JPH0836118A - 光導波路モジュールの製造方法 - Google Patents
光導波路モジュールの製造方法Info
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- JPH0836118A JPH0836118A JP16949994A JP16949994A JPH0836118A JP H0836118 A JPH0836118 A JP H0836118A JP 16949994 A JP16949994 A JP 16949994A JP 16949994 A JP16949994 A JP 16949994A JP H0836118 A JPH0836118 A JP H0836118A
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- Japan
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- optical
- optical fiber
- silicon substrate
- optical waveguide
- glass film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバアレイを用いることなく光ファイ
バと光導波路との調芯を簡単に行うことができ、低コス
ト化を図ることが可能な光導波路モジュールの製造方法
を提供することを目的とする。 【構成】 シリコン基板1上に石英ガラス系のガラス膜
から成る光導波路2を形成し、光導波路2のコア6の中
心とシリコン基板1との間隔をLとし光ファイバの半径
をRとしたときに、R≦L≦R+2μmなる関係が満た
されるようにする工程と、ガラス膜の一部を除去してシ
リコン基板1を露出させる工程と、露出したシリコン基
板1の上面に光ファイバ4の外周面を接触させた状態
で、コア6の光軸方向及びこの方向に垂直でかつシリコ
ン基板1の上面に平行な方向の2方向に光ファイバ4を
移動させることにより、光ファイバ4をコア6に対して
調芯する工程と、光ファイバ4を光導波路2に固定する
工程とを備えている。
バと光導波路との調芯を簡単に行うことができ、低コス
ト化を図ることが可能な光導波路モジュールの製造方法
を提供することを目的とする。 【構成】 シリコン基板1上に石英ガラス系のガラス膜
から成る光導波路2を形成し、光導波路2のコア6の中
心とシリコン基板1との間隔をLとし光ファイバの半径
をRとしたときに、R≦L≦R+2μmなる関係が満た
されるようにする工程と、ガラス膜の一部を除去してシ
リコン基板1を露出させる工程と、露出したシリコン基
板1の上面に光ファイバ4の外周面を接触させた状態
で、コア6の光軸方向及びこの方向に垂直でかつシリコ
ン基板1の上面に平行な方向の2方向に光ファイバ4を
移動させることにより、光ファイバ4をコア6に対して
調芯する工程と、光ファイバ4を光導波路2に固定する
工程とを備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムにおい
て用いられる、光導波路と光ファイバとを結合すること
によって光導波路モジュールを製造する方法に関するも
のであり、特に低コスト化を可能にする光導波路モジュ
ールの製造方法に関するものである。
て用いられる、光導波路と光ファイバとを結合すること
によって光導波路モジュールを製造する方法に関するも
のであり、特に低コスト化を可能にする光導波路モジュ
ールの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の光通信技術の発展にともない、光
の分岐素子や合分波素子に対する需要が高まってきてい
る。また、これらの光部品の高密度化の要求を満たすた
めに、石英ガラス系の光平面導波回路が用いられてきて
いる。この光平面導波回路は、低い導波損失のものであ
り、また光ファイバとの低損失な接続を可能にする。
の分岐素子や合分波素子に対する需要が高まってきてい
る。また、これらの光部品の高密度化の要求を満たすた
めに、石英ガラス系の光平面導波回路が用いられてきて
いる。この光平面導波回路は、低い導波損失のものであ
り、また光ファイバとの低損失な接続を可能にする。
【0003】例えば、特開昭58−105111号公報
には、火炎堆積法(FHD法)などによりガラス膜を成
膜した後、回路パターンを半導体技術を応用した反応性
イオンエッチング法(RIE法)で形成し、クラッド部
を成膜する手法によって製造される埋め込み型の石英導
波路が開示されている。
には、火炎堆積法(FHD法)などによりガラス膜を成
膜した後、回路パターンを半導体技術を応用した反応性
イオンエッチング法(RIE法)で形成し、クラッド部
