment groove are formed with the same size, Since the optical fiber can be inserted until it abuts on the end face of the optical waveguide, there is an effect that no gap is generated between the two.
【００４６】実施例６ 図１０は、本発明の第６の実施例である。同図（ａ）は
光導波路端部に設けた光ファイバ保持台３の構造を示
し、（ｂ）は光ファイバ保持台と光ファイバ部品３５と
の接続を説明する図である。保持台３は、Ｖ溝３ａと光
導波路の上部クラッドパタン２ｃとが接触すると共に、
シリコン基板の凸部表面１ａと接触しつつ固定されてい
る。Ｖ溝３ａの外側の所望位置には、図１０（ｂ）に示
す光ファイバ部品３５に設けたガイドピン４５の直径に
合わせた大きさの第２のＶ溝４１ａが形成されている。
また、第２のＶ溝（ガイドピン用Ｖ溝）４１ａの位置に
合わせてＶ溝を有する押さえ板３ｄが設けられており、
この結果、ガイドホール４１が形成されている。 Sixth Embodiment FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention. 7A shows the structure of the optical fiber holding base 3 provided at the end of the optical waveguide, and FIG. 6B is a view for explaining the connection between the optical fiber holding base and the optical fiber component 35. The holding table 3 makes contact with the V groove 3a and the upper clad pattern 2c of the optical waveguide, and
It is fixed while being in contact with the convex surface 1a of the silicon substrate. At a desired position outside the V groove 3a, a second V groove 41a having a size matching the diameter of the guide pin 45 provided on the optical fiber component 35 shown in FIG. 10B is formed.
Further, a pressing plate 3d having a V groove is provided so as to match the position of the second V groove (V groove for guide pin) 41a,
As a result, the guide hole 41 is formed.
【００４７】このとき、上部クラッドパタン嵌合溝３ａ
は側壁の頂角２φ、最大幅ｗのＶ字型をしており、ま
た、ガイドピン嵌合溝４１ａは幅Ｌ、頂角２φのＶ字型
をしているとき、光導波路基板凸部上面から光導波路コ
ア中心までの高さｇ、光導波路コア中心から上部クラッ
ドパタン上面までの高さｈ、上部クラッドパタンの幅ｄ
であり、かつ、使用すべきガイドピンの半径がＲである
とき、これらのパラメータの間にAt this time, the upper clad pattern fitting groove 3a
Has a V-shape with a vertical angle of 2φ and a maximum width w of the sidewall, and when the guide pin fitting groove 41a has a V-shape with a width L and a vertical angle of 2φ, the upper surface of the convex portion of the optical waveguide substrate To the center of the optical waveguide core, the height h from the center of the optical waveguide core to the upper surface of the upper cladding pattern, and the width d of the upper cladding pattern.
, And the radius of the guide pin to be used is R, then between these parameters
【００４８】[0048]
【数６】 ｈ＋ｇ＝（ｗ−ｄ）／２ｔａｎφ （３） Ｌ＝２（ｇ ｔａｎφ＋Ｒ／ｃｏｓφ） （４） なる関係が成立するように設定すれば、このガイドホー
ル４１にガイドピン４５を挿入したとき、ガイドホール
の中心を光導波路コア２ｂの中心の高さと一致させるこ
とができる。[Equation 6] h + g = (wd) / 2tanφ (3) L = 2 (gtanφ + R / cosφ) (4) The guide pin 45 is inserted into the guide hole 41 if it is set to satisfy the following relationship. At this time, the center of the guide hole can be matched with the height of the center of the optical waveguide core 2b.
