JPH09269434A

JPH09269434A - 光ファイバモジュール

Info

Publication number: JPH09269434A
Application number: JP7857296A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Sasaki; 博康佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-01
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】溝に光ファイバを配置し接着剤で固定した光フ
ァイバモジュールの接着剤の固化や径年変化での体積変
動によるファイバの位置ずれを解消する。【解決手段】光ファイバ終端部周辺の溝２４を拡大し、
ファイバ１０の周辺と溝２４の壁との間に接着剤３０が
流れ込まないようにする。また光平面回路２０の光ファ
イバ接続部に細い溝２３を形成し、そこに接着剤３１を
注入して接着剤溜まりとして、十分な接着剤の供給が出
来るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光通信に適用される
光ファイバと光平面回路からなる光ファイバモジュール
に係り、特に、光平面回路上に形成した溝に光ファイバ
を配置してなる光ファイバモジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】光平面回路基板の材質をシリコンとし
て、その上に光導波路及び他の電気回路を形成する光平
面回路は今後の光通信の分野で広く用いられようとして
いる。この光平面回路基板と光ファイバとの結合する方
式として、光ファイバを別の溝を形成した基板に固定し
てファイバブロックとし、このファイバブロックと光平
面回路と結合する方式がある（構成例として「石英系プ
レーナ光波回路（ＰＬＣ）における実装技術」回路実装
学会誌第１０巻第５号３１０ｐ（１９９５）に記載のも
のがあげられる）。この方式は技術的に確立されてお
り、量産というレベルにある。

【０００３】しかし、この方式では光ファイバを固定す
る別の部品が必要である。このため、このブロック部品
を省くことによる低価格化をねらって、光平面回路基板
そのものに溝を形成して光ファイバを設置固定する方式
がある。シリコン基板に溝を形成するには、エッチング
による方式が用いられる。エッチングでは、導波路のコ
アなどと同様にホトリソグラフィの技術で形成できるた
め、位置精度の良い溝形成が可能である。ところが、エ
ッチング速度や一括形成する場合のシリコンウェハー面
内での速度不均一性などにより、溝の深さ方向の精度は
あまり良くない。またホトリソグラフィのマスク合わせ
誤差などによる、光平面回路の導波路のコア位置と溝の
中心軸との位置ずれがある。このため、損失が少なく、
またばらつきの少ない光結合を実現する為、光ファイバ
の先端部を微動して光結合が最良となる位置に光ファイ
バを移動（アライメントまたは調芯と呼ぶ）して固定す
る方式が提案されている。

【０００４】この光ファイバを微動する方式として、フ
ァイバ周囲を金属メッキし、ファイバを納める溝にも電
極を形成し、静電気で駆動するアライメント方法（１９
９１年電子情報通信学会秋季大会講演会論文集Ｃ−１６
０）がある。また、光ファイバの周囲に発熱体を設け温
度分布のに応じた体積変化でファイバ先端部を移動させ
る特開平６−５１１６７号記載の方法がある。

【０００５】上記の方法では、いずれも光ファイバをア
ライメントした後、接着剤でその位置・姿勢を固定す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述の従来方
法では、図４に示すように、光ファイバ１０の周囲で光
平面回路２０の溝２４の底面または壁と接着剤３１で接
続するような構造になっている。このため、接着剤３１
の体積変動があると光ファイバの径方向の位置ずれが発
生し、光結合特性が劣化するという問題点がある。

【０００７】本発明の目的は、接着剤の体積変動があっ
ても光結合の劣化の小さい特性の良好な光ファイバモジ
ュールを提供することにある。

【０００８】また光ファイバを端面接着する場合、接着
面が垂直の姿勢であると、接着剤注入装置のノズルの姿
勢・位置あわせが困難で、かつ下に流れ出してしまって
必要な接着剤量の確保が不十分になるという問題があ
る。接着剤の不足は光ファイバの接続の信頼度を低下さ
せるものであり、必要量の接着剤を端面に供給すること
が光ファイバモジュールの実装上の課題の一つとなって
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はアライメント後の固定部を光ファイバの端
面と光平面回路の導波路端面部とする構成の光ファイバ
モジュールとする。またファイバの先端移動部において
接着剤がファイバ周囲と溝の壁との間の間隙を大きくす
るようにして接着剤がファイバ周囲と溝の壁との間を埋
めないようにする。また接着剤量の不足とうについて
は、光平面回路基板の光ファイバと接する面に切れ込み
をいれ、そこに接着剤を注入して接着材溜まりを形成す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。

【００１１】図１は本発明の第一の実施例であり、
（ａ）は光ファイバの保持状態を示す断面（光ファイバ
と平行）を示す図、（ｂ）は斜視図、（ｃ）は光ファイ
バの保持状態を示す第二の断面（光ファイバと垂直）を
示す図である。光平面回路基板２０上には光ファイバ１
０を支持する溝２３と光ファイバ１０の周囲から０．２
ｍｍないしそれ以上の間隙を有する拡大溝２４が形成さ
れてある。各々の溝の形成は、ホトリソグラフィ技術を
適用して、形状と位置を定めエッチングによって形成す
ることができる。光ファイバ１０は光ファイバ支持溝２
３に設置され、その部位で接着剤３１で固定される。光
ファイバ１０の端面１１は光平面回路２０の導波路２１
のコア部（図示せず）を露呈させた端面２２と相対す
る。この間隙は光ファイバを微動させる際に光平面回路
端面２２と接触せず、接着剤を介在させるため、１０μ
ｍないしそれ以上の大きさとする。光ファイバ１０を光
平面回路２０の溝２３に載せ、光ファイバ端面１１と光
平面回路端面２２とを突き合わせ、それから光ファイバ
１０を光ファイバの軸方向で光ファイバの接続部と反対
方向に移動させることで必要な間隙が得られる。光ファ
イバ１０を光平面回路基板２０に載せ、端面の間隙を設
定した後、端面固定用の光硬化型の接着剤３０流し込ん
でおく。