を成膜する手法によって製造される埋め込み型の石英導
波路が開示されている。
【0004】このような光導波路を光素子として用いる
場合、光導波路に入出力用の光ファイバを接続する構成
が一般的である。光ファイバの接続には、例えばIEE
EPhotonic Technology Letters, vol.4, No.8, (199
2), pp906-908 に示されているように、光ファイバを精
密加工したフェルールに配列固定した光ファイバアレイ
を光導波路に紫外線硬化型接着剤を用いて接着固定する
方法が一般に用いられている。
場合、光導波路に入出力用の光ファイバを接続する構成
が一般的である。光ファイバの接続には、例えばIEE
EPhotonic Technology Letters, vol.4, No.8, (199
2), pp906-908 に示されているように、光ファイバを精
密加工したフェルールに配列固定した光ファイバアレイ
を光導波路に紫外線硬化型接着剤を用いて接着固定する
方法が一般に用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
光ファイバの接続方法においては、紫外線を透過する材
料、例えば石英ガラスによって光ファイバアレイを構成
しなければならない。ところが、ガラスのような加工が
困難な材料を1μm以内という高精度で加工する必要が
あるため、光ファイバアレイの価格が非常に高価にな
り、光導波路モジュールの低コスト化の妨げになってい
た。
光ファイバの接続方法においては、紫外線を透過する材
料、例えば石英ガラスによって光ファイバアレイを構成
しなければならない。ところが、ガラスのような加工が
困難な材料を1μm以内という高精度で加工する必要が
あるため、光ファイバアレイの価格が非常に高価にな
り、光導波路モジュールの低コスト化の妨げになってい
た。
【0006】そこで、本発明の目的は、光ファイバを精
密に配列する光ファイバアレイを用いることなく光ファ
イバと光導波路との調芯を簡単に行うことができ、低コ
スト化を図ることが可能な光導波路モジュールの製造方
法を提供することにある。
密に配列する光ファイバアレイを用いることなく光ファ
イバと光導波路との調芯を簡単に行うことができ、低コ
スト化を図ることが可能な光導波路モジュールの製造方
法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、光導波路と光ファイバとを
結合することによって光導波路モジュールを製造する方
法であって、シリコン基板上に石英ガラス系のガラス膜
から成る光導波路を形成し、光導波路のコアの中心とシ
リコン基板との間隔をLとし光ファイバの半径をRとし
たときに、R≦L≦R+2μmなる関係が満たされるよ
うにする工程と、ガラス膜の一部を除去してシリコン基
板を露出させる工程と、露出したシリコン基板の上面に
光ファイバの外周面を接触させた状態で、コアの光軸方
向及びこの方向に垂直でかつシリコン基板の上面に平行
な方向の2方向に光ファイバを移動させることにより、
光ファイバをコアに対して調芯する工程と、光ファイバ
を光導波路に固定する工程とを備えている。
に、請求項1に係る発明は、光導波路と光ファイバとを
結合することによって光導波路モジュールを製造する方
法であって、シリコン基板上に石英ガラス系のガラス膜
から成る光導波路を形成し、光導波路のコアの中心とシ
リコン基板との間隔をLとし光ファイバの半径をRとし
たときに、R≦L≦R+2μmなる関係が満たされるよ
うにする工程と、ガラス膜の一部を除去してシリコン基
板を露出させる工程と、露出したシリコン基板の上面に
光ファイバの外周面を接触させた状態で、コアの光軸方
向及びこの方向に垂直でかつシリコン基板の上面に平行
な方向の2方向に光ファイバを移動させることにより、
光ファイバをコアに対して調芯する工程と、光ファイバ
を光導波路に固定する工程とを備えている。
【0008】また、シリコン基板を露出させる工程にお
いては、除去すべきガラス膜以外の部分をレジスト膜で
覆い、除去すべきガラス膜をHFによって除去するのが
望ましい。
いては、除去すべきガラス膜以外の部分をレジスト膜で
覆い、除去すべきガラス膜をHFによって除去するのが
望ましい。
【0009】また、光導波路に結合される光ファイバ、
及びコアがともに複数である場合には、光ファイバを調
芯する工程において、複数の光ファイバが挿入される光
ファイバ挿入部がコアのピッチと同一のピッチで設けら
れた光ファイバ移動具によって、複数の光ファイバを同
時に調芯するようにしてもよい。
及びコアがともに複数である場合には、光ファイバを調
芯する工程において、複数の光ファイバが挿入される光
ファイバ挿入部がコアのピッチと同一のピッチで設けら