【００４９】このような構造となっているので、同図
（ｂ）に示すようにガイドピン４５を有し、かつ、ガイ
ドピン４５の中心と光ファイバ束４ｂのそれぞれの光フ
ァイバのコアとが合致するように製作してある光ファイ
バ部品３５を用いれば、ガイドピン４５を光導波路部に
設定したガイドホール４１中に挿入するだけで、光導波
路と光ファイバとの無調芯位置合わせが完了する。しか
もこの構造は、ファイバの着脱が容易にできるという特
徴がある。With such a structure, as shown in FIG. 7B, the guide pin 45 is provided, and the center of the guide pin 45 and the core of each optical fiber of the optical fiber bundle 4b are provided. If the optical fiber component 35 manufactured so as to match is used, the guide pin 45 is simply inserted into the guide hole 41 set in the optical waveguide portion, and the alignment of the optical waveguide and the optical fiber is completed. To do. Moreover, this structure is characterized in that the fiber can be easily attached and detached.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光導波路と
光ファイバとの接続構造においては、第１に光導波路基
板として凹凸を有する基板を用いて、コアを十分な厚さ
の上部クラッド層で埋め込んだ構造の「埋め込み型光導
波路」をこの凹部に形成し、基板凸部を光ファイバ保持
台用の高さ基準面として用い、しかも、基板凸部が光導
波路の長手方向ではなく、側方領域に配置するようにし
た。第２に、上部クラッドをパタン化して、その側壁ま
たは稜線を光ファイバ保持台に対する横方向の位置決め
基準面または基準線として用いることとした。第３に高
さ基準面と光ファイバ整列溝と上部クラッドパタン嵌合
溝を設けた光ファイバ保持台を用意した。この結果、埋
め込み型光導波路を用いた場合であっても、精度のよい
光ファイバと光導波路との無調芯接続が実現できる。し
かも、従来から提案されている光導波路基板上に光ファ
イバ整列溝を形成する「ガイド溝法」と比較すると、ガ
イド溝法においては光導波路本体部分の外側に光ファイ
バ整列溝を設けるために１チップ当りの大きさが大きく
なり、１ウェーハから取り出せチップ数が少なくなると
いう問題があったが、本発明の構造によればチップの大
きさは光導波路本体部以上に大きくする必要がなくなる
ので１ウェーハからとれるチップ数が増加し量産性が向
上するという効果がある。As described above, in the connection structure of the optical waveguide and the optical fiber of the present invention, firstly, a substrate having irregularities is used as the optical waveguide substrate, and the core is made of an upper clad having a sufficient thickness. "Embedded optical waveguide" with a structure embedded with layers is formed in this recess, and the convex portion of the substrate is used as the height reference surface for the optical fiber holding base, and the convex portion of the substrate is not in the longitudinal direction of the optical waveguide, It was arranged in the lateral area. Secondly, the upper clad is patterned, and its side wall or ridge line is used as a lateral positioning reference plane or reference line for the optical fiber holding base. Thirdly, an optical fiber holding base provided with a height reference surface, an optical fiber alignment groove, and an upper clad pattern fitting groove was prepared. As a result, even when the embedded optical waveguide is used, it is possible to realize highly accurate non-aligned connection between the optical fiber and the optical waveguide. Moreover, in comparison with the “guide groove method” of forming an optical fiber alignment groove on an optical waveguide substrate which has been conventionally proposed, in order to provide an optical fiber alignment groove on the outer side of the optical waveguide body portion in the guide groove method, There is a problem that the size per chip becomes large and the number of chips that can be taken out from one wafer becomes small. However, according to the structure of the present invention, it is not necessary to make the size of the chip larger than that of the main body of the optical waveguide. This has the effect of increasing the number of chips that can be taken from the wafer and improving mass productivity.
【００５１】さらに、光導波路基板に光ファイバ整列溝
を設けた光ファイバ保持台を搭載固定し、しかる後に光
ファイバを挿入することにより着脱可能な光ファイバ接
続が実現する。Further, a removable optical fiber connection is realized by mounting and fixing an optical fiber holding base provided with optical fiber alignment grooves on the optical waveguide substrate and then inserting the optical fiber.
【００５２】また、光ファイバ保持台に上部クラッド嵌
合溝とともに、ガイドピン嵌合溝を設ける構造としても
着脱可能な光ファイバ接続が実現できる。Also, a detachable optical fiber connection can be realized by providing a guide pin fitting groove together with the upper clad fitting groove on the optical fiber holding base.
【図１】本発明の第１の実施例を示す分解斜視図であ
る。FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の光ファイバ保持台の構造の説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram of a structure of the optical fiber holding base in FIG.
【図３】図１の実施例における接続後のＡＡ′面での断
面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA ′ after connection in the embodiment of FIG.
【図４】本発明の効果を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an effect of the present invention.
【図５】実施例１の光導波路基板の製作工程を説明する
斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating a manufacturing process of the optical waveguide substrate according to the first embodiment.
【図６】本発明の第２の実施例を説明する図であり、
（ａ）は光導波路基板の斜視図、（ｂ）は接続後の断面
図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention,
(A) is a perspective view of an optical waveguide substrate, (b) is a sectional view after connection.
【図７】本発明の第３の実施例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第４の実施例を説明する図で、（ａ）
は光導波路の側面図、（ｂ）は光ファイバ保持台の断面
図である。FIG. 8 is a view for explaining the fourth embodiment of the present invention, (a)
Is a side view of the optical waveguide, and (b) is a sectional view of the optical fiber holding base.
【図９】本発明の第５の実施例の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第６の実施例を説明する斜視図であ
る。FIG. 10 is a perspective view illustrating a sixth embodiment of the present invention.
