JPH08292332A - 光ファイバー固定用基板、その製造方法および光デバイス - Google Patents
光ファイバー固定用基板、その製造方法および光デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光ファイバー固定用基板の固定用溝に光ファイ
バーを収容するときや、光ファイバー固定用基板の端面
を研磨するときに、その固定用溝の山部に欠けないし切
り欠きが発生しないようにすることである。 【構成】光ファイバー９を収容し、位置決めするための
固定用溝３が形成されている。固定用溝３の山部４４を
固定用溝３の横断面方向に切ってみたときの曲率半径
が、山部４４の全体にわたって５μｍ以上である。好ま
しくは、固定用溝３の谷部５を、固定用溝の横断面方向
に切ってみたときの曲率半径が５μｍ以下である。こう
した固定用溝３は、プレス成形によって形成することが
できる。
バーを収容するときや、光ファイバー固定用基板の端面
を研磨するときに、その固定用溝の山部に欠けないし切
り欠きが発生しないようにすることである。 【構成】光ファイバー９を収容し、位置決めするための
固定用溝３が形成されている。固定用溝３の山部４４を
固定用溝３の横断面方向に切ってみたときの曲率半径
が、山部４４の全体にわたって５μｍ以上である。好ま
しくは、固定用溝３の谷部５を、固定用溝の横断面方向
に切ってみたときの曲率半径が５μｍ以下である。こう
した固定用溝３は、プレス成形によって形成することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバーを収容
し、固定するための固定用溝を備えた光ファイバー固定
用基板およびその製造方法に関するものである。
し、固定するための固定用溝を備えた光ファイバー固定
用基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば１２５μｍ程度の直径を有する光
ファイバーを固定するための基板としては、種々のもの
が知られている。いずれのタイプの基板においても、基
板に固定した光ファイバーの軸が所定位置からずれる
と、光ファイバーと他の光伝送手段との間での伝送損失
が大きくなるので、光ファイバー固定用基板における固
定用溝の加工精度としては、例えば０．５μｍ以下とい
った、きわめて高い加工精度が要求されている。図１
（ａ）は、こうした光ファイバー固定用基板の一例を示
す斜視図である。この光ファイバー固定用基板３４の基
板本体２は、ガラスやセラミックスからなっている。こ
の基板本体２の上側面には、いわゆるＶ溝１２が、基板
本体２の一方の端面から他方の端面へと向かって延びて
おり、各Ｖ溝１２は、それぞれ互いに平行に形成されて
いる。Ｖ溝１２においては、Ｖ溝の山部４３と谷部１１
との間で、Ｖ溝を構成する傾斜面７がほぼ直線的に延び
ている。従って、Ｖ溝１２の横断面はＶ字形状をなして
いる。各Ｖ溝１２は、例えば深さ百数十μｍ程度の微細
なものである。
ファイバーを固定するための基板としては、種々のもの
が知られている。いずれのタイプの基板においても、基
板に固定した光ファイバーの軸が所定位置からずれる
と、光ファイバーと他の光伝送手段との間での伝送損失
が大きくなるので、光ファイバー固定用基板における固
定用溝の加工精度としては、例えば０．５μｍ以下とい
った、きわめて高い加工精度が要求されている。図１
（ａ）は、こうした光ファイバー固定用基板の一例を示
す斜視図である。この光ファイバー固定用基板３４の基
板本体２は、ガラスやセラミックスからなっている。こ
の基板本体２の上側面には、いわゆるＶ溝１２が、基板
本体２の一方の端面から他方の端面へと向かって延びて
おり、各Ｖ溝１２は、それぞれ互いに平行に形成されて
いる。Ｖ溝１２においては、Ｖ溝の山部４３と谷部１１
との間で、Ｖ溝を構成する傾斜面７がほぼ直線的に延び
ている。従って、Ｖ溝１２の横断面はＶ字形状をなして
いる。各Ｖ溝１２は、例えば深さ百数十μｍ程度の微細
なものである。
【０００３】こうした光ファイバー固定用基板を製造す
る際には、シリコン材料をエッチングすることによって
Ｖ溝を形成する方法がある。しかし、この方法によって
は、加工精度に限界があり、ある程度以上高精度のＶ溝
を形成することが困難であった。そこで、上記のような
高い加工精度を達成するために、アルミナ、メノウ、ジ
ルコニア等のセラミックス材料を研削加工して、各Ｖ溝
を形成する方法が使用されるようになってきている。こ
の場合には、例えば、セラミックスの成形体を焼結させ
て焼結体を製造し、この焼結体を平面研削加工して平坦
面を形成し、次いでこの平坦面をダイヤモンド砥石で研
削加工することによって各Ｖ溝１２を形成する。この
際、ダイヤモンド砥石によって研削加工するときには、
この研削の方向が一定方向となるので、図１（ａ）に示
すように、各Ｖ溝１２はそれぞれ基板本体２の一方の端
面から他方の端面へと向かって直線的に伸びることにな
り、かつ各Ｖ溝１２は互いに平行に形成されることにな
る。
る際には、シリコン材料をエッチングすることによって
Ｖ溝を形成する方法がある。しかし、この方法によって
は、加工精度に限界があり、ある程度以上高精度のＶ溝
を形成することが困難であった。そこで、上記のような
高い加工精度を達成するために、アルミナ、メノウ、ジ
ルコニア等のセラミックス材料を研削加工して、各Ｖ溝
を形成する方法が使用されるようになってきている。こ
の場合には、例えば、セラミックスの成形体を焼結させ
て焼結体を製造し、この焼結体を平面研削加工して平坦
面を形成し、次いでこの平坦面をダイヤモンド砥石で研
削加工することによって各Ｖ溝１２を形成する。この
際、ダイヤモンド砥石によって研削加工するときには、
この研削の方向が一定方向となるので、図１（ａ）に示
すように、各Ｖ溝１２はそれぞれ基板本体２の一方の端
面から他方の端面へと向かって直線的に伸びることにな
り、かつ各Ｖ溝１２は互いに平行に形成されることにな
る。
【０００４】この光ファイバー固定用基板３４の各Ｖ溝
１２内に各光ファイバー９を収容、固定した後は、他の
光伝送手段と光学的に結合する必要がある。即ち、他の
光伝送手段として光ファイバーを使用するときには、別
に光ファイバーを準備し、各Ｖ溝１２内に固定された光
ファイバーの端面に対して、別体の光ファイバーの端面
を接触させ、この接触部分の周辺を加熱し、両者を融着
接続することができる。この後は、各光ファイバーを各
固定用溝から取り外す。
１２内に各光ファイバー９を収容、固定した後は、他の
光伝送手段と光学的に結合する必要がある。即ち、他の
光伝送手段として光ファイバーを使用するときには、別
に光ファイバーを準備し、各Ｖ溝１２内に固定された光
ファイバーの端面に対して、別体の光ファイバーの端面
を接触させ、この接触部分の周辺を加熱し、両者を融着
接続することができる。この後は、各光ファイバーを各
固定用溝から取り外す。
【０００５】また、別の態様として、他の光伝送手段と
して光導波路を使用する場合には、光導波路を形成した
光導波路基板を準備する。そして、例えば図１（ｂ）に
示すように、各Ｖ溝１２内に光ファイバー９をそれぞれ
固定した後、各光ファイバー９の周囲に接着剤層８を形
成することによって各光ファイバーを強固に接合する。
また、光ファイバー固定用基板３４の上に蓋３２を接合
し、組み立て品を作製する。この後、光ファイバー固定
用基板３４の端面３３を研磨加工すると共に、光導波路
基板の端面を研磨加工し、両者の端面の精度を高くし、
両者の端面を接着し、各光導波路の端面を、これに対応
する各光ファイバーの端面に対して、光学結合する。
して光導波路を使用する場合には、光導波路を形成した
光導波路基板を準備する。そして、例えば図１（ｂ）に
示すように、各Ｖ溝１２内に光ファイバー９をそれぞれ
固定した後、各光ファイバー９の周囲に接着剤層８を形
成することによって各光ファイバーを強固に接合する。
また、光ファイバー固定用基板３４の上に蓋３２を接合
し、組み立て品を作製する。この後、光ファイバー固定
用基板３４の端面３３を研磨加工すると共に、光導波路
基板の端面を研磨加工し、両者の端面の精度を高くし、
両者の端面を接着し、各光導波路の端面を、これに対応
する各光ファイバーの端面に対して、光学結合する。
【０００６】また、１９９５年 電子情報通信学会通信
ソサイエテイ大会Ｂ−６５１「光ファイバ移動型心線選
択装置の検討」中西 功等に記載されているような芯線
選択装置に適用することができる。この場合には、一本
のＶ溝の途中までは光ファイバーが固定されており、そ
の光ファイバーの端面には光学研磨が施されている。マ
スターファイバーをＶ溝中に収容し、マスターファイバ
ーを、既に固定されている光ファイバーの光学研磨され
た端面に対して対向させる。この状態でマスターファイ
バーから各光ファイバーに対して光を導通させることが
できる。これによって、光芯線の故障の検出等の試験を
行うことができる。
ソサイエテイ大会Ｂ−６５１「光ファイバ移動型心線選
択装置の検討」中西 功等に記載されているような芯線
選択装置に適用することができる。この場合には、一本
のＶ溝の途中までは光ファイバーが固定されており、そ
の光ファイバーの端面には光学研磨が施されている。マ
スターファイバーをＶ溝中に収容し、マスターファイバ
ーを、既に固定されている光ファイバーの光学研磨され
た端面に対して対向させる。この状態でマスターファイ
バーから各光ファイバーに対して光を導通させることが
できる。これによって、光芯線の故障の検出等の試験を
行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者は、
こうした光ファイバー固定用基板の形態について研究を
進める過程で、次の問題点があることを見いだした。即
ち、図１（ａ）に示す光ファイバー固定用基板３４の各
Ｖ溝１２内に各光ファイバー９を収容してから、光ファ
イバー固定用基板の表面を走査型電子顕微鏡で周到に観
察してみると、Ｖ溝１２の山部４３の頂部１０または１
０Ａの表面の一部に、図１（ａ）に誇張して示したよう
に、微小な欠けないし切り欠き３０が生じている場合が
あった。光ファイバー９を各Ｖ溝１２内に収容するとき
に、こうした欠け３０が発生する可能性がある。このよ
うな欠け３０が発生すると、光ファイバーに対して悪影
響を与える可能性も否定できないので、こうした光ファ
イバー固定用基板は不良品として処分する必要がある
が、これによって製造コストが高くなるので問題であ
る。
こうした光ファイバー固定用基板の形態について研究を
進める過程で、次の問題点があることを見いだした。即
ち、図１（ａ）に示す光ファイバー固定用基板３４の各
Ｖ溝１２内に各光ファイバー９を収容してから、光ファ
イバー固定用基板の表面を走査型電子顕微鏡で周到に観
察してみると、Ｖ溝１２の山部４３の頂部１０または１
０Ａの表面の一部に、図１（ａ）に誇張して示したよう
に、微小な欠けないし切り欠き３０が生じている場合が
あった。光ファイバー９を各Ｖ溝１２内に収容するとき
に、こうした欠け３０が発生する可能性がある。このよ
うな欠け３０が発生すると、光ファイバーに対して悪影
響を与える可能性も否定できないので、こうした光ファ
イバー固定用基板は不良品として処分する必要がある
が、これによって製造コストが高くなるので問題であ
る。
【０００８】また、特に光ファイバーを光導波路と結合
する際には、前述したように、図１（ｂ）に示す組み立
て品の光ファイバー固定用基板３４の端面３３を研磨加
工する必要がある。しかし、この後にこの研磨面を観察
してみると、山部１０または１０Ａの先端部分に微小な
欠け３１が発生していることがあった。光導波路基板と
光ファイバー固定用基板との各端面を結合する際に、こ
の欠けによって生ずる破片３５によって結合部分の精度
が低下したり、またこの結合品を厳しい環境条件下で長
期間使用するときに、この欠けの部分から劣化が進行す
るという事態も想定することができるので、やはりこう
した欠けが生じないようにする必要がある。
する際には、前述したように、図１（ｂ）に示す組み立
て品の光ファイバー固定用基板３４の端面３３を研磨加
工する必要がある。しかし、この後にこの研磨面を観察
してみると、山部１０または１０Ａの先端部分に微小な
欠け３１が発生していることがあった。光導波路基板と
光ファイバー固定用基板との各端面を結合する際に、こ
の欠けによって生ずる破片３５によって結合部分の精度
が低下したり、またこの結合品を厳しい環境条件下で長
期間使用するときに、この欠けの部分から劣化が進行す
るという事態も想定することができるので、やはりこう
した欠けが生じないようにする必要がある。
【０００９】更に、前記した光ファイバ移動型心線選択
装置においては、マスターファイバーを各Ｖ溝の入口な
いし開口部から挿入し、各Ｖ溝中でマスターファイバー
を各光ファイバーの方へと向かって移動させるが、各Ｖ
溝の開口部の近辺で各頂部に対して各マスターファイバ
ーが衝突し、マスターファイバーに傷が付く可能性があ
った。このようにマスターファイバーに損傷が発生する
と、検査を行えなくなるために問題である。
装置においては、マスターファイバーを各Ｖ溝の入口な
いし開口部から挿入し、各Ｖ溝中でマスターファイバー
を各光ファイバーの方へと向かって移動させるが、各Ｖ
溝の開口部の近辺で各頂部に対して各マスターファイバ
ーが衝突し、マスターファイバーに傷が付く可能性があ
った。このようにマスターファイバーに損傷が発生する
と、検査を行えなくなるために問題である。
【００１０】本発明の課題は、光ファイバー固定用基板
の固定用溝に光ファイバーを収容するときや、光ファイ
バー固定用基板の端面を研磨するときに、その固定用溝
の山部に欠けないし切り欠きが発生しないようにするこ
とであり、また光ファイバーの方にも欠けないし切り欠
き等の損傷が発生しにくいようにすることである。
の固定用溝に光ファイバーを収容するときや、光ファイ
バー固定用基板の端面を研磨するときに、その固定用溝
の山部に欠けないし切り欠きが発生しないようにするこ
とであり、また光ファイバーの方にも欠けないし切り欠
き等の損傷が発生しにくいようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、光ファイ
バーを収容し、位置決めするための固定用溝が形成され
ている光ファイバー固定用基板であって、固定用溝の山
部をこの固定用溝の横断面方向に切ってみたときの曲率
半径が前記山部の全体にわたって５μｍ以上であること
を特徴とする、光ファイバー固定用基板に係るものであ
る。
バーを収容し、位置決めするための固定用溝が形成され
ている光ファイバー固定用基板であって、固定用溝の山
部をこの固定用溝の横断面方向に切ってみたときの曲率
半径が前記山部の全体にわたって５μｍ以上であること
を特徴とする、光ファイバー固定用基板に係るものであ
る。
【００１２】本発明者は、前述の問題を解決するために
研究を重ね、固定用溝の山部の形態を走査型電子顕微鏡
によって観察し、検討してきた。この結果、固定用溝の
山部が先鋭に尖っており、このために、山部に対して衝
撃が加わったときに山部の先端部分およびその周辺にお
いて、欠けが発生し易く、このために前述したような欠
けや破片の生成が生じていたことを見いだした。
研究を重ね、固定用溝の山部の形態を走査型電子顕微鏡
によって観察し、検討してきた。この結果、固定用溝の
山部が先鋭に尖っており、このために、山部に対して衝
撃が加わったときに山部の先端部分およびその周辺にお
いて、欠けが発生し易く、このために前述したような欠
けや破片の生成が生じていたことを見いだした。
【００１３】更に、本発明者は、このように山部の頂部
付近が先鋭に尖っている理由について検討したが、これ
が、従来見過ごされていた固定用溝の形成方法に必然的
に起因することも見いだした。この点については、更に
図面を参照しつつ、後述する。
付近が先鋭に尖っている理由について検討したが、これ
が、従来見過ごされていた固定用溝の形成方法に必然的
に起因することも見いだした。この点については、更に
図面を参照しつつ、後述する。
【００１４】この知見に立って、本発明者は、固定用溝
の山部をこの固定用溝の横断面方向に切ってみたときの
曲率半径を、この山部の全体にわたって５μｍ以上とす
ることによって、前述した山部の欠けや切り欠き、更に
は微細な破片の生成といった現象を防止できることを見
いだし、本発明に到達するに至った。
の山部をこの固定用溝の横断面方向に切ってみたときの
曲率半径を、この山部の全体にわたって５μｍ以上とす
ることによって、前述した山部の欠けや切り欠き、更に
は微細な破片の生成といった現象を防止できることを見
いだし、本発明に到達するに至った。
【００１５】更に、固定用溝の谷部をこの固定用溝の横
断面方向に切ってみたときの曲率半径を５μｍ以下とす
ることが好ましい。即ち、谷部の方に関しては、先鋭で
ある方が好ましい。なぜなら、光ファイバーの寸法が固
定用溝の寸法に比べて、比較的に小さい場合には、谷部
に上記のようなアールが形成されていると、谷部に塵等
の障害物が存在する場合に、この障害物に対して光ファ
イバーが接触し易くなる。この結果、光ファイバーの光
軸が所定位置から外れて、他の光伝送手段との間での挿
入損失が大きくなってくる。
断面方向に切ってみたときの曲率半径を５μｍ以下とす
ることが好ましい。即ち、谷部の方に関しては、先鋭で
ある方が好ましい。なぜなら、光ファイバーの寸法が固
定用溝の寸法に比べて、比較的に小さい場合には、谷部
に上記のようなアールが形成されていると、谷部に塵等
の障害物が存在する場合に、この障害物に対して光ファ
イバーが接触し易くなる。この結果、光ファイバーの光
軸が所定位置から外れて、他の光伝送手段との間での挿
入損失が大きくなってくる。
【００１６】更に、第一の発明においては、光ファイバ
ー固定用基板をセラミックスまたはガラスによって形成
することが好ましい。しかも、このとき、光ファイバー