れた光ファイバ移動具によって、複数の光ファイバを同
時に調芯するようにしてもよい。
【0010】
【作用】本発明においては、シリコン基板上に石英ガラ
ス系のガラス膜から成る所定の寸法の光導波路を形成
し、ガラス膜の一部を除去してシリコン基板を露出さ
せ、露出したシリコン基板の上面に光ファイバの外周面
を接触させた状態で、コアの光軸方向及びこの方向に垂
直でかつシリコン基板の上面に平行な方向の2方向に光
ファイバを移動させることにより、光ファイバをコアに
対して調芯し、光ファイバを光導波路に固定する。
ス系のガラス膜から成る所定の寸法の光導波路を形成
し、ガラス膜の一部を除去してシリコン基板を露出さ
せ、露出したシリコン基板の上面に光ファイバの外周面
を接触させた状態で、コアの光軸方向及びこの方向に垂
直でかつシリコン基板の上面に平行な方向の2方向に光
ファイバを移動させることにより、光ファイバをコアに
対して調芯し、光ファイバを光導波路に固定する。
【0011】従って、光ファイバを配列するための光フ
ァイバアレイを用いることなく、光ファイバと光導波路
とを簡単に調芯することができるため、低コスト化を図
ることが可能な光導波路モジュールの製造方法を得るこ
とができる。
ァイバアレイを用いることなく、光ファイバと光導波路
とを簡単に調芯することができるため、低コスト化を図
ることが可能な光導波路モジュールの製造方法を得るこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。
【0013】図1は、本発明に従って構成された光導波
路モジュールの構成を示す斜視図である。この光導波路
モジュールは、シリコン基板1上に石英ガラス系のガラ
ス膜から成る光導波路2を形成し、ガラス膜の一部を除
去してシリコン基板露出面3を露出させ、シリコン基板
露出面3上に光ファイバ4の端部を配置し、紫外線硬化
型接着剤5によって光ファイバ4を光導波路2に固定す
ることによって作製される。
路モジュールの構成を示す斜視図である。この光導波路
モジュールは、シリコン基板1上に石英ガラス系のガラ
ス膜から成る光導波路2を形成し、ガラス膜の一部を除
去してシリコン基板露出面3を露出させ、シリコン基板
露出面3上に光ファイバ4の端部を配置し、紫外線硬化
型接着剤5によって光ファイバ4を光導波路2に固定す
ることによって作製される。
【0014】次に、この光導波路モジュールの作製方法
について詳細に説明する。まず、図2に示すように、シ
リコン基板1上に厚さ59μmのクラッド層、及び厚さ
8μmのコア層を石英ガラス系のガラス膜を用いてFH
D法によって成膜する。エッチングによって8μm角の
コア6を形成した後、厚さ25μmのオーバークラッド
層を成膜し、光導波路2を形成する。コア6の中心のシ
リコン基板1からの距離は(59+8/2=)63μm
となる。ここで、光ファイバ4が光導波路2のコア6の
中心に対して適切に調芯されるためには、次の関係が成
立することが望ましい。すなわち、コア6の中心とシリ
コン基板1との間隔をL(この実施例では63μm)と
し、光ファイバ4の半径をR(この実施例では62.5
μm)としたときに、R≦L≦R+2μmなる関係が満
たされていることが望ましい。これは、光ファイバ4を
シリコン基板1に完全に押し付けた場合には光ファイバ
4が折れ易く、また、接着剤の回り込みによって光ファ
イバ4がシリコン基板1から浮き上がることがあるため
である。なお、コア6は250μmピッチで形成されて
いる。
について詳細に説明する。まず、図2に示すように、シ
リコン基板1上に厚さ59μmのクラッド層、及び厚さ
8μmのコア層を石英ガラス系のガラス膜を用いてFH
D法によって成膜する。エッチングによって8μm角の
コア6を形成した後、厚さ25μmのオーバークラッド
層を成膜し、光導波路2を形成する。コア6の中心のシ
リコン基板1からの距離は(59+8/2=)63μm
となる。ここで、光ファイバ4が光導波路2のコア6の
中心に対して適切に調芯されるためには、次の関係が成
立することが望ましい。すなわち、コア6の中心とシリ
コン基板1との間隔をL(この実施例では63μm)と
し、光ファイバ4の半径をR(この実施例では62.5
μm)としたときに、R≦L≦R+2μmなる関係が満
たされていることが望ましい。これは、光ファイバ4を
シリコン基板1に完全に押し付けた場合には光ファイバ
4が折れ易く、また、接着剤の回り込みによって光ファ
イバ4がシリコン基板1から浮き上がることがあるため
である。なお、コア6は250μmピッチで形成されて
いる。
【0015】このように作製されたシリコン基板1及び
光導波路2を切り出した後、ガラス膜から成る光導波路
2のうち端面から5mmの部分を、HF(5%水溶液)
を用いたエッチングによって除去する。除去すべきでな