【図１１】従来技術を説明する斜視図である。FIG. 11 is a perspective view illustrating a conventional technique.
【図１２】図１１の従来例の接続部の断面図である。12 is a cross-sectional view of a connection portion of the conventional example of FIG.
【図１３】従来技術を説明するためのウェーハの模式的
平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view of a wafer for explaining a conventional technique.
【図１４】従来技術を説明する分解斜視図である。FIG. 14 is an exploded perspective view illustrating a conventional technique.
【図１５】図１４の従来技術の接続部の断面図である。15 is a cross-sectional view of the prior art connection of FIG.
１ 基板 １ａ 基板凸部 ２ 光導波路 ３ 光ファイバ保持台 ３ａ Ｖ溝 ３ａ−１ 上部クラッドパタン嵌合溝領域 ３ａ−２ 光ファイバ整列溝領域 ３ｂ 高さ基準面 ４ 光ファイバ ５ 固定剤 １０ 固定材塗布領域 1 Substrate 1a Substrate convex part 2 Optical waveguide 3 Optical fiber holding stand 3a V groove 3a-1 Upper clad pattern fitting groove area 3a-2 Optical fiber alignment groove area 3b Height reference surface 4 Optical fiber 5 Fixing agent 10 Fixing material application region
フロントページの続き (72)発明者 柳沢 雅弘 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Front page continuation (72) Inventor Masahiro Yanagisawa 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Telegraph and Telephone Corporation
Claims (10)
ア、および上部クラッドからなる光導波路と、光ファイ
バ支持台に保持された光ファイバとの接続構造であっ
て、 前記基板は凹部および凸部を有し、 前記光導波路は、前記基板の凹部上に形成された下部ク
ラッド、コア、および上部クラッドを有し、 該コア中心の高さは前記基板の凸部の上面の高さより所
定量高く設定されており、 前記光導波路端部では、該コアを中心とした所定幅の上
部クラッドを残し側方の上部クラッドを除去した形態の
上部クラッドパタンが形成されており、かつ、該上部ク
ラッドパタンの側方領域では前記基板凸部の上面が露出
しており、 前記光ファイバ保持台は、その下面に連続的に設けられ
た光ファイバ整列溝と上部クラッドパタン嵌合溝を有し
ており、 該光ファイバ保持台は該下面が前記基板凸部の上面に接
触し、かつ、前記上部クラッドパタン嵌合溝と前記上部
クラッドパタンとが嵌合した状態で、前記光導波路端部
上に固定されており、 該光ファイバ保持台の該光ファイバ整列溝中に光ファイ
バが挿入固定されていることを特徴とする光導波路と光
ファイバとの接続構造。1. A connection structure of an optical waveguide comprising a lower clad, a core, and an upper clad formed on a substrate and an optical fiber held on an optical fiber support, wherein the substrate is a concave portion or a convex portion. The optical waveguide has a lower clad, a core, and an upper clad formed on the concave portion of the substrate, and the height of the core center is higher than the height of the upper surface of the convex portion of the substrate by a predetermined amount. The upper clad pattern is formed at the end of the optical waveguide with the upper clad having a predetermined width centering around the core being left and the upper clad on the side is removed, and the upper clad pattern is formed. The upper surface of the convex portion of the substrate is exposed in the lateral region of the optical fiber holder, and the optical fiber holding base has an optical fiber alignment groove and an upper clad pattern fitting groove continuously provided on the lower surface thereof. The optical fiber holding base is fixed on the end portion of the optical waveguide in a state where the lower surface is in contact with the upper surface of the convex portion of the substrate and the upper clad pattern fitting groove and the upper clad pattern are fitted to each other. A connection structure between an optical waveguide and an optical fiber, wherein the optical fiber is inserted and fixed in the optical fiber alignment groove of the optical fiber holding base.
の前記上部クラッドパタン嵌合溝とは同一形状であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光導波路と光ファイバ
との接続構造。2. The connection structure between an optical waveguide and an optical fiber according to claim 1, wherein the optical fiber alignment groove and the upper clad pattern fitting groove at the end of the substrate have the same shape. .
向かってパタン幅が細くなるようにテーパが設けられて
いることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波
路と光ファイバとの接続構造。3. The optical waveguide and the optical fiber according to claim 1, wherein the upper clad pattern is provided with a taper so that the pattern width becomes narrower toward the end of the substrate. Connection structure.