固定用基板の固定用溝をプレス成形法によって形成する
ことが好ましい。この理由については、後述する。
ー固定用基板をセラミックスまたはガラスによって形成
することが好ましい。しかも、このとき、光ファイバー
固定用基板の固定用溝をプレス成形法によって形成する
ことが好ましい。この理由については、後述する。
【００１７】以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本
発明を更に詳細に説明する。図２（ａ）は、本発明の実
施例に係る光ファイバー固定用基板１の平面図であり、
図２（ｂ）は、光ファイバー固定用基板１の横断面を示
す断面図であり、図２（ｃ）は、各固定用溝３内に光フ
ァイバーを収容し、接合した状態を示す断面図である。
基板本体２には、固定用溝３が所定列（例えば図２にお
いては６列）形成されている。また、各固定用溝３は、
基板本体２の一方の端面２ａから、他方の端面２ｂまで
延びている。各固定用溝３としては、本実施例において
は、いわゆるＶ溝を使用しているが、Ｕ溝に対して本発
明を適用することも可能である。
発明を更に詳細に説明する。図２（ａ）は、本発明の実
施例に係る光ファイバー固定用基板１の平面図であり、
図２（ｂ）は、光ファイバー固定用基板１の横断面を示
す断面図であり、図２（ｃ）は、各固定用溝３内に光フ
ァイバーを収容し、接合した状態を示す断面図である。
基板本体２には、固定用溝３が所定列（例えば図２にお
いては６列）形成されている。また、各固定用溝３は、
基板本体２の一方の端面２ａから、他方の端面２ｂまで
延びている。各固定用溝３としては、本実施例において
は、いわゆるＶ溝を使用しているが、Ｕ溝に対して本発
明を適用することも可能である。
【００１８】各Ｖ溝３には、それぞれ一対の傾斜面７が
形成されており、相対向する傾斜面７の間に、先鋭な谷
部５が形成されている。この谷部５の横断面（図２
（ｂ）に示す断面）の曲率半径は５μｍ以下とする。ま
た加工上は、この曲率半径を１μｍ未満とすることは困
難なので、加工上の観点からは、１μｍ以上とすること
が好ましい。
形成されており、相対向する傾斜面７の間に、先鋭な谷
部５が形成されている。この谷部５の横断面（図２
（ｂ）に示す断面）の曲率半径は５μｍ以下とする。ま
た加工上は、この曲率半径を１μｍ未満とすることは困
難なので、加工上の観点からは、１μｍ以上とすること
が好ましい。
【００１９】各固定用溝３の間にそれぞれ山部４４が形
成されており、また両端の固定用溝３の外側にそれぞれ
山部４４Ａが形成されている。各山部４４、４４Ａの横
断面の曲率半径を、各山部４４、４４Ａの全体にわたっ
て５μｍ以上とし、即ち、各山部に微細な丸みを付け
る。ここで、本実施例では、各山部４４、４４Ａの頂部
４、４Ａの横断面の曲率半径を５μｍ以上とする必要が
ある。各山部４４、４４Ａの各頂部４、４Ａ以外の部分
の横断面は直線状であり、即ちその曲率半径は無限大だ
からである。
成されており、また両端の固定用溝３の外側にそれぞれ
山部４４Ａが形成されている。各山部４４、４４Ａの横
断面の曲率半径を、各山部４４、４４Ａの全体にわたっ
て５μｍ以上とし、即ち、各山部に微細な丸みを付け
る。ここで、本実施例では、各山部４４、４４Ａの頂部
４、４Ａの横断面の曲率半径を５μｍ以上とする必要が
ある。各山部４４、４４Ａの各頂部４、４Ａ以外の部分
の横断面は直線状であり、即ちその曲率半径は無限大だ
からである。
【００２０】各固定用溝３内に光ファイバーを収容した
後には、例えば他の光ファイバーを準備し、その端面
を、図２（ｂ）に示す各固定用溝３内に収容された各光
ファイバー９の端面に対して対向させ、両者の端面を融
着接合させることができる。または、図２（ｃ）に示す
ように、各光ファイバー９を各固定用溝３内に収容し、
各光ファイバー９を傾斜面７に対して接触させることで
各光ファイバーの位置決めを行い、次いで各光ファイバ
ー９と固定用溝との間隙に接着剤を充填して接着剤層８
を形成し、光ファイバーを固定する。この後、光導波路
に対して各光ファイバー９の端面を光学結合する。むろ
ん、前記したようにマスターファイバーを各固定用溝３
内に挿入し、収容することもできる。
後には、例えば他の光ファイバーを準備し、その端面
を、図２（ｂ）に示す各固定用溝３内に収容された各光
ファイバー９の端面に対して対向させ、両者の端面を融
着接合させることができる。または、図２（ｃ）に示す
ように、各光ファイバー９を各固定用溝３内に収容し、
各光ファイバー９を傾斜面７に対して接触させることで
各光ファイバーの位置決めを行い、次いで各光ファイバ
ー９と固定用溝との間隙に接着剤を充填して接着剤層８
を形成し、光ファイバーを固定する。この後、光導波路
に対して各光ファイバー９の端面を光学結合する。むろ
ん、前記したようにマスターファイバーを各固定用溝３
内に挿入し、収容することもできる。
【００２１】図２に示したように、各光ファイバーの山
部４４、４４Ａの各頂部４、４Ａに微細な丸みを付ける
ことによって、各山部の微細な破損や欠けといった問題
を解決することができた。ただし、この作用効果を達成
するためには、少なくとも、各山部の全体にわたって５
μｍ以上の曲率半径を備えていることが必要であった。
部４４、４４Ａの各頂部４、４Ａに微細な丸みを付ける
ことによって、各山部の微細な破損や欠けといった問題
を解決することができた。ただし、この作用効果を達成
するためには、少なくとも、各山部の全体にわたって５
μｍ以上の曲率半径を備えていることが必要であった。
【００２２】ただし、各山部の頂部については、頂部の
曲率半径を大きくしすぎると、固定用溝３の傾斜面７が
光ファイバーへの接触点を越え、光ファイバーの位置決
めを行えないことが考えられる。標準的な直径１２５μ
ｍの光ファイバーをピッチ２５０μｍで配列する場合、
理論的にはこの曲率半径は９０μｍまで許容される。た
だし、誤差を考慮した実際的な観点からは、各頂部４、
４Ａの曲率半径を８０μｍ以下とすることが好ましい。
曲率半径を大きくしすぎると、固定用溝３の傾斜面７が
光ファイバーへの接触点を越え、光ファイバーの位置決
めを行えないことが考えられる。標準的な直径１２５μ
ｍの光ファイバーをピッチ２５０μｍで配列する場合、
理論的にはこの曲率半径は９０μｍまで許容される。た
だし、誤差を考慮した実際的な観点からは、各頂部４、
４Ａの曲率半径を８０μｍ以下とすることが好ましい。
【００２３】本発明者は、前述したように、従来の光フ
ァイバー固定用基板の微視的形態について検討してきた
が、図３に、この形態を模式的に示す。各Ｖ溝１２に
は、それぞれ一対の傾斜面７が形成されており、相対向
する傾斜面７の間に、丸みを帯びた谷部１１が形成され
ている。各固定用溝３の間にそれぞれ山部４３が形成さ
れており、また両端の固定用溝１１の外側にそれぞれ山
部４３Ａが形成されている。
ァイバー固定用基板の微視的形態について検討してきた
が、図３に、この形態を模式的に示す。各Ｖ溝１２に
は、それぞれ一対の傾斜面７が形成されており、相対向
する傾斜面７の間に、丸みを帯びた谷部１１が形成され
ている。各固定用溝３の間にそれぞれ山部４３が形成さ
れており、また両端の固定用溝１１の外側にそれぞれ山
部４３Ａが形成されている。
【００２４】ここで、本発明者がこの山部４３、４３Ａ
と谷部との形状を走査型電子顕微鏡で観察してみると、
山部４３、４３Ａはきわめて先鋭であり、各山部の頂部
１０、１０Ａの横断面の曲率半径は１μｍ程度であっ
た。これに対して、各谷部１１には微細な丸みが付いて
おり、この横断面の曲率半径は１０μｍ程度であった。
本発明者は、このような形状が生成した理由について検
討した。
と谷部との形状を走査型電子顕微鏡で観察してみると、
山部４３、４３Ａはきわめて先鋭であり、各山部の頂部
１０、１０Ａの横断面の曲率半径は１μｍ程度であっ
た。これに対して、各谷部１１には微細な丸みが付いて
おり、この横断面の曲率半径は１０μｍ程度であった。
本発明者は、このような形状が生成した理由について検
討した。
【００２５】従来の製法では、ダイヤモンドによって基
板本体２の表面を研削加工し、溝を形成していたが、こ
の砥石の根本の方では比較的に先鋭な研削が可能であ
り、この結果各山部１０、１０Ａが先鋭となったもので
あろう。これに対して、各砥石の刃先によって各谷部１
１を研削加工することになるが、刃先の部分は先鋭な研
削は困難であるため、谷部１１に丸みがついたものと考
えられる。
板本体２の表面を研削加工し、溝を形成していたが、こ
の砥石の根本の方では比較的に先鋭な研削が可能であ
り、この結果各山部１０、１０Ａが先鋭となったもので
あろう。これに対して、各砥石の刃先によって各谷部１
１を研削加工することになるが、刃先の部分は先鋭な研
削は困難であるため、谷部１１に丸みがついたものと考
えられる。
【００２６】また、本発明者は、シリコンウエハーをエ
ッチングして各Ｖ溝を形成した。しかし、この場合に
も、やはり各山部にエッジが形成されてしまうことが判
明した。
ッチングして各Ｖ溝を形成した。しかし、この場合に
も、やはり各山部にエッジが形成されてしまうことが判
明した。
【００２７】これに対して、本発明者は、次の製造方法
によれば、図２に示すような形状の山部および谷部を量
産できることを見いだした。即ち、まず例えば図２
（ａ）に示すような所望の平面的形状を有する金型を準
備する。むろん各光ファイバー固定用基板における各固
定用溝の平面的形状は、金型の平面的デザインを変更す
ることによって、種々変更することができる。
によれば、図２に示すような形状の山部および谷部を量
産できることを見いだした。即ち、まず例えば図２
（ａ）に示すような所望の平面的形状を有する金型を準
備する。むろん各光ファイバー固定用基板における各固
定用溝の平面的形状は、金型の平面的デザインを変更す
ることによって、種々変更することができる。
【００２８】この際、金型には、図４に示すように、各
固定用溝３の形状に対応する山４２を形成する。そし
て、この金型３７を、他の土台となる金型と組み合わ
せ、この間でセラミックスやガラスをプレス成形し、図
２に示す光ファイバー固定用基板１を製造する。この
際、各溝３８の形状が光ファイバー固定用基板の各山に
転写され、各山４２の形状が固定用基板１の各Ｖ溝３に
転写され、各傾斜面４１の形状が、各傾斜面７に転写さ
れる。
固定用溝３の形状に対応する山４２を形成する。そし
て、この金型３７を、他の土台となる金型と組み合わ
せ、この間でセラミックスやガラスをプレス成形し、図
２に示す光ファイバー固定用基板１を製造する。この
際、各溝３８の形状が光ファイバー固定用基板の各山に
転写され、各山４２の形状が固定用基板１の各Ｖ溝３に
転写され、各傾斜面４１の形状が、各傾斜面７に転写さ
れる。
【００２９】ここで、この金型３７の各溝３８も、研削
加工によって形成する必要がある。しかし、この研削加
工の際には、やはり山部３９が先鋭となり、谷部４０、
４０Ａは丸みを帯びた形状となる。この金型を使用して
成形体を作製すると、得られた成形体においては、図２
（ｂ）に示すように、先鋭な山部３９が谷部５に転写さ
れ、丸みを帯びた谷部４０、４０Ａが頂部４、４Ａに転
写されることになる。
加工によって形成する必要がある。しかし、この研削加
工の際には、やはり山部３９が先鋭となり、谷部４０、
４０Ａは丸みを帯びた形状となる。この金型を使用して
成形体を作製すると、得られた成形体においては、図２
（ｂ）に示すように、先鋭な山部３９が谷部５に転写さ
れ、丸みを帯びた谷部４０、４０Ａが頂部４、４Ａに転
写されることになる。
【００３０】この後、得られた成形体がセラミックス粉
末からなる場合には、この成形体を脱脂し、脱脂体を焼
成して、光ファイバー固定用基板を得ることができる。
また、得られた成形体がガラスからなる場合には、この
成形体を徐冷して光ファイバー固定用基板を製造するこ
とができるし、またはこの成形体を熱処理してガラスを
結晶化させ、この結晶化ガラスからなる成形体を徐冷し
て光ファイバー固定用基板を製造することもできる。
末からなる場合には、この成形体を脱脂し、脱脂体を焼
成して、光ファイバー固定用基板を得ることができる。
また、得られた成形体がガラスからなる場合には、この
成形体を徐冷して光ファイバー固定用基板を製造するこ
とができるし、またはこの成形体を熱処理してガラスを
結晶化させ、この結晶化ガラスからなる成形体を徐冷し
て光ファイバー固定用基板を製造することもできる。
【００３１】なお、図３に示すような先鋭な山部４３を
形成した後、この山部４３を研磨加工することによっ
て、研磨加工後の各山部の曲率半径を山部の全体にわた
って５μｍ以上とすることも可能である。
形成した後、この山部４３を研磨加工することによっ
て、研磨加工後の各山部の曲率半径を山部の全体にわた
って５μｍ以上とすることも可能である。
【００３２】また、図５に示すように、光ファイバー固
定用基板１２の各固定用溝１３について、その各谷部１
４に平坦面を形成することもできる。
定用基板１２の各固定用溝１３について、その各谷部１
４に平坦面を形成することもできる。
【００３３】また、図６に示すような形態の光ファイバ
ー固定用基板４５を作製することができる。この光ファ
イバー固定用基板４５においては、谷部５の曲率半径は
５μｍ以下であり、各山部４６の各傾斜面７の間に谷部
が形成されており、この中に接着剤層８を介して光ファ
イバーが保持されている。各山部４６の頂部にはそれぞ
れ平坦面４７が形成されており、各平坦面４７の末端と
各傾斜面７の上端部との間にエッジ４８が形成されてい
る。各エッジ４８の曲率半径は５μｍ以上である。
ー固定用基板４５を作製することができる。この光ファ
イバー固定用基板４５においては、谷部５の曲率半径は
５μｍ以下であり、各山部４６の各傾斜面７の間に谷部
が形成されており、この中に接着剤層８を介して光ファ
イバーが保持されている。各山部４６の頂部にはそれぞ
れ平坦面４７が形成されており、各平坦面４７の末端と
各傾斜面７の上端部との間にエッジ４８が形成されてい
る。各エッジ４８の曲率半径は５μｍ以上である。
【００３４】また、前記した各谷部に丸みを付けること
も考えられる。しかし、本発明においては、この谷部を
先鋭にする方が好ましく、具体的には谷部の横断面の曲
率半径を５μｍ以下とすることが好ましい。図７を参照
しつつ、この理由を説明する。
も考えられる。しかし、本発明においては、この谷部を
先鋭にする方が好ましく、具体的には谷部の横断面の曲
率半径を５μｍ以下とすることが好ましい。図７を参照
しつつ、この理由を説明する。
【００３５】図７（ａ）には、各固定用溝３の谷部５が
先鋭である場合を示す。光ファイバー９Ａが固定用溝３
の寸法に比較して小さい場合には、光ファイバー９Ａを
各傾斜面７に接触させて所定位置に保持する際に、まだ
光ファイバー９Ａの下側に隙間がある。１９は一対の接
触部分である。このため、微細な塵や破片１６がこの固
定用溝３内に落下したときには、この塵等が光ファイバ
ー９Ａの下側の隙間に侵入するが、この塵等１６が光フ
ァイバー９Ａに対して接触しにくい。
先鋭である場合を示す。光ファイバー９Ａが固定用溝３
の寸法に比較して小さい場合には、光ファイバー９Ａを
各傾斜面７に接触させて所定位置に保持する際に、まだ
光ファイバー９Ａの下側に隙間がある。１９は一対の接
触部分である。このため、微細な塵や破片１６がこの固
定用溝３内に落下したときには、この塵等が光ファイバ
ー９Ａの下側の隙間に侵入するが、この塵等１６が光フ
ァイバー９Ａに対して接触しにくい。
【００３６】図７（ｂ）には、各固定用溝１７の谷部１
８が丸みを帯びている場合を示す。光ファイバー９Ａを
傾斜面７に接触させて所定位置に保持する際に、光ファ
イバー９Ａの下側の隙間は、その底面からの間隔が小さ
くなる。このため、微細な塵等１６がこの固定用溝１７
内に落下したときには、この塵等１６が光ファイバー９
Ａの下側の隙間に侵入するが、この塵等１６が光ファイ
バー９Ａに対して接触し易い。この結果、光ファイバー
９Ａが一方の傾斜面７に接触不良になり、２０の部分で
浮きが発生しうる。
８が丸みを帯びている場合を示す。光ファイバー９Ａを
傾斜面７に接触させて所定位置に保持する際に、光ファ
イバー９Ａの下側の隙間は、その底面からの間隔が小さ
くなる。このため、微細な塵等１６がこの固定用溝１７
内に落下したときには、この塵等１６が光ファイバー９
Ａの下側の隙間に侵入するが、この塵等１６が光ファイ
バー９Ａに対して接触し易い。この結果、光ファイバー
９Ａが一方の傾斜面７に接触不良になり、２０の部分で
浮きが発生しうる。
【００３７】次に、上記のようにしてプレス成形法によ
って光ファイバー固定用基板を形成した場合には、研削
加工によって固定用溝を形成する場合とは異なり、各固
定用溝の平面的形状を自由に変更することができる。例
えば、従来は形成することが困難であった、平面的に見
て湾曲した固定用溝や、平面的に見て曲折した固定用溝
を形成することができる。こうした形成方法を応用した
各光ファイバー固定用基板について、順次に説明する。
って光ファイバー固定用基板を形成した場合には、研削
加工によって固定用溝を形成する場合とは異なり、各固
定用溝の平面的形状を自由に変更することができる。例
えば、従来は形成することが困難であった、平面的に見
て湾曲した固定用溝や、平面的に見て曲折した固定用溝
を形成することができる。こうした形成方法を応用した
各光ファイバー固定用基板について、順次に説明する。
【００３８】第二の発明は、光ファイバーを収容し、位
置決めするための固定用溝が形成されている、プレス成
形法によって作製された光ファイバー固定用基板であっ
て、セラミックスまたはガラスからなり、固定用溝が平
面的に見て湾曲した湾曲部分を備えていることを特徴と
する、光ファイバー固定用基板を提供するものである。
置決めするための固定用溝が形成されている、プレス成