いガラス膜の部分は、予めレジスト膜で覆っておく。H
Fエッチングによるシリコンのエッチレートは、ガラス
のエッチレートに比べて1/104 と極めて遅いため、
エッチングはシリコン基板1の上面で自動的に止ると考
えてよい。ここまでの過程で得られるのが、図2に示す
ものである。
光導波路2を切り出した後、ガラス膜から成る光導波路
2のうち端面から5mmの部分を、HF(5%水溶液)
を用いたエッチングによって除去する。除去すべきでな
いガラス膜の部分は、予めレジスト膜で覆っておく。H
Fエッチングによるシリコンのエッチレートは、ガラス
のエッチレートに比べて1/104 と極めて遅いため、
エッチングはシリコン基板1の上面で自動的に止ると考
えてよい。ここまでの過程で得られるのが、図2に示す
ものである。
【0016】なお、この方法以外にも高精度なガラス除
去方法として反応性イオンエッチング法(RIE法)が
ある。しかし、RIE法においては、シリコンのエッチ
レートはガラスのエッチレートに比べて1/10程度で
あって両者に大きな差がないので、適さない。
去方法として反応性イオンエッチング法(RIE法)が
ある。しかし、RIE法においては、シリコンのエッチ
レートはガラスのエッチレートに比べて1/10程度で
あって両者に大きな差がないので、適さない。
【0017】次に、図3に示すように外径125μmの
光ファイバ4の一端をシリコン基板露出面3上に載せ、
上から光ファイバ移動具7によって押さえ付けて位置決
めする。光ファイバ移動具7には、複数の光ファイバ4
が挿入されるV溝状の光ファイバ挿入部8が、光導波路
2のコア6のピッチと同一のピッチすなわち250μm
ピッチで設けられている。この光ファイバ移動具7は、
ZrO2 セラミック材料を機械加工したものであり、再
利用可能であって何度も使用することができる。複数の
光ファイバ挿入部8に光ファイバ4をそれぞれ挿入した
状態で光ファイバ移動具7を移動させれば、複数の光フ
ァイバ4を同時に調芯することができる。
光ファイバ4の一端をシリコン基板露出面3上に載せ、
上から光ファイバ移動具7によって押さえ付けて位置決
めする。光ファイバ移動具7には、複数の光ファイバ4
が挿入されるV溝状の光ファイバ挿入部8が、光導波路
2のコア6のピッチと同一のピッチすなわち250μm
ピッチで設けられている。この光ファイバ移動具7は、
ZrO2 セラミック材料を機械加工したものであり、再
利用可能であって何度も使用することができる。複数の
光ファイバ挿入部8に光ファイバ4をそれぞれ挿入した
状態で光ファイバ移動具7を移動させれば、複数の光フ
ァイバ4を同時に調芯することができる。
【0018】この調芯は、シリコン基板露出面3に光フ
ァイバ4の外周面を接触させた状態で行われるため、シ
リコン基板露出面3に垂直な方向の位置決めは行う必要
がない。すなわち、光導波路2のコア6の光軸方向(図
3のz方向)及びこの方向に垂直でかつシリコン基板露
出面3に平行な方向(図3のx方向)の2方向に光ファ
イバ4を移動させればよい。従って、調芯すべき方向が
1つ減っているため、すなわちシリコン基板露出面3に
垂直な方向に調芯する必要がないため、簡単に調芯する
ことが可能となる。
ァイバ4の外周面を接触させた状態で行われるため、シ
リコン基板露出面3に垂直な方向の位置決めは行う必要
がない。すなわち、光導波路2のコア6の光軸方向(図
3のz方向)及びこの方向に垂直でかつシリコン基板露
出面3に平行な方向(図3のx方向)の2方向に光ファ
イバ4を移動させればよい。従って、調芯すべき方向が
1つ減っているため、すなわちシリコン基板露出面3に
垂直な方向に調芯する必要がないため、簡単に調芯する
ことが可能となる。
【0019】調芯された状態で紫外線硬化型接着剤5を
滴下した後、紫外線を照射することにより、図1に示す
ように光ファイバ4の先端を光導波路2及びシリコン基
板1に固定することができる。図4は、光ファイバ4が
光導波路2及びシリコン基板1に固定されている状態を
示す側面図であり、紫外線硬化型接着剤5が浸透して光
ファイバ4の先端が光導波路2及びシリコン基板1に強
く固定されている状態を示している。
滴下した後、紫外線を照射することにより、図1に示す
ように光ファイバ4の先端を光導波路2及びシリコン基
板1に固定することができる。図4は、光ファイバ4が
光導波路2及びシリコン基板1に固定されている状態を
示す側面図であり、紫外線硬化型接着剤5が浸透して光
ファイバ4の先端が光導波路2及びシリコン基板1に強
く固定されている状態を示している。
【0020】なお、このようにして作製された光導波路
モジュールの損失を測定したところ、0.4dBから
0.6dBの程度となり、十分な特性を有していること
がわかった。