ドパタン嵌合溝は、その断面形状が、頂角２φ、最大幅
ｗのＶ字型をしており、 前記光導波路基板において、基板凸部上面から光導波路
コア中心までの高さがｇ、光導波路コア中心から上部ク
ラッドパタン上面までの高さがｈ、上部クラッドパタン
の幅がｄであり、かつ、使用すべき光ファイバの半径が
ｒであるとき、これらのパラメータの間には、 【数１】 Ｗ＝２（ｇ ｔａｎφ＋ｒ／ｃｏｓφ） （１） ｈ＋ｇ＝（ｗ−ｄ）／２ｔａｎφ （２） なる関係が成立することを特徴とする請求項２に記載の
光導波路と光ファイバとの接続構造。4. The optical fiber alignment groove and the upper clad pattern fitting groove have a V-shaped cross-sectional shape with a vertical angle of 2φ and a maximum width w. The height from the upper surface to the center of the optical waveguide core is g, the height from the center of the optical waveguide core to the upper surface of the upper cladding pattern is h, the width of the upper cladding pattern is d, and the radius of the optical fiber to be used is r. When these parameters are satisfied, the following relationship is established between these parameters: W = 2 (g tanφ + r / cosφ) (1) h + g = (wd) / 2tanφ (2) A connection structure between the optical waveguide according to claim 2 and an optical fiber.
タンは、基板中央部に近い方のパタン幅ｄ1 が、前記
（１）式および（２）式で決まる最適パタン幅ｄと同一
またはそれより狭い幅となり、かつ、前記上部クラッド
パタンの根元での幅ｄ2 は最適パタン幅ｄより広くなる
ようにテーパが設けられていることを特徴とする請求項
４に記載の光導波路と光ファイバとの接続構造。5. The upper clad pattern at the end of the optical waveguide substrate has a pattern width d 1 closer to the center of the substrate that is the same as or equal to the optimum pattern width d determined by the equations (1) and (2). The optical waveguide and the optical fiber according to claim 4, wherein the taper is provided so that the width becomes narrower and the width d 2 at the root of the upper cladding pattern becomes wider than the optimum pattern width d. Connection structure with.
ア、および上部クラッドからなる光導波路と、光ファイ
バ支持台に保持された光ファイバとの接続構造であっ
て、 前記基板は凹部および凸部を有し、 前記光導波路は、前記基板凹部上に下部クラッド、コ
ア、および上部クラッドが形成されており、 前記コア中心の高さは前記基板凸部の上面の高さより所
定量高く設定されてあり、 前記光導波路端部では、該コアを中心とした所定幅の上
部クラッドを残し側方の上部クラッドを除去した形態の
上部クラッドパタンが形成されており、かつ、該上部ク
ラッドパタンの側方領域では前記基板凸部の上面が露出
しており、 前記光ファイバ保持台は、その下面に連続的に設けた上
部クラッドパタン嵌合溝および該上部クラッドパタン嵌
合溝から所望距離離して形成されたガイドピン嵌合溝を
有しており、 該光ファイバ保持台は該下面が前記基板凸部上面に接触
し、かつ、前記上部クラッドパタン嵌合溝と該上部クラ
ッドパタンとが嵌合した状態で、前記光導波路端部上に
固定されており、 光ファイバを保持したガイドピンを有する光ファイバブ
ロックが、該ガイドピンが前記光ファイバ保持台のガイ
ドピン嵌合溝に挿入された状態で保持固定されているこ
とを特徴とする光導波路と光ファイバとの接続構造。6. A connection structure of an optical waveguide comprising a lower clad, a core, and an upper clad formed on a substrate and an optical fiber held on an optical fiber support, wherein the substrate is a concave portion or a convex portion. The optical waveguide has a lower clad, a core, and an upper clad formed on the concave portion of the substrate, and the height of the core center is set to be higher than the height of the upper surface of the convex portion of the substrate by a predetermined amount. At the end of the optical waveguide, there is formed an upper clad pattern in a form in which an upper clad having a predetermined width around the core is left and the upper clad on the side is removed, and the lateral side of the upper clad pattern is formed. In the region, the upper surface of the convex portion of the substrate is exposed, and the optical fiber holding table is provided with an upper clad pattern fitting groove and a upper clad pattern fitting groove continuously provided on the lower surface thereof. The optical fiber holding base has a guide pin fitting groove formed at a distance from each other, the lower surface of the optical fiber holding base contacts the upper surface of the convex portion of the substrate, and the upper clad pattern fitting groove and the upper clad pattern are formed. An optical fiber block having a guide pin holding an optical fiber, which is fixed on the end portion of the optical waveguide with the guide pin inserted into the guide pin fitting groove of the optical fiber holding base. A structure for connecting an optical waveguide and an optical fiber, which is held and fixed in a fixed state.