形法によって作製された光ファイバー固定用基板であっ
て、セラミックスまたはガラスからなり、固定用溝が平
面的に見て湾曲した湾曲部分を備えていることを特徴と
する、光ファイバー固定用基板を提供するものである。
【００３９】ここで、この湾曲部分は基板中に一か所存
在していても良く、２箇所以上存在していても良い。図
８（ａ）は、この発明の実施例に係る光ファイバー固定
用基板２２を示す平面図であり、図８（ｂ）はこの固定
用溝の一例を示す断面図である。基板本体２１上には、
弧状に湾曲した固定用溝２３が形成されている。固定用
溝２３の山部および谷部５の形態については、図２のも
のと同様である。こうした固定用基板によれば、そのＶ
溝中に光ファイバーを収容することによって、光ファイ
バーの位置決めを正確に行うことができる。
在していても良く、２箇所以上存在していても良い。図
８（ａ）は、この発明の実施例に係る光ファイバー固定
用基板２２を示す平面図であり、図８（ｂ）はこの固定
用溝の一例を示す断面図である。基板本体２１上には、
弧状に湾曲した固定用溝２３が形成されている。固定用
溝２３の山部および谷部５の形態については、図２のも
のと同様である。こうした固定用基板によれば、そのＶ
溝中に光ファイバーを収容することによって、光ファイ
バーの位置決めを正確に行うことができる。
【００４０】本発明者は、このような平面的形態の光フ
ァイバー固定用基板を、従来公知の方法によって作製す
ることも試みたが、これでは光ファイバーを十分に正確
に位置決めできるような基板を作製することはできなか
った。まず、例えば図９（ａ）に示すように、研削加工
法によって光ファイバー固定用基板４９の基材２１を加
工する際に、固定用溝５０の端部５０ａと端部５０ｂと
の間で研削砥石の進行方向が直角方向に曲がっているも
のとする。この場合には、研削砥石を横に移動させる必
要があり、この過程で固定用溝５０の幅が広くなるため
に、，端部５０ｂの方が端部５０ａの方よりも溝の幅が
大きくなる。このために光ファイバーを所定位置に固定
することができなくなる。
ァイバー固定用基板を、従来公知の方法によって作製す
ることも試みたが、これでは光ファイバーを十分に正確
に位置決めできるような基板を作製することはできなか
った。まず、例えば図９（ａ）に示すように、研削加工
法によって光ファイバー固定用基板４９の基材２１を加
工する際に、固定用溝５０の端部５０ａと端部５０ｂと
の間で研削砥石の進行方向が直角方向に曲がっているも
のとする。この場合には、研削砥石を横に移動させる必
要があり、この過程で固定用溝５０の幅が広くなるため
に、，端部５０ｂの方が端部５０ａの方よりも溝の幅が
大きくなる。このために光ファイバーを所定位置に固定
することができなくなる。
【００４１】一方、シリコン基板のエッチングによって
光ファイバー固定用基板を製造する場合には、例えば図
９（ｂ）に示すように、シリコン基板２１の平面上でｘ
方向とｙ方向との間では、結晶方位に異方性があり、こ
のために固定用溝５２の方向が徐々に変化していく過程
で、段差５３、５４が発生する。この結果、固定用溝５
２内の光ファイバーが所定位置に位置決めされにくく、
信頼性が低くなる。
光ファイバー固定用基板を製造する場合には、例えば図
９（ｂ）に示すように、シリコン基板２１の平面上でｘ
方向とｙ方向との間では、結晶方位に異方性があり、こ
のために固定用溝５２の方向が徐々に変化していく過程
で、段差５３、５４が発生する。この結果、固定用溝５
２内の光ファイバーが所定位置に位置決めされにくく、
信頼性が低くなる。
【００４２】これに対して、プレス成形法による場合に
は、所定の平面的形状を有する金型を放電加工法によっ
て容易に作製できる。
は、所定の平面的形状を有する金型を放電加工法によっ
て容易に作製できる。
【００４３】なお、第二の発明においては、山部および
谷部の形態は、前記した図２〜図６に示した山部および
谷部には限定されない。
谷部の形態は、前記した図２〜図６に示した山部および
谷部には限定されない。
【００４４】第二の本発明においては、固定用溝に、固
定用溝と同じ平面的形状を有する光ファイバーを、固定
用溝の壁面からの応力が加わらない状態で収容および固
定することができる。このためには、各固定用溝の平面
的形態とほぼ同じ平面的形態を有する光ファイバーを、
予め別途に製造しておき、この光ファイバーを固定用溝
中に収容する。
定用溝と同じ平面的形状を有する光ファイバーを、固定
用溝の壁面からの応力が加わらない状態で収容および固
定することができる。このためには、各固定用溝の平面
的形態とほぼ同じ平面的形態を有する光ファイバーを、
予め別途に製造しておき、この光ファイバーを固定用溝
中に収容する。
【００４５】また、第二の発明の他の態様は、複数の光
ファイバーからなる第一の光ファイバー群における各光
ファイバーの間隔と、複数の光ファイバーからなる第二
の光ファイバー群における各光ファイバーの間隔とが異
なっている際に、第一の光ファイバー群に属する各光フ
ァイバーを、第二の光ファイバー群に属する対応する光
ファイバーとを結合するための結合デバイスであって、
前記の湾曲部分を有する光ファイバー固定用基板を備え
ており、第一の光ファイバー群内の光ファイバーおよび
第二の光ファイバー群内の光ファイバーにそれぞれ対応
する固定用溝が光ファイバー固定用基板に形成されてお
り、各固定用溝の一方の端部が、第一の光ファイバー群
の各光ファイバーに対応する位置に形成されており、各
固定用溝の他方の端部が、第二の各光ファイバー群に属
する各光ファイバーに対応する位置にそれぞれ形成され
ており、この固定用溝中に第一の光ファイバー群内の光
ファイバーと第二の光ファイバー群内の光ファイバーと
が収容および固定されており、かつ第一の光ファイバー
群内の光ファイバーと第二の光ファイバー群内の前記光
ファイバーとが互いに光の導通が可能なように接続され
ていることを特徴とする、光デバイスを提供するもので
ある。
ファイバーからなる第一の光ファイバー群における各光
ファイバーの間隔と、複数の光ファイバーからなる第二
の光ファイバー群における各光ファイバーの間隔とが異
なっている際に、第一の光ファイバー群に属する各光フ
ァイバーを、第二の光ファイバー群に属する対応する光
ファイバーとを結合するための結合デバイスであって、
前記の湾曲部分を有する光ファイバー固定用基板を備え
ており、第一の光ファイバー群内の光ファイバーおよび
第二の光ファイバー群内の光ファイバーにそれぞれ対応
する固定用溝が光ファイバー固定用基板に形成されてお
り、各固定用溝の一方の端部が、第一の光ファイバー群
の各光ファイバーに対応する位置に形成されており、各
固定用溝の他方の端部が、第二の各光ファイバー群に属
する各光ファイバーに対応する位置にそれぞれ形成され
ており、この固定用溝中に第一の光ファイバー群内の光
ファイバーと第二の光ファイバー群内の光ファイバーと
が収容および固定されており、かつ第一の光ファイバー
群内の光ファイバーと第二の光ファイバー群内の前記光
ファイバーとが互いに光の導通が可能なように接続され
ていることを特徴とする、光デバイスを提供するもので
ある。
【００４６】また、この方法は、複数の光ファイバーか
らなる光ファイバー群における各光ファイバーの間隔
と、複数の光導波路を備えている光導波路基板における
各光導波路の間隔とが異なっている際に、光ファイバー
群に属する各光ファイバーと、各光導波路とを結合する
ための結合デバイスに対して、適用することができる。
らなる光ファイバー群における各光ファイバーの間隔
と、複数の光導波路を備えている光導波路基板における
各光導波路の間隔とが異なっている際に、光ファイバー
群に属する各光ファイバーと、各光導波路とを結合する
ための結合デバイスに対して、適用することができる。
【００４７】図１０（ａ）は、本態様の実施例に係る光
デバイスを示す平面図であり、図１０（ｂ）は、本態様
の他の実施例に係る光デバイスを示す平面図であり、図
１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の光デバイスを示す側面図
である。図１０（ａ）において、基板５７の左側の端面
５７ａに対向するように位置する第一の光ファイバー群
における各光ファイバー５９Ａ、５９Ｂは、単一の被覆
５５内に収容されており、各光ファイバーの間隔ｄ1 は
相対的に小さい。これに対して、右側の端面５７ｂに対
向するように位置する第二の光ファイバー群における各
光ファイバー５９Ｃは、それぞれ被覆５６内に収容され
ており、各光ファイバー５９Ｃの間隔ｄ2 は、相対的に
大きい。光ファイバー固定用基板５７の左側部分には２
列の固定用溝５８Ａと２列の固定用溝５８Ｂとが形成さ
れており、右側部分には固定用溝６０が形成されてい
る。各固定用溝５８Ａ、５８Ｂと６０とはそれぞれ連続
している。固定用溝５８Ａ、５８Ｂは、それぞれ直線部
分５８ａ、外側へと向かう湾曲部分５８ｂ、短い直線部
分５８ｃ、内側へと向かう湾曲部分５８ｄおよび直線部
分５８ｅを備えており、直線部分５８ｅが連結線６１で
固定用溝６０に連続している。
デバイスを示す平面図であり、図１０（ｂ）は、本態様
の他の実施例に係る光デバイスを示す平面図であり、図
１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の光デバイスを示す側面図
である。図１０（ａ）において、基板５７の左側の端面
５７ａに対向するように位置する第一の光ファイバー群
における各光ファイバー５９Ａ、５９Ｂは、単一の被覆
５５内に収容されており、各光ファイバーの間隔ｄ1 は
相対的に小さい。これに対して、右側の端面５７ｂに対
向するように位置する第二の光ファイバー群における各
光ファイバー５９Ｃは、それぞれ被覆５６内に収容され
ており、各光ファイバー５９Ｃの間隔ｄ2 は、相対的に
大きい。光ファイバー固定用基板５７の左側部分には２
列の固定用溝５８Ａと２列の固定用溝５８Ｂとが形成さ
れており、右側部分には固定用溝６０が形成されてい
る。各固定用溝５８Ａ、５８Ｂと６０とはそれぞれ連続
している。固定用溝５８Ａ、５８Ｂは、それぞれ直線部
分５８ａ、外側へと向かう湾曲部分５８ｂ、短い直線部
分５８ｃ、内側へと向かう湾曲部分５８ｄおよび直線部
分５８ｅを備えており、直線部分５８ｅが連結線６１で
固定用溝６０に連続している。
【００４８】湾曲部分５８Ａ中には、外側の光ファイバ
ー５９Ａが収容されていおり、湾曲部分５９Ｂの中に
は、内側の光ファイバー５９Ｂが収容されている。ま
た、各固定用溝６０内に各光ファイバー５９Ｃが収容さ
れている。各光ファイバー５９Ａ、５９Ｂと各光ファイ
バー５９Ｃとが、互いに結合されている。この結合は、
好ましくはメカニカルスプライス法によって行うことが
でき、これは「ＮＴＴ研究実用化報告第３３巻第３号」
１９８４年、第５８８頁等に記載されている。
ー５９Ａが収容されていおり、湾曲部分５９Ｂの中に
は、内側の光ファイバー５９Ｂが収容されている。ま
た、各固定用溝６０内に各光ファイバー５９Ｃが収容さ
れている。各光ファイバー５９Ａ、５９Ｂと各光ファイ
バー５９Ｃとが、互いに結合されている。この結合は、
好ましくはメカニカルスプライス法によって行うことが
でき、これは「ＮＴＴ研究実用化報告第３３巻第３号」
１９８４年、第５８８頁等に記載されている。
【００４９】また、図１０（ｂ）、（ｃ）に示す固定用
基板においては、基板５７と光ファイバーの保持基板６
２とが、一体のものとして成形されており、これによっ
て一層光結合デバイスの集積化を進めることができる。
保持基板６２の上面側には、各光ファイバーの各被覆５
６を収容するための溝６２ｃが形成されている。基板５
７の左側の端面５７ａに対して、光導波路基板１１６の
端面１１６ａが接合されている。光導波路基板１１６に
は、複数列の光導波路１１７Ａ、１１７Ｂが形成されて
いる。本実施例においては、光導波路の間隔はｄ1 であ
る。各光ファイバー１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ被
覆５６内に収容されており、各光ファイバー１１０Ａ、
１１０Ｂの間隔ｄ2 は、ｄ1 に比べて相対的に大きい。
基板においては、基板５７と光ファイバーの保持基板６
２とが、一体のものとして成形されており、これによっ
て一層光結合デバイスの集積化を進めることができる。
保持基板６２の上面側には、各光ファイバーの各被覆５
６を収容するための溝６２ｃが形成されている。基板５
７の左側の端面５７ａに対して、光導波路基板１１６の
端面１１６ａが接合されている。光導波路基板１１６に
は、複数列の光導波路１１７Ａ、１１７Ｂが形成されて
いる。本実施例においては、光導波路の間隔はｄ1 であ
る。各光ファイバー１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ被
覆５６内に収容されており、各光ファイバー１１０Ａ、
１１０Ｂの間隔ｄ2 は、ｄ1 に比べて相対的に大きい。
【００５０】固定用溝５８Ａおよび６０の中には、外側
の光ファイバー１１０Ａが収容されており、固定用溝５
８Ｂおよび６０の中には、内側の光ファイバー１１０Ｂ
が収容されている。そして、各光ファイバーを接着剤に
よって固定用溝の中に固定し、固定用基板５７の端面５
７ａを光学研磨し、研磨された端面を各光導波路に対し
て光学的に結合する。この際には、外側の光ファイバー
１１０Ａは、対応する光導波路１１７Ａに対して光学的
に結合され、内側の光ファイバー１１０Ｂは、対応する
光導波路１１７Ｂに対して光学的に結合される。なお、
図面中、１１８は光導波路群である。
の光ファイバー１１０Ａが収容されており、固定用溝５
８Ｂおよび６０の中には、内側の光ファイバー１１０Ｂ
が収容されている。そして、各光ファイバーを接着剤に
よって固定用溝の中に固定し、固定用基板５７の端面５
７ａを光学研磨し、研磨された端面を各光導波路に対し
て光学的に結合する。この際には、外側の光ファイバー
１１０Ａは、対応する光導波路１１７Ａに対して光学的
に結合され、内側の光ファイバー１１０Ｂは、対応する
光導波路１１７Ｂに対して光学的に結合される。なお、
図面中、１１８は光導波路群である。
【００５１】図１０（ａ）、（ｂ）においては、各光フ
ァイバーを、湾曲する固定用溝の中に収容するために
は、好ましくは真っ直ぐな光ファイバーを湾曲した固定
用溝の中に、固定用溝の壁面に対して光ファイバーを沿
わせながら、光ファイバーを折り曲げながら順次に収容
していく。この場合、固定用溝５８Ａ、５８Ｂが滑らか
に湾曲しているので、固定用溝中の光ファイバーの一部
分に応力が集中して断線するおそれがない。
ァイバーを、湾曲する固定用溝の中に収容するために
は、好ましくは真っ直ぐな光ファイバーを湾曲した固定
用溝の中に、固定用溝の壁面に対して光ファイバーを沿
わせながら、光ファイバーを折り曲げながら順次に収容
していく。この場合、固定用溝５８Ａ、５８Ｂが滑らか
に湾曲しているので、固定用溝中の光ファイバーの一部
分に応力が集中して断線するおそれがない。
【００５２】図１０（ａ）、（ｂ）の実施例において、
更に光ファイバーの被覆５６の直径を通常は０．９ｍｍ
とすることができ、この場合には固定用溝６０の間隔を
０．９ｍｍとする。また、テープファイバー５９Ａ、５
９Ｂの間隔、または光導波路の間隔は、例えば０．２５
ｍｍであるので、この場合には固定用溝５８ａの間隔を
０．２５ｍｍとする。
更に光ファイバーの被覆５６の直径を通常は０．９ｍｍ
とすることができ、この場合には固定用溝６０の間隔を
０．９ｍｍとする。また、テープファイバー５９Ａ、５
９Ｂの間隔、または光導波路の間隔は、例えば０．２５
ｍｍであるので、この場合には固定用溝５８ａの間隔を
０．２５ｍｍとする。
【００５３】また、第三の発明は、光ファイバーを収容
し、位置決めするための固定用溝が形成されている、プ
レス成形法によって作製された光ファイバー固定用基板
であって、固定用溝の少なくとも一方の端部が平面的に
見て光ファイバー固定用基板内に形成されており、この
端部に光ファイバー固定用基板の主面に対して垂直な端
面が形成されていることを特徴とする、光ファイバー固
定用基板に係るものである。
し、位置決めするための固定用溝が形成されている、プ
レス成形法によって作製された光ファイバー固定用基板
であって、固定用溝の少なくとも一方の端部が平面的に
見て光ファイバー固定用基板内に形成されており、この
端部に光ファイバー固定用基板の主面に対して垂直な端
面が形成されていることを特徴とする、光ファイバー固
定用基板に係るものである。
【００５４】図１１（ａ）は、本発明の実施例に係る光
ファイバー固定用基板４０を示す平面図であり、図１１
（ｂ）はその側面図である。固定用溝３の山部４４、４
４Ａ、頂部４、４Ａおよび谷部５については、図２のも
のと同様である。ただし、各固定用溝３は、基板本体２
の一方の端面２ａから端面２ｂへと向かうように、互い
にほぼ平行に形成されているが、基板本体２のほぼ中央
部で、各固定用溝３は終了している。
ファイバー固定用基板４０を示す平面図であり、図１１
（ｂ）はその側面図である。固定用溝３の山部４４、４
４Ａ、頂部４、４Ａおよび谷部５については、図２のも
のと同様である。ただし、各固定用溝３は、基板本体２
の一方の端面２ａから端面２ｂへと向かうように、互い
にほぼ平行に形成されているが、基板本体２のほぼ中央
部で、各固定用溝３は終了している。
【００５５】この固定用溝３の基板内の端面６は、図１
２（ａ）に示すように、基板の主面に対してほぼ垂直な
平面をなしている。この端面６と基板の主面との角度
は、前記したようなプレス成形法によって固定用溝を形
成した場合には、９０度±０．２度とすることができ
た。この結果、光ファイバー６５の端面６５ａを垂直面
とした場合に、この光ファイバー６５の端面６５ａを端
面６に対して接触させ、位置決めすることができる。
２（ａ）に示すように、基板の主面に対してほぼ垂直な