モジュールの損失を測定したところ、0.4dBから
0.6dBの程度となり、十分な特性を有していること
がわかった。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光ファ
イバを精密に配列する光ファイバアレイを用いる必要が
なく、しかも光ファイバを調芯すべき方向が1つ減って
いるため、低コスト化を図ることが可能な光導波路モジ
ュールの製造方法を得ることができる。
イバを精密に配列する光ファイバアレイを用いる必要が
なく、しかも光ファイバを調芯すべき方向が1つ減って
いるため、低コスト化を図ることが可能な光導波路モジ
ュールの製造方法を得ることができる。
【図1】本発明に従って構成された光導波路モジュール
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図2】光ファイバを固定する前の状態を示す斜視図で
ある。
ある。
【図3】光ファイバを光導波路のコアに対して調芯して
いる状態を示す図である。
いる状態を示す図である。
【図4】本発明に従って構成された光導波路モジュール
の構成を示す側面図である。
の構成を示す側面図である。
1…シリコン基板、2…光導波路、3…シリコン基板露
出面、4…光ファイバ、5…紫外線硬化型接着剤、6…
コア、7…光ファイバ移動具、8…光ファイバ挿入部。
出面、4…光ファイバ、5…紫外線硬化型接着剤、6…
コア、7…光ファイバ移動具、8…光ファイバ挿入部。
Claims (3)
- 【請求項1】 光導波路と光ファイバとを結合すること
によって光導波路モジュールを製造する方法であって、 シリコン基板上に石英ガラス系のガラス膜から成る前記
光導波路を形成し、前記光導波路のコアの中心と前記シ
リコン基板との間隔をLとし前記光ファイバの半径をR
としたときに、R≦L≦R+2μmなる関係が満たされ
るようにする工程と、 前記ガラス膜の一部を除去して前記シリコン基板を露出
させる工程と、 露出した前記シリコン基板の上面に前記光ファイバの外
周面を接触させた状態で、前記コアの光軸方向及びこの
方向に垂直でかつ前記シリコン基板の上面に平行な方向
の2方向に前記光ファイバを移動させることにより、前
記光ファイバを前記コアに対して調芯する工程と、 前記光ファイバを前記光導波路に固定する工程と、を備
えた光導波路モジュールの製造方法。 - 【請求項2】 前記シリコン基板を露出させる工程にお
いて、除去すべき前記ガラス膜以外の部分をレジスト膜
で覆い、除去すべき前記ガラス膜をHFによって除去す
ることを特徴とする請求項1に記載の光導波路モジュー
ルの製造方法。 - 【請求項3】 前記光導波路に結合される前記光ファイ
バ、及び前記コアはともに複数であり、前記光ファイバ
を調芯する工程において、複数の前記光ファイバが挿入
される光ファイバ挿入部が前記コアのピッチと同一のピ
ッチで設けられた光ファイバ移動具によって、複数の前
記光ファイバを同時に調芯することを特徴とする請求項
1に記載の光導波路モジュールの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16949994A JPH0836118A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 光導波路モジュールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16949994A JPH0836118A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 光導波路モジュールの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0836118A true JPH0836118A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15887659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16949994A Pending JPH0836118A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 光導波路モジュールの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0836118A (ja) |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP16949994A patent/JPH0836118A/ja active Pending
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