向かってパタン幅が細くなるようにテーパが設けられて
いることを特徴とする請求項６に記載の光導波路と光フ
ァイバとの接続構造。7. The connection structure between an optical waveguide and an optical fiber according to claim 6, wherein the upper clad pattern is provided with a taper so that a pattern width becomes narrower toward an end portion of the substrate. .
断面形状が、側壁の頂角２φ、最大幅ｗのＶ字型をして
おり、また、該ガイドピン嵌合溝は幅Ｌ、側壁の頂角２
φのＶ字型をしており、 前記光導波路基板において、基板凸部上面から光導波路
コア中心までの高さがｇ、光導波路コア中心から上部ク
ラッドパタン上面までの高さがｈ、上部クラッドパタン
の幅がｄであり、かつ、使用すべきガイドピンの半径が
Ｒであるとき、これらのパラメータの間には、 【数２】 ｈ＋ｇ＝（ｗ−ｄ）／２ｔａｎφ （３） Ｌ＝２（ｇ ｔａｎφ＋Ｒ／ｃｏｓφ） （４） なる関係が成立することを特徴とする請求項７に記載の
光導波路と光ファイバとの接続構造。8. The upper clad pattern fitting groove has a V-shaped cross-sectional shape with a vertical angle 2φ of the side wall and a maximum width w, and the guide pin fitting groove has a width L and a side wall. Apex angle 2
In the optical waveguide substrate, the height from the upper surface of the convex portion of the substrate to the center of the optical waveguide core is g, the height from the center of the optical waveguide core to the upper surface of the upper cladding pattern is h, and the upper cladding is If the width of the pattern is d and the radius of the guide pin to be used is R, then between these parameters: h + g = (wd−2tanφ (3) L = 2 The connection structure between the optical waveguide and the optical fiber according to claim 7, wherein the relationship (g tan φ + R / cos φ) (4) is established.
に近い方のパタン幅ｄ1 が、前記（３）式で決まる最適
パタン幅ｄと同一またはそれより狭い幅となり、かつ、
前記上部クラッドパタンの根元での幅ｄ2 は最適パタン
幅ｄより広くなるようにテーパが設けられていることを
特徴とする請求項８に記載の光導波路と光ファイバとの
接続構造。9. The upper clad pattern has a pattern width d 1 closer to the center of the substrate that is equal to or narrower than the optimum pattern width d determined by the equation (3), and
9. The connection structure between an optical waveguide and an optical fiber according to claim 8, wherein a taper is provided so that a width d 2 at a root of the upper clad pattern is wider than an optimum pattern width d.
基板であって、該基板の凹部上には下部クラッド、コ
ア、上部クラッドからなり、かつ、該コア中心の高さが
前記基板の凸部上面から所定量高く設定されている光導
波路が形成されており、該光導波路基板端部では前記上
部クラッドが前記コアを取り囲む所定幅の領域に凸状の
上部クラッドパタンとして設けられ、かつ、該上部クラ
ッドパタンの側方領域には該基板の凸部上面が露出して
設けられている光導波路基板の端部上に、 高さ基準面と、該高さ基準面上に連続的に設けられた光
ファイバ整列溝と上部クラッドパタン嵌合溝とを有する
光ファイバ保持台を、該高さ基準面を該基板の凸部上面
に接触させ、かつ、該上部クラッドパタン嵌合溝と該上
部クラッドパタンとを嵌合させた状態で、搭載固定した
後、 該光ファイバ保持台の該光ファイバ整列溝中に光ファイ
バを挿入することを特徴とする光導波路と光ファイバと
の接続方法。10. An optical waveguide substrate provided with a concave portion and a convex portion, wherein the concave portion of the substrate comprises a lower clad, a core, and an upper clad, and the height of the center of the core is a convex portion of the substrate. An optical waveguide that is set higher by a predetermined amount from the upper surface of the part is formed, and at the end of the optical waveguide substrate, the upper clad is provided as a convex upper clad pattern in a region of a predetermined width that surrounds the core, and The height reference plane and the height reference plane are continuously provided on the end portion of the optical waveguide substrate where the upper surface of the convex portion of the substrate is exposed in the lateral region of the upper clad pattern. An optical fiber holder having the optical fiber alignment groove and the upper clad pattern fitting groove, the height reference surface of which is in contact with the upper surface of the convex portion of the substrate, and the upper clad pattern fitting groove and the upper portion. It was fitted with the clad pattern In state, after mounting fixed connection between the optical waveguide and the optical fiber, which comprises inserting an optical fiber into the optical fiber alignment groove of the optical fiber holder.
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| JP01071895A JP3221541B2 (en) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | Connection structure and connection method between optical waveguide and optical fiber |
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