平面をなしている。この端面６と基板の主面との角度
は、前記したようなプレス成形法によって固定用溝を形
成した場合には、９０度±０．２度とすることができ
た。この結果、光ファイバー６５の端面６５ａを垂直面
とした場合に、この光ファイバー６５の端面６５ａを端
面６に対して接触させ、位置決めすることができる。
【００５６】本発明においては、特にこの固定用溝の端
面６に対して連続するように光導波路６３を形成するこ
とができる。これによって、固定用溝に収容された光フ
ァイバーの幾何学的中心と光導波路６３のコアとをｘ、
ｙ方向に位置決めすることによって、光ファイバー６５
の端面６５ａを端面６に対して接触させれば、光ファイ
バー６５を自動的に光導波路６３に対して光学的に結合
することが可能になる。例えば、基板６４をイオン交換
ガラスによって形成し、イオン交換法によって光導波路
６３を形成することによって、このような光導波路を作
製することができる。
面６に対して連続するように光導波路６３を形成するこ
とができる。これによって、固定用溝に収容された光フ
ァイバーの幾何学的中心と光導波路６３のコアとをｘ、
ｙ方向に位置決めすることによって、光ファイバー６５
の端面６５ａを端面６に対して接触させれば、光ファイ
バー６５を自動的に光導波路６３に対して光学的に結合
することが可能になる。例えば、基板６４をイオン交換
ガラスによって形成し、イオン交換法によって光導波路
６３を形成することによって、このような光導波路を作
製することができる。
【００５７】研削加工法によって固定用溝を形成した場
合には、図１２（ｂ）に示すように、固定用溝の端面６
８は湾曲した形状となり、この横断面の曲率半径は、研
削用砥石の直径に依存するが，通常は２０ｍｍ以上とな
る。このため、前記したように固定用溝の端面に対して
光ファイバーの端面を接触させたり、光ファイバーの端
面を位置決めすることはできない。
合には、図１２（ｂ）に示すように、固定用溝の端面６
８は湾曲した形状となり、この横断面の曲率半径は、研
削用砥石の直径に依存するが，通常は２０ｍｍ以上とな
る。このため、前記したように固定用溝の端面に対して
光ファイバーの端面を接触させたり、光ファイバーの端
面を位置決めすることはできない。
【００５８】また、シリコン基板のエッチング法によっ
て固定用溝を形成した場合には、図１２（ｃ）に示すよ
うに、固定用溝の端面に傾斜面７１が生成する。これ
は、シリコン基板６９のエッチングが異方性エッチング
によって行われているからであり、通常は基板の主面に
対して５４．７３°の角度を有する傾斜面７１が形成さ
れる。この結果、光ファイバー固定用基板６５の端面６
５ａと固定用溝の端面７１との間には必然的に隙間が生
成する。この隙間をなくするためには、図１２（ｃ）に
示すように、光ファイバー固定用基板６５の端面６５ｂ
にも前記と同じ角度の傾斜を付け、この傾斜面６５ｂと
７１とを互いに隙間無く接触させることが必要であっ
た。これによって光ファイバー６５と光導波路７０とを
隙間無く接触させることができる。
て固定用溝を形成した場合には、図１２（ｃ）に示すよ
うに、固定用溝の端面に傾斜面７１が生成する。これ
は、シリコン基板６９のエッチングが異方性エッチング
によって行われているからであり、通常は基板の主面に
対して５４．７３°の角度を有する傾斜面７１が形成さ
れる。この結果、光ファイバー固定用基板６５の端面６
５ａと固定用溝の端面７１との間には必然的に隙間が生
成する。この隙間をなくするためには、図１２（ｃ）に
示すように、光ファイバー固定用基板６５の端面６５ｂ
にも前記と同じ角度の傾斜を付け、この傾斜面６５ｂと
７１とを互いに隙間無く接触させることが必要であっ
た。これによって光ファイバー６５と光導波路７０とを
隙間無く接触させることができる。
【００５９】しかし、この光学的接続方法を採用する
と、光ファイバー６５を固定用溝中に挿入して光導波路
との光学的接続を行う際に、光ファイバー６５の端面６
５ｂと固定用溝の端面７１との間で、光ファイバーの中
心軸の回りの回転方向を正確に調節する必要があるが、
このような３６０°に回転可能な光ファイバー６５の回
転軸方向の位置決めは困難であり、やはりコスト上昇の
原因となる。
と、光ファイバー６５を固定用溝中に挿入して光導波路
との光学的接続を行う際に、光ファイバー６５の端面６
５ｂと固定用溝の端面７１との間で、光ファイバーの中
心軸の回りの回転方向を正確に調節する必要があるが、
このような３６０°に回転可能な光ファイバー６５の回
転軸方向の位置決めは困難であり、やはりコスト上昇の
原因となる。
【００６０】また、図１３（ａ）に示す光デバイス７２
においては、デバイス７２の端面７２ａにある例えば４
列の光ファイバー７６を、それぞれ前記の固定用溝内に
収容し、各光ファイバー７６の垂直な端面を、それぞれ
各固定用溝の基板の主面に対して垂直な端面６に対して
接触させ、位置決めしている。デバイス７２の他方の端
面７２ｂにある例えば１列の光ファイバー７６を、前記
の固定用溝内に収容し、光ファイバー７６の垂直な端面
を、固定用溝の基板の主面に対して垂直な端面６に対し
て接触させ、位置決めしている。各光ファイバー７６の
端面は、図１２（ａ）に示すようにして、基板内の光導
波路７３の分岐部分７３ａまたは直線部分７３ｃに対し
て光学的に接続されている。分岐部分７３ａと直線部分
７３ｃとは、分岐点７３ｂにおいて結合されている。
においては、デバイス７２の端面７２ａにある例えば４
列の光ファイバー７６を、それぞれ前記の固定用溝内に
収容し、各光ファイバー７６の垂直な端面を、それぞれ
各固定用溝の基板の主面に対して垂直な端面６に対して
接触させ、位置決めしている。デバイス７２の他方の端
面７２ｂにある例えば１列の光ファイバー７６を、前記
の固定用溝内に収容し、光ファイバー７６の垂直な端面
を、固定用溝の基板の主面に対して垂直な端面６に対し
て接触させ、位置決めしている。各光ファイバー７６の
端面は、図１２（ａ）に示すようにして、基板内の光導
波路７３の分岐部分７３ａまたは直線部分７３ｃに対し
て光学的に接続されている。分岐部分７３ａと直線部分
７３ｃとは、分岐点７３ｂにおいて結合されている。
【００６１】イオン交換光導波路を形成する場合には、
通常は、ガラス基板の表面をイオン交換し、厚さ１０μ
ｍ程度の光導波路を作成する。従って、光導波路の中心
は、表面から５μｍ程度の深さに位置している。このた
め、固定用溝中に収容した光ファイバーの中心が光導波
路の中心と一致するように、固定用溝の寸法および形状
を設計する。このように固定用溝を設計することによっ
て、基板の深さ方向の調芯が機械的に可能になる。
通常は、ガラス基板の表面をイオン交換し、厚さ１０μ
ｍ程度の光導波路を作成する。従って、光導波路の中心
は、表面から５μｍ程度の深さに位置している。このた
め、固定用溝中に収容した光ファイバーの中心が光導波
路の中心と一致するように、固定用溝の寸法および形状
を設計する。このように固定用溝を設計することによっ
て、基板の深さ方向の調芯が機械的に可能になる。
【００６２】また、このように光ファイバーと光導波路
とを結合るす場合には、固定用溝の端面を鏡面とするこ
とによって、光が効率よく端面を透過するようにしなけ
ればならない。本発明においては、プレス用金型のうち
この端面に対応す面を鏡面に加工することによって、固
定用溝の端面を鏡面とすることができる。特に好ましく
は固定用溝の端面の平均表面粗さＲａを１０ｎｍ以下と
することが可能である。
とを結合るす場合には、固定用溝の端面を鏡面とするこ
とによって、光が効率よく端面を透過するようにしなけ
ればならない。本発明においては、プレス用金型のうち
この端面に対応す面を鏡面に加工することによって、固
定用溝の端面を鏡面とすることができる。特に好ましく
は固定用溝の端面の平均表面粗さＲａを１０ｎｍ以下と
することが可能である。
【００６３】なお、ガラス基板の表面に火炎堆積法によ
って光導波路を形成することも可能である。
って光導波路を形成することも可能である。
【００６４】また、第三の発明の更に他の態様において
は、固定用溝中の光ファイバーを光素子に対して結合す
ることができる。この態様によれば、前記した固定用溝
は光ファイバー固定用基板中で平面的に見て任意の場所
に形成することができる。つまり、固定用溝の一方の端
部を基板の所望箇所に設定することができ、固定用溝の
他方の端面を光素子に対向する位置に形成できる。この
固定用溝中に光ファイバーを収容し、保持させることに
よって、光ファイバーを調芯することなく、光ファイバ
ーを基板上の光素子に対して光学的に結合することがで
きる。
は、固定用溝中の光ファイバーを光素子に対して結合す
ることができる。この態様によれば、前記した固定用溝
は光ファイバー固定用基板中で平面的に見て任意の場所
に形成することができる。つまり、固定用溝の一方の端
部を基板の所望箇所に設定することができ、固定用溝の
他方の端面を光素子に対向する位置に形成できる。この
固定用溝中に光ファイバーを収容し、保持させることに
よって、光ファイバーを調芯することなく、光ファイバ
ーを基板上の光素子に対して光学的に結合することがで
きる。
【００６５】このような光素子としては、発光素子、受
光素子が特に有用である。図１３（ｂ）は、このような
光デバイスに対して本発明を適用した実施例を示す斜視
図である。光テバイス７４の一方の端面７４ａに面する
ように固定用溝が形成されている。この固定用溝の形態
は、前記した図２に示すものと同じである。固定用溝中
に収容された光ファイバー７７の端面が固定用溝の端面
６に対して接触している。この端面６に対向する位置
に、発光ダイオード７９の発光界面が位置決めされてい
る。ただし、この発光界面と光ファイバーの端面とが直
接に接触すると、発光ダイオードが劣化する可能性があ
るので、発光ダイオードの発光界面と光ファイバーの端
面（即ち固定用溝の端面）との間には所定の間隙部８０
を形成する。なお、７８は発光ダイオード７９の制御用
電極である。
光素子が特に有用である。図１３（ｂ）は、このような
光デバイスに対して本発明を適用した実施例を示す斜視
図である。光テバイス７４の一方の端面７４ａに面する
ように固定用溝が形成されている。この固定用溝の形態
は、前記した図２に示すものと同じである。固定用溝中
に収容された光ファイバー７７の端面が固定用溝の端面
６に対して接触している。この端面６に対向する位置
に、発光ダイオード７９の発光界面が位置決めされてい
る。ただし、この発光界面と光ファイバーの端面とが直
接に接触すると、発光ダイオードが劣化する可能性があ
るので、発光ダイオードの発光界面と光ファイバーの端
面（即ち固定用溝の端面）との間には所定の間隙部８０
を形成する。なお、７８は発光ダイオード７９の制御用
電極である。
【００６６】発光ダイオードは、例えば発光ダイオード
の底面（基板の表面）から見て高さ１０μｍの位置で発
光する。従って、この場合には、固定用溝中に収容した
光ファイバーの中心が発光ダイオードにおける発光位置
と一致するように、固定用溝の寸法および形状を設計す
る。
の底面（基板の表面）から見て高さ１０μｍの位置で発
光する。従って、この場合には、固定用溝中に収容した
光ファイバーの中心が発光ダイオードにおける発光位置
と一致するように、固定用溝の寸法および形状を設計す
る。
【００６７】本発明は、例えば、「信学技報」ＥＤＭ９
４−２９、ＣＰＭ９４−４３、ＯＰＥ９４−３８（１９
９４−０８）「Ｓｉ基板を用いた半導体レーザアレイモ
ジュールのハイブリッド集積実装」佐々木 誠美等：
「ＬＡＳＥＲ ＦＯＣＵＳ ＷＯＲＬＤ」１９９１年５
月号、第２１７頁、「Hybrid-technique couples laser
array to fibers」、「石英系プレーナ光波回路を用い
たハイブリッド光集積技術」NTT 光エレクトロニクス研
究所 山田 泰文（第３回フォトニクス情報処理研究会
資料）に記載されているような光集積素子に対して適用
できる。
４−２９、ＣＰＭ９４−４３、ＯＰＥ９４−３８（１９
９４−０８）「Ｓｉ基板を用いた半導体レーザアレイモ
ジュールのハイブリッド集積実装」佐々木 誠美等：
「ＬＡＳＥＲ ＦＯＣＵＳ ＷＯＲＬＤ」１９９１年５
月号、第２１７頁、「Hybrid-technique couples laser
array to fibers」、「石英系プレーナ光波回路を用い
たハイブリッド光集積技術」NTT 光エレクトロニクス研
究所 山田 泰文（第３回フォトニクス情報処理研究会
資料）に記載されているような光集積素子に対して適用
できる。
【００６８】なお、本発明においては、光ファイバー固
定用基板の中の固定用溝の両側の端部に、前記した基板
の主面に対して垂直な端面６を形成することができる。
このようなアセンブリ自体には、現段階では用途はない
が、このアセンブリを切断することによって、固定用溝
の一方の端部が開放されており、他方の端部に端面６が
形成されている基板を生産することができる。
定用基板の中の固定用溝の両側の端部に、前記した基板
の主面に対して垂直な端面６を形成することができる。
このようなアセンブリ自体には、現段階では用途はない
が、このアセンブリを切断することによって、固定用溝
の一方の端部が開放されており、他方の端部に端面６が
形成されている基板を生産することができる。
【００６９】また、第四の発明は、光ファイバーを収容
し、位置決めするための固定用溝が形成されている、プ
レス成形法によって作製された光ファイバー固定用基板
であって、固定用溝が、少なくとも、固定用溝の横断面
の寸法が相対的に大きい第一の部分と横断面の寸法が相
対的に小さい第二の部分とを備えており、この第一の部
分と第二の部分との間で、第一の部分の端面が光ファイ
バー固定用基板の主面に対して垂直なように形成されて
いることを特徴とする、光ファイバー固定用基板を提供
する。
し、位置決めするための固定用溝が形成されている、プ
レス成形法によって作製された光ファイバー固定用基板
であって、固定用溝が、少なくとも、固定用溝の横断面
の寸法が相対的に大きい第一の部分と横断面の寸法が相
対的に小さい第二の部分とを備えており、この第一の部
分と第二の部分との間で、第一の部分の端面が光ファイ
バー固定用基板の主面に対して垂直なように形成されて
いることを特徴とする、光ファイバー固定用基板を提供
する。
【００７０】即ち、例えば図１４に示すように、光ファ
イバー固定用基板８３の一方の端面８３ａ側には、固定
用溝の横断面の寸法が相対的に大きい第一の部分８４が
形成されており、他方の端面８３ｂ側には、横断面の寸
法が相対的に小さい第二の部分８５が形成されている。
第一の部分８４と第二の部分８５との間で、第一の部分
８４の端面８６が、光ファイバー固定用基板８３の主面
に対して垂直なように形成されている。第一の部分８４
中には、相対的に直径が大きな受動的な光伝送部材８７
が収容および固定されており、第二の部分８５中には、
相対的に直径が小さい光ファイバー６５が収容および固
定されている。第一の部分中の光伝送部材８７の端面８
７ａは、端面８６に接触し、これによって位置決めされ
ている。この結果、光伝送部材８７の端面８７ａに対し
て光ファイバー６５の端面６５ａが隙間なく接触する。
この状態で、特に好ましくはメカニカルスプライスによ
って光伝送部材と光ファイバーとを結合することができ
る。
イバー固定用基板８３の一方の端面８３ａ側には、固定
用溝の横断面の寸法が相対的に大きい第一の部分８４が
形成されており、他方の端面８３ｂ側には、横断面の寸
法が相対的に小さい第二の部分８５が形成されている。
第一の部分８４と第二の部分８５との間で、第一の部分
８４の端面８６が、光ファイバー固定用基板８３の主面
に対して垂直なように形成されている。第一の部分８４
中には、相対的に直径が大きな受動的な光伝送部材８７
が収容および固定されており、第二の部分８５中には、
相対的に直径が小さい光ファイバー６５が収容および固
定されている。第一の部分中の光伝送部材８７の端面８
７ａは、端面８６に接触し、これによって位置決めされ
ている。この結果、光伝送部材８７の端面８７ａに対し
て光ファイバー６５の端面６５ａが隙間なく接触する。
この状態で、特に好ましくはメカニカルスプライスによ
って光伝送部材と光ファイバーとを結合することができ
る。
【００７１】光伝送部材８７としては、特に直径が相対
的に大きい光ファイバー、レンズ（ＧＲＩＮレンズ、ボ
ールレンズ等）を例示できる。従来は、このような相対
的に直径が大きい受動型の光伝送部材と、相対的に直径
の小さい光ファイバーとを結合するためには、両者をそ
れぞれアレイに固定した後に各アレイを結合する方法が
あった。しかし、光伝送部材のアレイと光ファイバーの
アレイとを結合する際に、各光伝送部材と光ファイバー
とを互いに光学的に調芯し、アライメントする工程が煩
雑であり、コストが高かった。
的に大きい光ファイバー、レンズ（ＧＲＩＮレンズ、ボ
ールレンズ等）を例示できる。従来は、このような相対
的に直径が大きい受動型の光伝送部材と、相対的に直径
の小さい光ファイバーとを結合するためには、両者をそ
れぞれアレイに固定した後に各アレイを結合する方法が
あった。しかし、光伝送部材のアレイと光ファイバーの
アレイとを結合する際に、各光伝送部材と光ファイバー
とを互いに光学的に調芯し、アライメントする工程が煩
雑であり、コストが高かった。
【００７２】また、第五の発明は、光伝送部材を収容
し、位置決めするための固定用溝が形成されている、プ
レス成形法によって作製された固定用基板を備えた光デ
バイスであって、第一の固定用溝が形成されている第一
の突出部と、第二の固定用溝が形成されている第二の突
出部と、第一の突出部と第二の突出部とを連結している
連結部とを備えており、連結部の表面から見たときの第
一の固定用溝の高さが、第二の固定用溝の高さよりも大
きく、かつ第一の固定用溝中に収容および固定されてい
る光伝送部材と、第二の固定用溝中に収容および固定さ
れている光伝送部材とが光学的に結合されていることを
特徴とする、光デバイスを提供する。
し、位置決めするための固定用溝が形成されている、プ
レス成形法によって作製された固定用基板を備えた光デ
バイスであって、第一の固定用溝が形成されている第一
の突出部と、第二の固定用溝が形成されている第二の突
出部と、第一の突出部と第二の突出部とを連結している
連結部とを備えており、連結部の表面から見たときの第
一の固定用溝の高さが、第二の固定用溝の高さよりも大
きく、かつ第一の固定用溝中に収容および固定されてい
る光伝送部材と、第二の固定用溝中に収容および固定さ
れている光伝送部材とが光学的に結合されていることを
特徴とする、光デバイスを提供する。
【００７３】第五の発明の一つの態様においては、更
に、連結部に光素子を固定し、連結部の表面から見たと
きに光素子中での光の入射位置の高さと出射位置の高さ
とが異なっており、第一の固定用溝中に収容および固定
されている光伝送部材と、第二の固定用溝中に収容およ
び固定されている光伝送部材とを光素子を介して光学的
に結合することができる。こうした光素子としては、光
の入射位置の高さと出射位置の高さとが異なる、あらゆ
る光素子を使用することができるが、特に光アイソレー
ターが好ましい。
に、連結部に光素子を固定し、連結部の表面から見たと
きに光素子中での光の入射位置の高さと出射位置の高さ
とが異なっており、第一の固定用溝中に収容および固定
されている光伝送部材と、第二の固定用溝中に収容およ
び固定されている光伝送部材とを光素子を介して光学的
に結合することができる。こうした光素子としては、光
の入射位置の高さと出射位置の高さとが異なる、あらゆ
る光素子を使用することができるが、特に光アイソレー
ターが好ましい。
【００７４】従来、光ファイバー固定用基板のＶ溝で光
ファイバーを対向させ、対向する光ファイバー固定用基
板の間に波長フィルターや光アイソレーターを配置する
ことが知られている（「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ．」１９９１
年１月号、第１２４〜１２５頁：１９９２年電子情報通
信学会秋季大会、Ｃ−２２９「光ファイバ集積型偏波無
依存アイソレータ」中善寺 知広等）。しかし、これら
は未だ損失が大きく、アイソレーション特性も十分では
ない。このため、市販の光アイソレーターにおいて採用
されている方式では、２つのコリメータを対向させ、こ
れらのコリメータの間に光アイソレータ素子を配置して
いる（１９９３年電子情報通信学会秋季大会、Ｃ−２１
６「小型オールレジンフリー偏波無依存型光アイソレー
タ」野内 知彦等：１９９２年電子情報通信学会秋季大
会、Ｃ−２３０「偏波面無依存型光アイソレータの諸特
性」平井 茂等）。コリメータは、通常ＦＣコネクター
に使用されているものであり、フェルールに光ファイバ
ーを組み合わせて組み立てた光学系に対して、レンズを
予め組み込んで作製した素子である。
ファイバーを対向させ、対向する光ファイバー固定用基
板の間に波長フィルターや光アイソレーターを配置する
ことが知られている（「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ．」１９９１
年１月号、第１２４〜１２５頁：１９９２年電子情報通
信学会秋季大会、Ｃ−２２９「光ファイバ集積型偏波無
依存アイソレータ」中善寺 知広等）。しかし、これら
は未だ損失が大きく、アイソレーション特性も十分では
ない。このため、市販の光アイソレーターにおいて採用
されている方式では、２つのコリメータを対向させ、こ
れらのコリメータの間に光アイソレータ素子を配置して
いる（１９９３年電子情報通信学会秋季大会、Ｃ−２１
６「小型オールレジンフリー偏波無依存型光アイソレー
タ」野内 知彦等：１９９２年電子情報通信学会秋季大
会、Ｃ−２３０「偏波面無依存型光アイソレータの諸特
性」平井 茂等）。コリメータは、通常ＦＣコネクター
に使用されているものであり、フェルールに光ファイバ
ーを組み合わせて組み立てた光学系に対して、レンズを
予め組み込んで作製した素子である。
【００７５】しかし、こうした方式の光アイソレータに
おいては、コリメータの位置合わせを行う際に、Ｘ軸、
Ｙ軸の２つの軸に加えて、θＸとθＹとの回転方向の調
整が必要であるために、このアライメントに非常に時間
と手間とがかかる。
おいては、コリメータの位置合わせを行う際に、Ｘ軸、
Ｙ軸の２つの軸に加えて、θＸとθＹとの回転方向の調
整が必要であるために、このアライメントに非常に時間
と手間とがかかる。
【００７６】本発明は、光が内部でシフトするために光
軸が変化するような光素子（特に光アイソレーター）に
おいて、光ファイバー固定用基板に保持された光ファイ
バーによって直接に光軸を合わせる方法を提供するもの
である。これによって、従来問題であったＸ軸、Ｙ軸、
θＸ軸およびθＹ軸の調整を行う必要がなくなる。
軸が変化するような光素子（特に光アイソレーター）に
おいて、光ファイバー固定用基板に保持された光ファイ
バーによって直接に光軸を合わせる方法を提供するもの
である。これによって、従来問題であったＸ軸、Ｙ軸、
θＸ軸およびθＹ軸の調整を行う必要がなくなる。
【００７７】図１５（ａ）は、本発明の実施例において
使用する光ファイバー固定用基板２４を示す斜視図であ
り、図１５（ｂ）は固定用基板２４を示す平面図であ
る。この基板２４は、相対的に高い位置にある第一の突
出部２５、連結部２７の表面から見たときに突出部２５
よりも低い位置にある第二の突出部２６、および突出部
２５と２６とを接続している連結部２７を備えている。
各突出部２５、２６には、第一の固定用溝３Ａ、第二の
固定用溝３Ｂが形成されており、各固定用溝の形状自体
は、図２に示したものと同じである。ただし、本発明
は、こうした形態の固定用溝を有する基板に限定される
ものではなく、他の形態の固定用溝を備えた光ファイバ
ー固定用基板に対しても適用することができる。突出部
２５上の固定用溝３Ａと突出部２６上の固定用溝３Ｂと
は、共に直線状に延びており、かつ固定用溝３Ａと３Ｂ
とは、平面的に見ると同一直線上に存在している。
使用する光ファイバー固定用基板２４を示す斜視図であ
り、図１５（ｂ）は固定用基板２４を示す平面図であ
る。この基板２４は、相対的に高い位置にある第一の突
出部２５、連結部２７の表面から見たときに突出部２５
よりも低い位置にある第二の突出部２６、および突出部
２５と２６とを接続している連結部２７を備えている。
各突出部２５、２６には、第一の固定用溝３Ａ、第二の
固定用溝３Ｂが形成されており、各固定用溝の形状自体
は、図２に示したものと同じである。ただし、本発明
は、こうした形態の固定用溝を有する基板に限定される
ものではなく、他の形態の固定用溝を備えた光ファイバ
ー固定用基板に対しても適用することができる。突出部
２５上の固定用溝３Ａと突出部２６上の固定用溝３Ｂと
は、共に直線状に延びており、かつ固定用溝３Ａと３Ｂ
とは、平面的に見ると同一直線上に存在している。
【００７８】プレス成形法によれば、このように相対的
に高さの違う突出部２５、２６、連結部２７を、１つの
プレス工程で同時に成形することができる。研削方法や
エッチング法によっては、こうした加工は困難である。
に高さの違う突出部２５、２６、連結部２７を、１つの
プレス工程で同時に成形することができる。研削方法や
エッチング法によっては、こうした加工は困難である。
【００７９】突出部２５、２６上の各固定用溝３Ａ、３
Ｂ内に、それぞれ光ファイバーを収容し、位置決めす
る。この際、連結部２７の上に、複屈折板ないし光アイ
ソレーター等の入射位置と出射位置とが異なる光素子を
配置すると、固定用溝３Ａ内の光ファイバーの光軸と固
定用溝３Ｂ内の光ファイバーの光軸とがずれる。このず
れを考慮して、固定用溝３Ａと３Ｂとの間における光軸
の間隔ないし段差を調整する。また、光ファイバーの端
面を傾斜させた場合にも、これと同様に固定用溝３Ａと
３Ｂとの間で、各光ファイバーの光軸がずれるので、固
定用溝３Ａと３Ｂとの間における光軸の間隔ないし段差
を調整する。
Ｂ内に、それぞれ光ファイバーを収容し、位置決めす
る。この際、連結部２７の上に、複屈折板ないし光アイ
ソレーター等の入射位置と出射位置とが異なる光素子を
配置すると、固定用溝３Ａ内の光ファイバーの光軸と固
定用溝３Ｂ内の光ファイバーの光軸とがずれる。このず
れを考慮して、固定用溝３Ａと３Ｂとの間における光軸
の間隔ないし段差を調整する。また、光ファイバーの端
面を傾斜させた場合にも、これと同様に固定用溝３Ａと
３Ｂとの間で、各光ファイバーの光軸がずれるので、固
定用溝３Ａと３Ｂとの間における光軸の間隔ないし段差
を調整する。
【００８０】この実施例を図示すると、例えば、図１６
（ａ）に示すように、第一の突出部２５の固定用溝３Ａ
内に光ファイバー６５Ａを収容および固定し、第二の突
出部２６の固定用溝３Ｂ内に光ファイバー６５Ｂを収容
および固定し、位置決めする。突出部２５の端面２５ａ
と突出部２６の端面２６ａとの間で、連結部２７の表面
９１の上に光アイソレーター９０を配置し、光アイソレ
ーター９０の両側にレンズ９２Ａ、９２Ｂを設置する。
この状態で、光アイソレーター９０の両側の光軸９３と
９４とはずれているが、固定用溝３Ａと３Ｂとの間にお
ける段差を調整することによって、これらの光軸９３と
９４との段差を調整する。
（ａ）に示すように、第一の突出部２５の固定用溝３Ａ
内に光ファイバー６５Ａを収容および固定し、第二の突
出部２６の固定用溝３Ｂ内に光ファイバー６５Ｂを収容
および固定し、位置決めする。突出部２５の端面２５ａ
と突出部２６の端面２６ａとの間で、連結部２７の表面
９１の上に光アイソレーター９０を配置し、光アイソレ
ーター９０の両側にレンズ９２Ａ、９２Ｂを設置する。
この状態で、光アイソレーター９０の両側の光軸９３と
９４とはずれているが、固定用溝３Ａと３Ｂとの間にお
ける段差を調整することによって、これらの光軸９３と
９４との段差を調整する。
【００８１】また、光ファイバーの端面を傾斜させた場
合にも、前記したと同様にして、固定用溝３Ａ中の光フ
ァイバーの光軸と固定用溝３Ｂ内の光ファイバーの光軸
とがずれる。例えば、図１６（ｂ）に図示するように、
光ファイバー固定用基板９５は、相対的に高い位置にあ
る第一の突出部２５Ａ、連結部２７の表面から見たとき
に突出部２５Ａよりも低い位置にある第二の突出部２６
Ａ、および突出部２５Ａと２６Ａとを接続している連結
部２７を備えている。突出部２５Ａの内側の連結部側の
端面９７は垂直面に対して傾斜しており、突出部２６Ａ
の内側の連結部側の端面９８も垂直面に対して傾斜して
いる。これと同時に、各光ファイバー６５Ａ、６５Ｂの
各端面９９も、同様に垂直面から傾斜している。これら
の各光ファイバーの端面の傾斜は、反射光の光ファイバ
ー中への再吸収を防止するために形成されたものであ
る。突出部２５Ａの固定用溝３Ａと突出部２６Ａ上の固
定用溝３Ｂとは、共に直線状に延びており、かつ固定用
溝３Ａと３Ｂとは、平面的に見ると同一直線上に存在し
ている。
合にも、前記したと同様にして、固定用溝３Ａ中の光フ
ァイバーの光軸と固定用溝３Ｂ内の光ファイバーの光軸
とがずれる。例えば、図１６（ｂ）に図示するように、
光ファイバー固定用基板９５は、相対的に高い位置にあ
る第一の突出部２５Ａ、連結部２７の表面から見たとき
に突出部２５Ａよりも低い位置にある第二の突出部２６
Ａ、および突出部２５Ａと２６Ａとを接続している連結
部２７を備えている。突出部２５Ａの内側の連結部側の
端面９７は垂直面に対して傾斜しており、突出部２６Ａ
の内側の連結部側の端面９８も垂直面に対して傾斜して
いる。これと同時に、各光ファイバー６５Ａ、６５Ｂの
各端面９９も、同様に垂直面から傾斜している。これら
の各光ファイバーの端面の傾斜は、反射光の光ファイバ
ー中への再吸収を防止するために形成されたものであ
る。突出部２５Ａの固定用溝３Ａと突出部２６Ａ上の固
定用溝３Ｂとは、共に直線状に延びており、かつ固定用
溝３Ａと３Ｂとは、平面的に見ると同一直線上に存在し
ている。
【００８２】固定用溝３Ａ、３Ｂ内に光ファイバー６５
Ａ、６５Ｂを収容および固定し、位置決めする。この状
態で、固定用溝３Ａ内の光ファイバー６５Ａと、固定用
溝３Ｂ内の光ファイバー６５Ｂとを結ぶ光軸１００は水
平面に対して傾斜しているが、固定用溝３Ａと３Ｂとの
間における段差を調整することによって、光ファイバー
６５Ａの端面からの出射光が光ファイバー６５Ｂ内に入
射可能なようにする。
Ａ、６５Ｂを収容および固定し、位置決めする。この状
態で、固定用溝３Ａ内の光ファイバー６５Ａと、固定用
溝３Ｂ内の光ファイバー６５Ｂとを結ぶ光軸１００は水
平面に対して傾斜しているが、固定用溝３Ａと３Ｂとの
間における段差を調整することによって、光ファイバー
６５Ａの端面からの出射光が光ファイバー６５Ｂ内に入
射可能なようにする。
【００８３】更に、前記した光デバイスに対して、光フ
ァイバーの被覆を保持する機能を付与することができ
る。これによって、光ファイバーの光デバイスへの取り
付けが一層容易になる。また、連結部の表面の収容孔に
光素子を設置し、位置決めできるようにすることによっ
て、光素子の各光ファイバーに対する相対的位置（特に
光素子と光ファイバーとの距離、光素子の角度）を容易
に正確に決定できる。
ァイバーの被覆を保持する機能を付与することができ
る。これによって、光ファイバーの光デバイスへの取り
付けが一層容易になる。また、連結部の表面の収容孔に
光素子を設置し、位置決めできるようにすることによっ
て、光素子の各光ファイバーに対する相対的位置（特に
光素子と光ファイバーとの距離、光素子の角度）を容易
に正確に決定できる。
【００８４】例えば、図１６（ｃ）に示す光デバイスに
おいては、基板１１２は、相対的に高い位置にある第一
の突出部１０２Ａ、連結部２７の表面から見たときに突
出部１０２Ａよりも低い位置にある第二の突出部１０２
Ｂ、および突出部１０２Ａと１０２Ｂとを接続している
連結部２７を備えている。各突出部１０２Ａ、１０２Ｂ
には、第一の固定用溝３Ａ、第二の固定用溝３Ｂが形成
されている。光素子９０は、連結部２７に設けられた収
容孔１０４に挿入され、固定されている。この収容孔１
０４の平面的位置および深さを調節することによって、
固定用溝３Ａ内の光ファイバーと固定用溝３Ｂ内の光フ
ァイバーとが自動的に光学的に結合されるようにする。
おいては、基板１１２は、相対的に高い位置にある第一
の突出部１０２Ａ、連結部２７の表面から見たときに突
出部１０２Ａよりも低い位置にある第二の突出部１０２
Ｂ、および突出部１０２Ａと１０２Ｂとを接続している
連結部２７を備えている。各突出部１０２Ａ、１０２Ｂ
には、第一の固定用溝３Ａ、第二の固定用溝３Ｂが形成
されている。光素子９０は、連結部２７に設けられた収
容孔１０４に挿入され、固定されている。この収容孔１
０４の平面的位置および深さを調節することによって、
固定用溝３Ａ内の光ファイバーと固定用溝３Ｂ内の光フ
ァイバーとが自動的に光学的に結合されるようにする。
【００８５】第一の突出部１０２Ａの末端に設けられた
位置決め用のＶ溝１０１Ａに光ファイバーの被覆５６が
収容および固定されている。第二の突出部１０２Ｂの末
端に設けられた位置決め用のＶ溝１０１Ｂに光ファイバ
ーの被覆５６が収容および固定されている。
位置決め用のＶ溝１０１Ａに光ファイバーの被覆５６が
収容および固定されている。第二の突出部１０２Ｂの末
端に設けられた位置決め用のＶ溝１０１Ｂに光ファイバ
ーの被覆５６が収容および固定されている。
【００８６】前記したような光軸のズレ量、即ち第一の
突出部に保持された光ファイバーと第二の突出部に保持
された光ファイバーとの光軸のズレ量は、特に制限はな
いが、通常は５０〜１５０μｍ程度である。
突出部に保持された光ファイバーと第二の突出部に保持
された光ファイバーとの光軸のズレ量は、特に制限はな
いが、通常は５０〜１５０μｍ程度である。
【００８７】図１７に示す光デバイスにおいては、基板
１１５は、相対的に高い位置にある第一の突出部１０２
Ｃ、連結部２７の表面から見たときに突出部１０２Ｃよ
りも低い位置にある第二の突出部１０２Ｄ、および突出
部１０２Ｃと１０２Ｄとを接続している連結部２７を備
えている。
１１５は、相対的に高い位置にある第一の突出部１０２
Ｃ、連結部２７の表面から見たときに突出部１０２Ｃよ
りも低い位置にある第二の突出部１０２Ｄ、および突出
部１０２Ｃと１０２Ｄとを接続している連結部２７を備
えている。
【００８８】突出部１０２Ｃ、１０２Ｄには、固定用溝
の横断面の寸法が相対的に大きい第一の部分８４Ａ、８
４Ｂと、横断面の寸法が相対的に小さい第二の部分８５
Ａ、８５Ｂとが形成されている。第一の部分８４Ａ、８
４Ｂと第二の部分８５Ａ、８５Ｂとの間で、第一の部分
８４Ａ、８４Ｂの端面８６Ａ、８６Ｂが、基板１１５の
主面に対して垂直なように形成されている。第一の部分
８４Ａ、８４Ｂ中には、相対的に直径が大きな受動的な
光伝送部材８７Ａ、８７Ｂが収容および固定されてい
る。第二の部分８５Ａ、８５Ｂ中には、相対的に直径が
小さい光ファイバー６５Ａ、６５Ｂが収容および固定さ
れている。光伝送部材８７Ａ、８７Ｂの端面８７ａは、
端面８６Ａ、８６Ｂに接触し、これによって位置決めさ
れている。この結果、光伝送部材８７Ａ、８７Ｂの端面
８７ａに対して光ファイバー６５Ａ、６５Ｂの端面６５
ａが隙間なく接触する。
の横断面の寸法が相対的に大きい第一の部分８４Ａ、８
４Ｂと、横断面の寸法が相対的に小さい第二の部分８５
Ａ、８５Ｂとが形成されている。第一の部分８４Ａ、８
４Ｂと第二の部分８５Ａ、８５Ｂとの間で、第一の部分
８４Ａ、８４Ｂの端面８６Ａ、８６Ｂが、基板１１５の
主面に対して垂直なように形成されている。第一の部分
８４Ａ、８４Ｂ中には、相対的に直径が大きな受動的な
光伝送部材８７Ａ、８７Ｂが収容および固定されてい
る。第二の部分８５Ａ、８５Ｂ中には、相対的に直径が
小さい光ファイバー６５Ａ、６５Ｂが収容および固定さ
れている。光伝送部材８７Ａ、８７Ｂの端面８７ａは、
端面８６Ａ、８６Ｂに接触し、これによって位置決めさ
れている。この結果、光伝送部材８７Ａ、８７Ｂの端面
８７ａに対して光ファイバー６５Ａ、６５Ｂの端面６５
ａが隙間なく接触する。
【００８９】光伝送部材８７Ａ、８７Ｂとしては、特に
直径が相対的に大きい光ファイバー、レンズ（ＧＲＩＮ
レンズ、ボールレンズ等）を例示できる。
直径が相対的に大きい光ファイバー、レンズ（ＧＲＩＮ
レンズ、ボールレンズ等）を例示できる。
【００９０】第一の突出部１０２Ｃの末端に設けられた
位置決め用のＶ溝１０１Ａに、光ファイバーの被覆５６
が収容および固定されている。第二の突出部１０２Ｄの
末端に設けられた位置決め用のＶ溝１０１Ｂに、光ファ
イバーの被覆５６が収容および固定されている。
位置決め用のＶ溝１０１Ａに、光ファイバーの被覆５６
が収容および固定されている。第二の突出部１０２Ｄの
末端に設けられた位置決め用のＶ溝１０１Ｂに、光ファ
イバーの被覆５６が収容および固定されている。
【００９１】図１７の例において、光ファイバーの固定
用溝８５Ａ、８５Ｂの横断面の直径は例えば０．１２５
ｍｍとし、レンズの固定用溝８４Ａ、８４Ｂの横断面の
直径は例えば１ｍｍとする。
用溝８５Ａ、８５Ｂの横断面の直径は例えば０．１２５
ｍｍとし、レンズの固定用溝８４Ａ、８４Ｂの横断面の
直径は例えば１ｍｍとする。
【００９２】図１８（ａ）は、光ファイバー固定用基板
１０５を示す側面図であり、図１８（ｂ）は、光ファイ
バー固定用基板１０５を一方の端部側から見た正面図で
あり、図１８（ｃ）は、光ファイバー固定用基板１０５
を図１８（ｂ）とは反対側の端部側から見た正面図であ
る。
１０５を示す側面図であり、図１８（ｂ）は、光ファイ
バー固定用基板１０５を一方の端部側から見た正面図で
あり、図１８（ｃ）は、光ファイバー固定用基板１０５
を図１８（ｂ）とは反対側の端部側から見た正面図であ
る。
【００９３】基板１０６の一対の端面の間に、光ファイ
バーの固定用溝１０９が形成されている。固定用溝１０
９は、本実施例ではＶ溝である。固定用溝１０９の横断
面の寸法は、端部１０７側では小さくなり、端部１０８
側では大きくなっており、端部１０７と１０８との間で
は、固定用溝１０９の横断面の断面積が徐々に大きくな
っている。固定用溝１０９の底部に沿って光ファイバー
６５が収容および固定されている。
バーの固定用溝１０９が形成されている。固定用溝１０
９は、本実施例ではＶ溝である。固定用溝１０９の横断
面の寸法は、端部１０７側では小さくなり、端部１０８
側では大きくなっており、端部１０７と１０８との間で
は、固定用溝１０９の横断面の断面積が徐々に大きくな
っている。固定用溝１０９の底部に沿って光ファイバー
６５が収容および固定されている。
【００９４】次に、本発明は、光ファイバー固定用基板
を構成する材質に関するものである。本発明者は、プレ
ス成形法によって種々の形態の光ファイバー固定用基板
を製造する過程で、次の材質を使用すると、極めて高い
精度（特には１．０μｍ以下の精度）で光ファイバー固
定用基板を製造できることを見いだした。
を構成する材質に関するものである。本発明者は、プレ
ス成形法によって種々の形態の光ファイバー固定用基板
を製造する過程で、次の材質を使用すると、極めて高い
精度（特には１．０μｍ以下の精度）で光ファイバー固
定用基板を製造できることを見いだした。
【００９５】即ち、第六の発明においては、ガラスセラ
ミックスを構成する結晶粒子の平均粒径が１．０μｍ以
下であり、かつ主結晶層が、ニケイ酸リチウム（Ｌｉ2
Ｏ・２ＳｉＯ2 ）相と、β−スポジュウメン（Ｌｉ2 Ｏ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・４ＳｉＯ2 ）相またはβ−スポジュウメ
ン固溶体相によって占められており、さらにＳｉＯ2 組
成を有する結晶相の占める割合が２重量％以下である材
質を使用することが好ましい。
ミックスを構成する結晶粒子の平均粒径が１．０μｍ以
下であり、かつ主結晶層が、ニケイ酸リチウム（Ｌｉ2
Ｏ・２ＳｉＯ2 ）相と、β−スポジュウメン（Ｌｉ2 Ｏ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・４ＳｉＯ2 ）相またはβ−スポジュウメ
ン固溶体相によって占められており、さらにＳｉＯ2 組
成を有する結晶相の占める割合が２重量％以下である材
質を使用することが好ましい。
【００９６】ここで、「ＳｉＯ2 組成の結晶」には石
英、クリストバライトおよびその他の構造の結晶が含ま
れるが、本明細書では、「ＳｉＯ2 組成の結晶」のう
ち、結晶構造が石英とクリストバライト以外のものを、
「ＳｉＯ2 結晶相」と略称することにする。
英、クリストバライトおよびその他の構造の結晶が含ま
れるが、本明細書では、「ＳｉＯ2 組成の結晶」のう
ち、結晶構造が石英とクリストバライト以外のものを、
「ＳｉＯ2 結晶相」と略称することにする。
【００９７】本発明者は、まず、種々のガラスセラミッ
クスについて検討を重ねた結果、この原料割合を限定
し、かつ後述するような温度条件下で結晶化を実施する
ことによって、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 相と、ＳｉＯ2 組成
の結晶相とをほとんど消失させて、Ｌｉ2 Ｏ・２ＳｉＯ
2 相とβ−スポジュウメン（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・４
ＳｉＯ2 ）相またはβ−スポジュウメン固溶体相に変換
させることに成功した。このガラスセラミックスは、主
結晶相がニケイ酸リチウム相と、β−スポジュウメン相
またはβ−スポジュウメン固溶体相によって占められて
おり、かつＳｉＯ2 組成の結晶相の占める割合が２重量
％以下である。
クスについて検討を重ねた結果、この原料割合を限定
し、かつ後述するような温度条件下で結晶化を実施する
ことによって、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 相と、ＳｉＯ2 組成
の結晶相とをほとんど消失させて、Ｌｉ2 Ｏ・２ＳｉＯ
2 相とβ−スポジュウメン（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・４
ＳｉＯ2 ）相またはβ−スポジュウメン固溶体相に変換
させることに成功した。このガラスセラミックスは、主
結晶相がニケイ酸リチウム相と、β−スポジュウメン相
またはβ−スポジュウメン固溶体相によって占められて
おり、かつＳｉＯ2 組成の結晶相の占める割合が２重量
％以下である。
【００９８】このようなガラスセラミックスを使用する
ことによって、前記したような光ファイバー固定用基板
の欠けや損傷といった問題が有効に防止される。特に、
実願平４−１７７５２号に記載されているコネクター
は、脱着機能を備えているが、このような場合には、通
常のガラスセラミックスでは欠け等の問題が発生するの
で、前記のような特定のガラスセラミックスによって形
成された光ファイバー固定用基板が特に好ましい。ま
た、極めて高い精度の光ファイバー固定用基板をプレス
成形によって作製することができた。
ことによって、前記したような光ファイバー固定用基板
の欠けや損傷といった問題が有効に防止される。特に、
実願平４−１７７５２号に記載されているコネクター
は、脱着機能を備えているが、このような場合には、通
常のガラスセラミックスでは欠け等の問題が発生するの
で、前記のような特定のガラスセラミックスによって形
成された光ファイバー固定用基板が特に好ましい。ま
た、極めて高い精度の光ファイバー固定用基板をプレス
成形によって作製することができた。
【００９９】更にガラスセラミックスの組成および製造
方法について説明する。ガラスセラミックスについて、
ＳｉＯ2 組成の結晶相の重量比率を２重量％以下とする
必要があり、かつニケイ酸リチウム相と、β−スポジュ
ウメン相またはβ−スポジュウメン固溶体相との割合を
上記の一定割合とする必要がある。
方法について説明する。ガラスセラミックスについて、
ＳｉＯ2 組成の結晶相の重量比率を２重量％以下とする
必要があり、かつニケイ酸リチウム相と、β−スポジュ
ウメン相またはβ−スポジュウメン固溶体相との割合を
上記の一定割合とする必要がある。
【０１００】具体的には、光ファイバー固定用基板を製
造するのに際して、ＳｉＯ2 ：６５〜８５重量％、Ｌｉ
2 Ｏ：８〜１５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜８重量％、Ｐ
2 Ｏ5 ：１〜５重量％をより好ましくは、ＳｉＯ2 ：７
５〜８０ｗｔ％，Ｌｉ2 Ｏ：９〜１４ｗｔ％，Ａｌ2 Ｏ
3 ：５〜８ｗｔ％，Ｐ2 Ｏ5 ：１〜３ｗｔ％を含有する
組成の原ガラスを８２０〜９５０℃の熱処理温度まで加
熱して、ガラスセラミックスを製造する。
造するのに際して、ＳｉＯ2 ：６５〜８５重量％、Ｌｉ
2 Ｏ：８〜１５重量％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜８重量％、Ｐ
2 Ｏ5 ：１〜５重量％をより好ましくは、ＳｉＯ2 ：７
５〜８０ｗｔ％，Ｌｉ2 Ｏ：９〜１４ｗｔ％，Ａｌ2 Ｏ
3 ：５〜８ｗｔ％，Ｐ2 Ｏ5 ：１〜３ｗｔ％を含有する
組成の原ガラスを８２０〜９５０℃の熱処理温度まで加
熱して、ガラスセラミックスを製造する。
【０１０１】ここでＡｌ2 Ｏ3 は、β−スポジュウメン
およびβ−スポジュウメン固溶体を形成するために必要
な成分であり、またガラスセラミックスの結晶相の安定
性を向上させるために必要である。これが５重量％未満
であると、結晶相にβスポジュウメンが生成しなくなる
と共に、ＳｉＯ2 組成の結晶相の量が２％を越えるよう
になる。
およびβ−スポジュウメン固溶体を形成するために必要
な成分であり、またガラスセラミックスの結晶相の安定
性を向上させるために必要である。これが５重量％未満
であると、結晶相にβスポジュウメンが生成しなくなる
と共に、ＳｉＯ2 組成の結晶相の量が２％を越えるよう
になる。
【０１０２】ＳｉＯ2 は、ニケイ酸リチウム相等の結晶
相を得るために必要不可欠な基本的成分であるが、この
量が６５重量％未満であると、所望の結晶相の析出が困
難となり、８５％を越えると、ガラスの溶融が困難にな
る。
相を得るために必要不可欠な基本的成分であるが、この
量が６５重量％未満であると、所望の結晶相の析出が困
難となり、８５％を越えると、ガラスの溶融が困難にな
る。
【０１０３】そして、本発明者は、上記したような原ガ
ラスを熱処理してみた結果、その結晶化温度として８２
０℃〜９５０℃を採用する必要があることを発見した。
即ち、従来は、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系のガ
ラスを７００℃〜９５０℃の広範囲で結晶化させること
は知られていた。しかし、本発明では、上記組成の原ガ
ラスを結晶化させることによって、好ましくは３０〜６
０重量％のニケイ酸リチウム相と、１〜２５重量％のβ
−スポジュウメンおよびβ−スポジュウメン固溶体相と
を生成させ、かつその比率を１．０以上とする必要があ
る。こうした特定組成のガラスセラミックスからなる基
板を生成させるためには、原ガラスの結晶化温度として
８２０℃〜９５０℃を採用する必要があった。
ラスを熱処理してみた結果、その結晶化温度として８２
０℃〜９５０℃を採用する必要があることを発見した。
即ち、従来は、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 系のガ
ラスを７００℃〜９５０℃の広範囲で結晶化させること
は知られていた。しかし、本発明では、上記組成の原ガ
ラスを結晶化させることによって、好ましくは３０〜６
０重量％のニケイ酸リチウム相と、１〜２５重量％のβ
−スポジュウメンおよびβ−スポジュウメン固溶体相と
を生成させ、かつその比率を１．０以上とする必要があ
る。こうした特定組成のガラスセラミックスからなる基
板を生成させるためには、原ガラスの結晶化温度として
８２０℃〜９５０℃を採用する必要があった。
【０１０４】更に、ガラスセラミックスの強度を最も高
い状態とするには、結晶化温度を８２０℃〜９２０℃の
範囲とすることが特に好ましく、８２０℃〜９００℃と
することが一層好ましいことを発見した。
い状態とするには、結晶化温度を８２０℃〜９２０℃の
範囲とすることが特に好ましく、８２０℃〜９００℃と
することが一層好ましいことを発見した。
【０１０５】更に説明すると、原ガラスを熱処理する際
に、この熱処理温度、即ち、結晶化温度が７００℃〜７
５０℃程度であると、Ｌｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 相、Ｌｉ2 Ｏ
・２ＳｉＯ2 相が３０〜５０％生じ、ＳｉＯ2 組成の結
晶相も若干生ずる。このとき、温度が高くなるほど、Ｌ
ｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 相と、Ｌｉ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 相が共に
増加していく。この段階では基板の強度が低く、使用で
きない。
に、この熱処理温度、即ち、結晶化温度が７００℃〜７
５０℃程度であると、Ｌｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 相、Ｌｉ2 Ｏ
・２ＳｉＯ2 相が３０〜５０％生じ、ＳｉＯ2 組成の結
晶相も若干生ずる。このとき、温度が高くなるほど、Ｌ
ｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 相と、Ｌｉ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 相が共に
増加していく。この段階では基板の強度が低く、使用で
きない。
【０１０６】これが８００℃程度にまで上昇すると、Ｌ
ｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 相は急激に消滅し、Ｌｉ2 Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ2 相やＳｉＯ2 組成の結晶相が急激に増加していく。
ｉ2 Ｏ・ＳｉＯ2 相は急激に消滅し、Ｌｉ2 Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ2 相やＳｉＯ2 組成の結晶相が急激に増加していく。
【０１０７】ところが、８２０℃になると、ＳｉＯ2 組
成の結晶相が消滅した。これと共に、Ｌｉ2 Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ2 相が増大していた。さらにこれと同時にβ−スポジ
ュウメン相が急激に生成することが分かった。即ち、こ
の温度領域で、初めてＡｌ2 Ｏ3 成分の結晶化が進行
し、β−スポジュウメン相（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・４
ＳｉＯ2 ）またはβ−スポジュウメン固溶体が生成した
ことを意味している。なお、前記の（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2
Ｏ3 ・４ＳｉＯ2 ）の組成に至る前の段階では、結晶構
造は類似しているが、結晶相内のＬｉ2 Ｏ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 の比率が正確にはこの割合に至っては
いないので、これをβ−スポジュウメン固溶体と称して
いる。
成の結晶相が消滅した。これと共に、Ｌｉ2 Ｏ・２Ｓｉ
Ｏ2 相が増大していた。さらにこれと同時にβ−スポジ
ュウメン相が急激に生成することが分かった。即ち、こ
の温度領域で、初めてＡｌ2 Ｏ3 成分の結晶化が進行
し、β−スポジュウメン相（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・４
ＳｉＯ2 ）またはβ−スポジュウメン固溶体が生成した
ことを意味している。なお、前記の（Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2
Ｏ3 ・４ＳｉＯ2 ）の組成に至る前の段階では、結晶構
造は類似しているが、結晶相内のＬｉ2 Ｏ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 の比率が正確にはこの割合に至っては
いないので、これをβ−スポジュウメン固溶体と称して
いる。
【０１０８】そして、８２０℃〜９２０℃の範囲内にお
いては、二ケイ酸リチウム相、β−スポジュウメン相ま
たはβ−スポジュウメン固溶体共に徐々に増加してい
く。また、この範囲内においては平均結晶粒径が１．０
μｍ以下であり、基板の強度を極めて高く保持すること
ができた。これが９５０℃を越えると、結晶相には大き
な変化はないが、ガラスセラミックス中の平均結晶粒径
が１．０μｍを越えて増加してくるために、基板の強度
に低下傾向が見られはじめた。
いては、二ケイ酸リチウム相、β−スポジュウメン相ま
たはβ−スポジュウメン固溶体共に徐々に増加してい
く。また、この範囲内においては平均結晶粒径が１．０
μｍ以下であり、基板の強度を極めて高く保持すること
ができた。これが９５０℃を越えると、結晶相には大き
な変化はないが、ガラスセラミックス中の平均結晶粒径
が１．０μｍを越えて増加してくるために、基板の強度
に低下傾向が見られはじめた。
【０１０９】また、本発明の基板においては、β−スポ
ジュウメン相が、もとのニケイ酸リチウム相と比較して
増加しすぎると、問題があることが判明した。即ち、ニ
ケイ酸リチウム相／（β−スポジュウメン相およびβ−
スポジュウメン固溶体：合計値）の重量比が１．０未満
となるまで、β−スポジュウメン粒子の生成が進行する
と、機械的強度が減少した。
ジュウメン相が、もとのニケイ酸リチウム相と比較して
増加しすぎると、問題があることが判明した。即ち、ニ
ケイ酸リチウム相／（β−スポジュウメン相およびβ−
スポジュウメン固溶体：合計値）の重量比が１．０未満
となるまで、β−スポジュウメン粒子の生成が進行する
と、機械的強度が減少した。
【０１１０】この意味から、上記の重量比率を１．０以
上とすることが好ましいことも分かった。さらに上記の
重量比率を１．３以上とすることが、機械的強度の点で
より好ましいことがわかった。
上とすることが好ましいことも分かった。さらに上記の
重量比率を１．３以上とすることが、機械的強度の点で
より好ましいことがわかった。
【０１１１】また、原ガラスにおけるＡｌ2 Ｏ3 成分が
８重量％を越えると、このようにβ−スポジュウメン粒
子の生成量が過多になり、基板の強度が低下した。従っ
て、Ａｌ2 Ｏ3 の量は８重量％以下とすることが必要で
ある。
８重量％を越えると、このようにβ−スポジュウメン粒
子の生成量が過多になり、基板の強度が低下した。従っ
て、Ａｌ2 Ｏ3 の量は８重量％以下とすることが必要で
ある。
【０１１２】また、上記の製造方法において原ガラスを
加熱する際には、少なくとも５００℃以上の温度領域で
の温度上昇速度を５０〜３００℃／時間に制御すること
によって結晶核の生成を進行させることが好ましい。ま
た、少なくとも５００℃〜５８０℃の温度領域内で１〜
４時間保持することによって結晶核の生成を進行させる
ことが好ましい。
加熱する際には、少なくとも５００℃以上の温度領域で
の温度上昇速度を５０〜３００℃／時間に制御すること
によって結晶核の生成を進行させることが好ましい。ま
た、少なくとも５００℃〜５８０℃の温度領域内で１〜
４時間保持することによって結晶核の生成を進行させる
ことが好ましい。
【０１１３】なお、本発明で基板として使用するガラス
セラミックス中には、他の成分を含有させることができ
る。まず、Ｐ2 Ｏ5 以外の核形成剤として、ＴｉＯ2 、
ＺｒＯ2 、ＳｎＯ2 等の金属酸化物または白金等の金
属、フッ化物を、単独で、または２種以上混合して、含
有することができる。
セラミックス中には、他の成分を含有させることができ
る。まず、Ｐ2 Ｏ5 以外の核形成剤として、ＴｉＯ2 、
ＺｒＯ2 、ＳｎＯ2 等の金属酸化物または白金等の金
属、フッ化物を、単独で、または２種以上混合して、含
有することができる。
【０１１４】また、Ｋ2 Ｏを０〜７重量％含有させるこ
とができる。これは、ガラスの溶融、成形温度を低下さ
せるのと共に、成形時のガラスの失透を抑制する効果が
ある。この作用を発揮させるには、この含有量を２重量
％以上とすることが更に好ましい。また、この含有量が
７重量％を越えると、ガラスセラミックスの強度が低下
する傾向がある。
とができる。これは、ガラスの溶融、成形温度を低下さ
せるのと共に、成形時のガラスの失透を抑制する効果が
ある。この作用を発揮させるには、この含有量を２重量
％以上とすることが更に好ましい。また、この含有量が
７重量％を越えると、ガラスセラミックスの強度が低下
する傾向がある。
【０１１５】Ａｓ2 Ｏ3 とＳｂ2 Ｏ3 との一方または双
方を、合計で０〜２重量％含有させることもできる。こ
れらは、ガラス溶融の際の清澄剤である。
方を、合計で０〜２重量％含有させることもできる。こ
れらは、ガラス溶融の際の清澄剤である。
【０１１６】その他、Ｂ2 Ｏ3 成分を０〜３重量％、Ｃ
ａＯ成分を０〜３重量％、ＳｒＯを０〜３重量％、Ｂａ
Ｏを０〜３重量％含有させることができる。ＭｇＯ成分
は、実質的に含有しないことが好ましい。
ａＯ成分を０〜３重量％、ＳｒＯを０〜３重量％、Ｂａ
Ｏを０〜３重量％含有させることができる。ＭｇＯ成分
は、実質的に含有しないことが好ましい。
【０１１７】原ガラスを製造する際には、上記の各金属
原子を含有する各原料を、上記の重量比率に該当するよ
うに混合し、この混合物を溶融させる。この原料として
は、各金属原子の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、
水酸化物を例示することができる。また、原ガラスを熱
処理して結晶化させる際の雰囲気としては、大気雰囲
気、不活性雰囲気等を選択することができる。
原子を含有する各原料を、上記の重量比率に該当するよ
うに混合し、この混合物を溶融させる。この原料として
は、各金属原子の酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、
水酸化物を例示することができる。また、原ガラスを熱
処理して結晶化させる際の雰囲気としては、大気雰囲
気、不活性雰囲気等を選択することができる。
【０１１８】なお、この材質からなる光ファイバー固定
用基板は、前記した図２〜図６を参照しつつ説明した光
ファイバー固定用基板とは異なる形態の光ファイバー固
定用基板に対しても、同様に適用することができる。
用基板は、前記した図２〜図６を参照しつつ説明した光
ファイバー固定用基板とは異なる形態の光ファイバー固
定用基板に対しても、同様に適用することができる。
【０１１９】また、光ファイバーを構成する材質として
は、次のものが特に優れていることを見いだした。
は、次のものが特に優れていることを見いだした。
【０１２０】（１）ＢＫ−７：光学ガラス これは、紫外線透過性が高く、熱膨張係数が７０×１０
- 7 程度であるので、ＬｉＮｂＯ3 からなる基板上の光
導波路との熱膨張差を小さくすることができる。また、
ボールレンズ等のＢＫ−７製品との固定に用いる場合
に、これと同じ材質であるので、最適である。また光フ
ァイバー固定用基板を光素子と光学的に結合した後に、
両者を紫外線樹脂接着剤によって接着する場合には、光
ファイバー固定用基板の材質には高い紫外線透過性が求
められる。ＢＫ−７ガラスは、λ＝３６０ｎｍで透過率
９０％以上であるので、極めて適している。
- 7 程度であるので、ＬｉＮｂＯ3 からなる基板上の光
導波路との熱膨張差を小さくすることができる。また、
ボールレンズ等のＢＫ−７製品との固定に用いる場合
に、これと同じ材質であるので、最適である。また光フ
ァイバー固定用基板を光素子と光学的に結合した後に、
両者を紫外線樹脂接着剤によって接着する場合には、光
ファイバー固定用基板の材質には高い紫外線透過性が求
められる。ＢＫ−７ガラスは、λ＝３６０ｎｍで透過率
９０％以上であるので、極めて適している。
【０１２１】また、Ｘ−カット ＬｉＮｂＯ3 導波路に
対して光ファイバー固定用基板を結合する場合には、Ｘ
−カット ＬｉＮｂＯ3 導波路を有する基板の熱膨張係
数は、一つの方向では１５０×１０- 7 ／℃であり、別
の方向の熱膨張係数は４０×１０- 7 ／℃である。この
ため、双方の方向での熱膨張係数のマッチングを考慮す
ると、光ファイバー固定用基板を構成する材質の熱膨張
係数は８５×１０- 7 程度であることが好ましい。ＢＫ
−７ガラスはこのレベルの熱膨張係数を有している。
対して光ファイバー固定用基板を結合する場合には、Ｘ
−カット ＬｉＮｂＯ3 導波路を有する基板の熱膨張係
数は、一つの方向では１５０×１０- 7 ／℃であり、別
の方向の熱膨張係数は４０×１０- 7 ／℃である。この
ため、双方の方向での熱膨張係数のマッチングを考慮す
ると、光ファイバー固定用基板を構成する材質の熱膨張
係数は８５×１０- 7 程度であることが好ましい。ＢＫ
−７ガラスはこのレベルの熱膨張係数を有している。
【０１２２】また、通常、ボールレンズ等の材質として
はＢＫ−７ガラスが使用されているが、光ファイバー固
定用基板の材質としてＢＫ−７ガラスを使用すると、ボ
ールレンズ等と光ファイバー固定用基板との間で熱膨張
差がなくなる。
はＢＫ−７ガラスが使用されているが、光ファイバー固
定用基板の材質としてＢＫ−７ガラスを使用すると、ボ
ールレンズ等と光ファイバー固定用基板との間で熱膨張
差がなくなる。
【０１２３】（２）ホウケイ酸ガラス ホウケイ酸ガラスは、α＝３２×１０- 7 ／℃と、低い
熱膨張係数を有している。通常市販されているガラスの
中では非常に熱膨張係数が低い。結晶化等の処理を行う
ことなく、低膨張の光ファイバー固定用基板を製造する
ことができる。また、紫外線透過率が高いので、前記の
ように、紫外線硬化型樹脂を使用することができる。
熱膨張係数を有している。通常市販されているガラスの
中では非常に熱膨張係数が低い。結晶化等の処理を行う
ことなく、低膨張の光ファイバー固定用基板を製造する
ことができる。また、紫外線透過率が高いので、前記の
ように、紫外線硬化型樹脂を使用することができる。
【０１２４】（３）ソーダ石灰ガラス ソーダ石灰ガラスは、４８０℃のＫＮＯ3 液中に浸漬さ
せることによって、Ｎａ+ とＫ+ との交換が表面より３
０μｍ程度の範囲で生じ、強度の向上が達成される。
せることによって、Ｎａ+ とＫ+ との交換が表面より３
０μｍ程度の範囲で生じ、強度の向上が達成される。
【０１２５】（４）イオン交換ガラス この材質を用いた光ファイバー固定用基板を使用した場
合には、この光ファイバー固定用基板上に直接に光導波
路を形成することができるようになり、この光導波路と
前記の光ファイバーとを直接に結合することが可能にな
る。
合には、この光ファイバー固定用基板上に直接に光導波
路を形成することができるようになり、この光導波路と
前記の光ファイバーとを直接に結合することが可能にな
る。
【０１２６】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。前述した方法に従って、プレス成形法によって、図
２に示す光ファイバー固定用基板１および図６に示す光
ファイバー固定用基板４５を製造した。ただし、原料と
して純度９９．８％のアルミナ粉末を使用し、バインダ
ーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を３％とポリ
エチレングリコール（ＰＥＧ）を１％とを添加して、ス
プレードライヤーで造粒して成形原料を得た。
る。前述した方法に従って、プレス成形法によって、図
２に示す光ファイバー固定用基板１および図６に示す光
ファイバー固定用基板４５を製造した。ただし、原料と
して純度９９．８％のアルミナ粉末を使用し、バインダ
ーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を３％とポリ
エチレングリコール（ＰＥＧ）を１％とを添加して、ス
プレードライヤーで造粒して成形原料を得た。
【０１２７】一方、図４に示すような形状を有する金型
３７を準備した。この際、金型３７を超硬合金によって
形成し、ダイヤモンド砥石を使用してこの表面を研削加
工し、各溝３８を形成した。上記の成形用原料を、金型
３７と下側の平板形状の金型との間に充填し、２０００
ｋｇ／ｃｍ2 の圧力でプレス成形した。こうして得られ
た成形体を、酸化雰囲気中で１６００℃で焼成し、光フ
ァイバー固定用基板を製造した。この固定用基板の各固
定用溝内に光ファイバーを収容し、この時光ファイバー
を固定用溝の山部に対して強く接触させた。この後、固
定用溝の周辺を観察した。
３７を準備した。この際、金型３７を超硬合金によって
形成し、ダイヤモンド砥石を使用してこの表面を研削加
工し、各溝３８を形成した。上記の成形用原料を、金型
３７と下側の平板形状の金型との間に充填し、２０００
ｋｇ／ｃｍ2 の圧力でプレス成形した。こうして得られ
た成形体を、酸化雰囲気中で１６００℃で焼成し、光フ
ァイバー固定用基板を製造した。この固定用基板の各固
定用溝内に光ファイバーを収容し、この時光ファイバー
を固定用溝の山部に対して強く接触させた。この後、固
定用溝の周辺を観察した。
【０１２８】図１９は、図６に示す光ファイバー固定用
基板４５について、固定用溝３の周辺を示す走査型顕微
鏡写真である。明らかに、固定用溝の山部には丸みがあ
り、谷部はきわめて先鋭である。また、固定用溝の間に
ある各突起を見ても、特に切り欠きや破損箇所は存在し
ていなかった。図２の光ファイバー固定用基板１につい
ても同様の結果が得られた。
基板４５について、固定用溝３の周辺を示す走査型顕微
鏡写真である。明らかに、固定用溝の山部には丸みがあ
り、谷部はきわめて先鋭である。また、固定用溝の間に
ある各突起を見ても、特に切り欠きや破損箇所は存在し
ていなかった。図２の光ファイバー固定用基板１につい
ても同様の結果が得られた。
【０１２９】一方、上記の成形用原料を成形して平板形
状の成形体を得、この成形体を酸化雰囲気中で１６００
℃で焼成し、平板形状の基板本体を製造した。この基板
本体の表面を、ダイヤモンド砥石によって研削加工し、
図３に示すような光ファイバー固定用基板８を製造し
た。この固定用基板８の各固定用溝１２内に光ファイバ
ーを収容し、この時光ファイバーを固定用溝の山部に対
して強く接触させた。この後、固定用溝の周辺を観察し
た。
状の成形体を得、この成形体を酸化雰囲気中で１６００
℃で焼成し、平板形状の基板本体を製造した。この基板
本体の表面を、ダイヤモンド砥石によって研削加工し、
図３に示すような光ファイバー固定用基板８を製造し
た。この固定用基板８の各固定用溝１２内に光ファイバ
ーを収容し、この時光ファイバーを固定用溝の山部に対
して強く接触させた。この後、固定用溝の周辺を観察し
た。
【０１３０】この結果、一部の光ファイバー固定用基板
には、図２０に示すような破損箇所が観察された。な
お、この固定用溝の山部はきわめて先鋭であり、谷部に
は丸みが形成されていることがわかる。そして、この山
部の頂点から谷部の方へと向かって延びるように、破損
箇所が形成されていることが注目される。これは、山部
の頂点付近から破損ないし亀裂が開始されていることを
示しているものと思われる。
には、図２０に示すような破損箇所が観察された。な
お、この固定用溝の山部はきわめて先鋭であり、谷部に
は丸みが形成されていることがわかる。そして、この山
部の頂点から谷部の方へと向かって延びるように、破損
箇所が形成されていることが注目される。これは、山部
の頂点付近から破損ないし亀裂が開始されていることを
示しているものと思われる。
【０１３１】なお、ＬｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系
のガラスを、上記の金型を使用してプレス成形し、この
成形体を熱処理して結晶化させることによって、図２、
６に示すような形状の光ファイバー固定用基板１、４５
を製造した。そして、この光ファイバー固定用基板につ
いても上記と同様の観察を実施したが、上記と同様の結
果を得た。
のガラスを、上記の金型を使用してプレス成形し、この
成形体を熱処理して結晶化させることによって、図２、
６に示すような形状の光ファイバー固定用基板１、４５
を製造した。そして、この光ファイバー固定用基板につ
いても上記と同様の観察を実施したが、上記と同様の結
果を得た。
【０１３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
ファイバー固定用基板の固定用溝に光ファイバーを収容
するときや、光ファイバー固定用基板の端面を研磨する
ときなどに、この固定用溝の山部に欠けないし切り欠き
が発生しないようにすることができる。
ファイバー固定用基板の固定用溝に光ファイバーを収容
するときや、光ファイバー固定用基板の端面を研磨する
ときなどに、この固定用溝の山部に欠けないし切り欠き
が発生しないようにすることができる。
【図１】（ａ）は、従来の光ファイバー固定用基板３４
を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の光ファイバー
固定用基板３４上に蓋３２を接合して得た組み立て体を
示す正面図である。
を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の光ファイバー
固定用基板３４上に蓋３２を接合して得た組み立て体を
示す正面図である。
【図２】（ａ）は、第一の発明の実施例に係る光ファイ
バー固定用基板１を示す平面図であり、（ｂ）は、
（ａ）の光ファイバー固定用基板１の横断面を示す断面
図であり、（ｃ）は、基板１の各固定用溝３内に光ファ
イバー９を収容した状態を示す断面図である。
バー固定用基板１を示す平面図であり、（ｂ）は、
（ａ）の光ファイバー固定用基板１の横断面を示す断面
図であり、（ｃ）は、基板１の各固定用溝３内に光ファ
イバー９を収容した状態を示す断面図である。
【図３】従来の光ファイバー固定用基板８の横断面を示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】図２の光ファイバー固定用基板１を製造するた
めの金型３７を示す断面図である。
めの金型３７を示す断面図である。
【図５】第一の発明の他の実施例に係る光ファイバー固
定用基板１２を示す断面図である。
定用基板１２を示す断面図である。
【図６】第一の発明の更に他の実施例に係る光ファイバ
ー固定用基板４５を示す断面図である。
ー固定用基板４５を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、谷部５が先鋭な固定用溝３内に光フ
ァイバー９Ａおよび塵１６が収容されている状態を示す
断面図であり、（ｂ）は、谷部１８に丸みがある固定用
溝１７内に、光ファイバー９Ａおよび塵１６が収容され
ている状態を示す断面図である。
ァイバー９Ａおよび塵１６が収容されている状態を示す
断面図であり、（ｂ）は、谷部１８に丸みがある固定用
溝１７内に、光ファイバー９Ａおよび塵１６が収容され
ている状態を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、第二の発明に係る光ファイバー固定
用基板２２を示す平面図であり、（ｂ）は、この固定用
溝２３の周辺を拡大して示す断面図である。
用基板２２を示す平面図であり、（ｂ）は、この固定用
溝２３の周辺を拡大して示す断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ各種の方法で作製
した固定用溝の平面的形態を示すための模式的平面図で
ある。
した固定用溝の平面的形態を示すための模式的平面図で
ある。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第二の発明の他
の態様の実施例に係る光デバイスを示す平面図であり、
（ｃ）は、（ｂ）の光デバイスの側面図である。
の態様の実施例に係る光デバイスを示す平面図であり、
（ｃ）は、（ｂ）の光デバイスの側面図である。
【図１１】（ａ）は、第三の発明の実施例に係る光ファ
イバー固定用基板４０を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の光ファイバー固定用基板４０の側面図である。
イバー固定用基板４０を示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の光ファイバー固定用基板４０の側面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各製造方法によ
って作製された固定用溝の端面と光導波路の端面との結
合部分の周辺を拡大して示す断面図である。
って作製された固定用溝の端面と光導波路の端面との結
合部分の周辺を拡大して示す断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第三の発明の他
の実施例に係る光デバイスを示す斜視図である。
の実施例に係る光デバイスを示す斜視図である。
【図１４】第四の発明の実施例に係る光デバイスを示す
側面図である。
側面図である。
【図１５】（ａ）は、第五の発明の実施例に係る光ファ
イバー固定用基板２４を示す斜視図であり、（ｂ）は、
光ファイバー固定用基板２４を示す平面図である。
イバー固定用基板２４を示す斜視図であり、（ｂ）は、
光ファイバー固定用基板２４を示す平面図である。
【図１６】（ａ）、（ｃ）は、図１５の光ファイバー固
定用基板２４に光アイソレーターを配置した状態を模式
的に示す側面図であり、（ｂ）は、光ファイバー固定用
基板２４において光ファイバーの端面を垂直面に対して
傾斜させた場合の光デバイスを模式的に示す側面図であ
る。
定用基板２４に光アイソレーターを配置した状態を模式
的に示す側面図であり、（ｂ）は、光ファイバー固定用
基板２４において光ファイバーの端面を垂直面に対して
傾斜させた場合の光デバイスを模式的に示す側面図であ
る。
【図１７】第五の発明の実施例に係る光ファイバー固定
用基板１１５を用いた光デバイスの一例を概略的に示す
側面図である。
用基板１１５を用いた光デバイスの一例を概略的に示す
側面図である。
【図１８】（ａ）は、更に他の発明に係る光ファイバー
固定用基板１０５を模式的に示す側面図であり、（ｂ）
は、（ａ）の光ファイバー固定用基板１０５を一方の端
面側から見た正面図であり、（ｃ）は、光ファイバー固
定用基板１０５を他方の端面側から見た正面図である。
固定用基板１０５を模式的に示す側面図であり、（ｂ）
は、（ａ）の光ファイバー固定用基板１０５を一方の端
面側から見た正面図であり、（ｃ）は、光ファイバー固
定用基板１０５を他方の端面側から見た正面図である。
【図１９】図６に示す光ファイバー固定用基板４５の固
定用溝の周辺を示す走査型電子顕微鏡写真である。
定用溝の周辺を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図２０】図３に示す光ファイバー固定用基板の固定用
溝の周辺を示す走査型電子顕微鏡写真である。
溝の周辺を示す走査型電子顕微鏡写真である。
１、８、１２、２２、２４、３４、４０、４５、４９、
５１ 光ファイバー固定用基板 ２ 基板本体
３、３Ａ、３Ｂ、１２、１３、１７、２３、５０、５
２、５８Ａ、５８Ｂ、６０ 固定用溝 ５ 先鋭な谷
部 ７ Ｖ溝の傾斜面 ８ 接着剤 ９、９Ａ、５９
Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ 光ファイバー １０、１０Ａ
先鋭な山部 １１、１８ 丸みの付いた谷部 １４ 平坦な谷部 ４４、４４Ａ、４６ 曲率半径が
山部の全体にわたって５μｍ以上の山部 ４７ 山部
４６の平坦面 ４８ 山部４６の平坦面４７と傾斜面
７との間のエッジ ５５、５６ 光ファイバーの被覆
６３、７０、７３ 光導波路 ６５ａ 光ファイ
バーの垂直な端面 ６５ｂ 光ファイバーの傾斜した
端面
５１ 光ファイバー固定用基板 ２ 基板本体
３、３Ａ、３Ｂ、１２、１３、１７、２３、５０、５
２、５８Ａ、５８Ｂ、６０ 固定用溝 ５ 先鋭な谷
部 ７ Ｖ溝の傾斜面 ８ 接着剤 ９、９Ａ、５９
Ａ、５９Ｂ、５９Ｃ 光ファイバー １０、１０Ａ
先鋭な山部 １１、１８ 丸みの付いた谷部 １４ 平坦な谷部 ４４、４４Ａ、４６ 曲率半径が
山部の全体にわたって５μｍ以上の山部 ４７ 山部
４６の平坦面 ４８ 山部４６の平坦面４７と傾斜面
７との間のエッジ ５５、５６ 光ファイバーの被覆
６３、７０、７３ 光導波路 ６５ａ 光ファイ
バーの垂直な端面 ６５ｂ 光ファイバーの傾斜した
端面
Claims (19)
- 【請求項１】光ファイバーを収容し、位置決めするため
の固定用溝が形成されている光ファイバー固定用基板で
あって、前記固定用溝の山部をこの固定用溝の横断面方
向に切ってみたときの曲率半径が、前記山部の全体にわ
たって５μｍ以上であることを特徴とする、光ファイバ
ー固定用基板。 - 【請求項２】前記固定用溝の谷部をこの固定用溝の横断
面方向に切ってみたときの曲率半径が５μｍ以下である
ことを特徴とする、請求項１記載の光ファイバー固定用
基板。 - 【請求項３】前記光ファイバー固定用基板がセラミック
スまたはガラスからなることを特徴とする、請求項１記
載の光ファイバー固定用基板。 - 【請求項４】前記光ファイバー固定用基板の前記固定用
溝がプレス成形法によって形成されていることを特徴と
する、請求項３記載の光ファイバー固定用基板。 - 【請求項５】光ファイバーを収容し、位置決めするため
の固定用溝が形成されている光ファイバー固定用基板を
製造する方法であって、前記固定用溝に対応する形状を
有する型を製造し、この際前記型の溝を研削加工によっ
て形成し、この型を使用して前記光ファイバー固定用基
板の材質をプレス成形することを特徴とする、光ファイ
バー固定用基板の製造方法。 - 【請求項６】光ファイバーを収容し、位置決めするため
の固定用溝が形成されている光ファイバー固定用基板を
製造する方法であって、前記固定用溝を形成した後、こ
の固定用溝の山部を横断面方向に切ってみたときの曲率
半径が山部の全体のわたって５μｍ以上となるようにこ
の山部を研磨加工することを特徴とする、光ファイバー
固定用基板の製造方法。 - 【請求項７】光ファイバーを収容し、位置決めするため
の固定用溝が形成されている光ファイバー固定用基板で
あって、セラミックスまたはガラスからなり、前記固定
用溝が平面的に見て湾曲した湾曲部分を備えていること
を特徴とする、光ファイバー固定用基板。 - 【請求項８】前記固定用溝に、前記固定用溝と同じ平面
的形状を有する光ファイバーが前記固定用溝の壁面から
の応力が加わらない状態で収容および固定されているこ
とを特徴とする、請求項７記載の光ファイバー固定用基
板。 - 【請求項９】複数の光ファイバーからなる第一の光ファ
イバー群における各光ファイバーの間隔と、複数の光フ
ァイバーからなる第二の光ファイバー群における各光フ
ァイバーの間隔とが異なっている際に、前記第一の光フ
ァイバー群に属する各光ファイバーと、前記第二の光フ
ァイバー群に属する対応する光ファイバーとを結合する
ための結合デバイスであって、請求項８記載の光ファイ
バー固定用基板を備えており、前記第一の光ファイバー
群内の前記光ファイバーおよび前記第二の光ファイバー
群内の前記光ファイバーにそれぞれ対応する固定用溝が
前記光ファイバー固定用基板に形成されており、前記の
各固定用溝の一方の端部が、前記第一の光ファイバー群
の各光ファイバーに対応する位置に形成されており、前
記の各固定用溝の他方の端部が、前記第二の各光ファイ
バー群に属する各光ファイバーに対応する位置にそれぞ
れ形成されており、この固定用溝中に前記第一の光ファ
イバー群内の前記光ファイバーと前記第二の光ファイバ
ー群内の前記光ファイバーとが収容および固定されてお
り、かつ前記第一の光ファイバー群内の前記光ファイバ
ーと前記第二の光ファイバー群内の前記光ファイバーと
が互いに光の導通が可能なように接続されていることを
特徴とする、光デバイス。 - 【請求項１０】複数の光ファイバーからなる光ファイバ
ー群における各光ファイバーの間隔と、複数の光導波路
を備えている光導波路基板における各光導波路の間隔と
が異なっている際に、前記光ファイバー群に属する各光
ファイバーと、前記の各光導波路とを結合するための結
合デバイスであって、請求項８記載の光ファイバー固定
用基板を備えており、前記の各光ファイバーおよび前記
の各光導波路にそれぞれ対応する固定用溝が前記光ファ
イバー固定用基板に形成されており、前記の各固定用溝
の一方の端部が、前記の各光ファイバーに対応する位置
に形成されており、前記の各固定用溝の他方の端部が、
前記の各光導波路に対応する位置にそれぞれ形成されて
おり、この固定用溝中に前記の各光ファイバーが収容お
よび固定されており、かつ前記の各光ファイバーと前記
の各光導波路とが互いに光の導通が可能なように接続さ
れていることを特徴とする、光デバイス。 - 【請求項１１】光ファイバーを収容し、位置決めするた
めの固定用溝が形成されている光ファイバー固定用基板
であって、前記固定用溝の少なくとも一方の端部が平面
的に見て前記光ファイバー固定用基板内に形成されてお
り、この端部に前記光ファイバー固定用基板の主面に対
して垂直な端面が形成されていることを特徴とする、光
ファイバー固定用基板。 - 【請求項１２】前記光ファイバー固定用基板に光導波路
または光素子が設けられており、前記固定用溝中に収容
および固定された光ファイバーの端面が前記光導波路ま
たは光素子に対して光学的に結合されていることを特徴
とする、光デバイス。 - 【請求項１３】光ファイバーを収容し、位置決めするた
めの固定用溝が形成されている光ファイバー固定用基板
であって、前記固定用溝が、少なくとも、固定用溝の横
断面の寸法が相対的に大きい第一の部分と横断面の寸法
が相対的に小さい第二の部分とを備えており、この第一
の部分と第二の部分との間で、前記第一の部分の端面が
前記光ファイバー固定用基板の主面に対して垂直なよう
に形成されていることを特徴とする、光ファイバー固定
用基板。 - 【請求項１４】請求項１３記載の光ファイバー固定用基
板を備えている光デバイスであって、前記第一の部分に
受動型の光伝送部材が収容および固定されており、前記
第二の部分に光ファイバーが収容および固定されてお
り、前記第一の部分に収容された前記光伝送部材の端面
と前記第二の部分に収容された前記光ファイバーの端面
とが光学的に結合されており、前記第一の部分に収容さ
れた前記光伝送部材の端面の位置が前記第一の部分の端
面によって位置決めされていることを特徴とする、光デ
バイス。 - 【請求項１５】光ファイバーを収容し、位置決めするた
めの固定用溝が形成されている光ファイバー固定用基板
であって、第一の固定用溝が形成されている第一の突出
部と、第二の固定用溝が形成されている第二の突出部
と、前記第一の突出部と前記第二の突出部とを連結して
いる連結部とを備えており、前記連結部の表面から見た
ときの前記前記第一の固定用溝の高さが、前記第二の固
定用溝の高さよりも大きいことを特徴とする、光ファイ
バー固定用基板。 - 【請求項１６】請求項１５記載の光ファイバー固定用基
板を備えている光デバイスであって、前記第一の固定用
溝中に収容および固定されている光ファイバーと、前記
第二の固定用溝中に収容および固定されている光ファイ
バーとが光学的に結合されていることを特徴とする、光
デバイス。 - 【請求項１７】前記連結部に光素子が固定されており、
前記連結部の表面から見たときに前記光素子中での光の
入射位置の高さと出射位置の高さとが異なっており、前
記第一の固定用溝中に収容および固定されている光伝送
部材と、前記第二の固定用溝中に収容および固定されて
いる光伝送部材とが前記光素子を介して光学的に結合さ
れていることを特徴とする、請求項１６記載の光デバイ
ス。 - 【請求項１８】前記第一の固定用溝に収容されている光
伝送部材および前記第二の固定用溝に収容されている光
伝送部材の各端面が、前記光伝送部材の長さ方向に対す
る垂直面から傾斜していることを特徴とする、請求項１
６記載の光デバイス。 - 【請求項１９】光ファイバーを収容し、位置決めするた
めの固定用溝が形成されている、プレス成形法によって
作製された光ファイバー固定用基板であって、前記光フ
ァイバー固定用基板がガラスセラミックスからなり、こ
のガラスセラミックスを構成する結晶粒子の平均粒径が
１．０μｍ以下であり、かつ主結晶層が、ニケイ酸リチ
ウム（Ｌｉ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 ）相と、β−スポジュウメ
ン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3 ・４ＳｉＯ2 ）相またはβ−
スポジュウメン固溶体相によって占められており、さら
にＳｉＯ2 組成を有する結晶相の占める割合が２重量％
以下であることを特徴とする、光ファイバー固定用基
板。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04681996A JP3853866B2 (ja) | 1995-02-21 | 1996-02-09 | 光ファイバー固定用基板 |
| US08/601,108 US5835659A (en) | 1995-02-21 | 1996-02-16 | Optical fiber-fixing substrate, method of producing the same and optical device |
| CN96102512A CN1105317C (zh) | 1995-02-21 | 1996-02-17 | 光纤固定用基板及其制造方法 |
| EP02006766A EP1225464A3 (en) | 1995-02-21 | 1996-02-21 | Optical fiber-fixing substrate, method of producing the same and optical device |
| DE69625943T DE69625943T2 (de) | 1995-02-21 | 1996-02-21 | Substrat zur Befestigung einer optischen Faser, sein Herstellungsverfahren und optisches Bauelement |
| EP96301160A EP0729044B1 (en) | 1995-02-21 | 1996-02-21 | Optical fiber-fixing substrate, method of producing the same and optical device |
| US08/900,781 US5991492A (en) | 1995-02-21 | 1997-07-25 | Optical fiber-fixing substrate, method of producing the same and optical device |
| CN01126013A CN1381742A (zh) | 1995-02-21 | 2001-08-24 | 光纤固定用基板及其制造方法与光学装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5524995 | 1995-02-21 | ||
| JP7-55249 | 1995-02-21 | ||
| JP04681996A JP3853866B2 (ja) | 1995-02-21 | 1996-02-09 | 光ファイバー固定用基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08292332A true JPH08292332A (ja) | 1996-11-05 |
| JP3853866B2 JP3853866B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=26386952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04681996A Expired - Lifetime JP3853866B2 (ja) | 1995-02-21 | 1996-02-09 | 光ファイバー固定用基板 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5835659A (ja) |
| EP (2) | EP1225464A3 (ja) |
| JP (1) | JP3853866B2 (ja) |
| CN (2) | CN1105317C (ja) |
| DE (1) | DE69625943T2 (ja) |
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