【００１２】拡大溝２４の部分には光ファイバ１０を微
動させる機構（図示せず）を付加してあり、光ファイバ
と光平面回路の導波路とのアライメントをおこなう。光
ファイバを微動する方法としては、光ファイバに導体メ
ッキを行い溝に電極を形成して静電気による駆動方法、
光ファイバに磁性体をメッキして磁界によって駆動する
方法、光ファイバに発熱体を付加し温度分布の体積変動
による方法、ピエゾ素子等のアクチュエータと微少ハン
ドによる機械的な駆動方法が提案されているが、ここで
は省略する。

【００１３】光ファイバ１０のアライメント後に、光フ
ァイバ端面１１と光平面回路端面２２の間に注入した接
着剤を固化させる。このようにして光ファイバを固定
し、光ファイバモジュールを構成する。

【００１４】光ファイバ１０と光平面基板２０とを固定
する接着剤３０、３１の量は、光ファイバと光平面回路
との間隙の体積から算出でき、その量は０．００００１
ｃｃのオーダかそれ以下である。拡大溝２４での光ファ
イバと溝の壁との間隙を０．５ｍｍとするとそこの断面
積は０．４平方ｍｍである。このような拡大溝２４に
０．００００１ｃｃのオーダの接着剤を注入しても間隙
の断面に対して、数十μｍ程度の厚さの体積しか占め
ず、拡大溝２４の間隙を埋められない。したがって光フ
ァイバ１０の周囲と溝２４の壁との間への、接着剤の毛
管現象による回り込みが発生しない。光ファイバの径方
向の位置ずれは光結合特性の劣化の要因となるが、この
ような光ファイバの周囲に接着剤の存在しない構造で
は、接着剤の固化または径年変化による体積変動があっ
ても光ファイバの径方向の位置ずれは発生することがな
く、位置ずれによる光結合特性の劣化を生じない。

【００１５】図２は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。図１の実施例との差異は、機械加工による溝を付加
したことである。図１における光平面回路基板端面２１
は、光ファイバ端面１１と接続する為、光ファイバ１０
に対して垂直の角度を必要とする。この角度を有した深
い溝を形成するには、エッチングでは困難である。この
ような溝を形成するには機械的な加工による方法が適切
であり、図２に示した溝２５は、光平面回路基板の横か
ら回転刃による溝切りによって形成したものである。こ
のような機械加工による溝形成手段では、光ファイバの
接続に適した角度および深さを容易に形成することが出
来る。なお光ファイバの溝への実装手順等は図１での実
施例の記述と同様であり省略する。

【００１６】図３は本発明の第３の実施例を示す図であ
る。光ファイバ端面１１を接続する光平面回路基板端面
２２（図１（ａ）参照）側で、光ファイバの端面領域内
に光ファイバ１０と接続する端面までつながる接着剤注
入溝２６を形成してある。この溝２６の光導波路端面２
２側の開口部は光平面回路の導波路から光ファイバ１０
の半径以内の位置に設ける。このため、光ファイバ端面
１１は必ず接着剤注入溝２６の開口部と接することにな
る。

【００１７】光ファイバ端面１１と光平面回路基板端面
２２との固定のための接着剤塗布は、光ファイバ１０を
光平面基板２０に搭載する前に行う。というのは接着剤
注入ノズルの大きさに対して接着部が微少であるため、
光ファイバ搭載後の接着剤注入は困難だからである。フ
ァイバ装着前にこの接着剤注入溝２６に接着剤注入装置
のノズルを接触または近接させ、溝２６に接着剤を注入
する。溝２６は光ファイバ端面１１と接続する部位まで
通じているため、毛管現象により接着剤は光平面回路基
板端面２２に達する。光ファイバを搭載した際、溝２６
が接着剤溜まりとなって、光平面回路基板端面２２と光
ファイバ端面１１との間の間隙を埋める接着剤を供給す
るように働く。これは、接着する端面のみに接着剤を塗
布しておきその面が垂直の姿勢におかれると下方に流れ
出てしまい、十分な量の接着剤が確保しにくいという問
題点を解決するものである。また溝２６は光平面回路基
板２０の上面に露出しているので、上部からの接着剤の
注入が可能となる。なおここで用いる接着剤は、粘度が
低く流動性の高いものが必要である。

【００１８】以上、本発明の実施例の説明で、光ファイ
バモジュールの実装で光ファイバのアライメントを行う
ように記載したが、溝形成の精度によってはそのアライ
メントは不要となるものである。しかし、光ファイバの
周囲と溝との接着はアライメントの有無に関わらず残る
ので、本発明の意義はアライメントの有無によって左右
されるものではない。

【００１９】また、実施例では光ファイバと光平面回路
の導波路との結合の例を記述したが、導波路ではなくホ
トダイオード・レーザダイオード等の光素子であっても
よい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば接着剤の体積変動による
光ファイバの位置ずれの影響を排除することができるの
で、接着剤の固化や径年変化による光結合特性の変化の
少ない光ファイバモジュールを得ることが出来る。また
光ファイバの端面接続に当たって十分な接着剤の供給が
出来るので、信頼度の高い光ファイバモジュールを提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバモジュールの基本的な
構成を示す説明図。

【図２】本発明の第二の実施例を示す斜視図。

【図３】本発明の第三の実施例を示す斜視図。

【図４】従来の方式による光ファイバモジュールの説明
図。

【符号の説明】

１０…光ファイバ、２０…光平面回路、２１…導波路、２２…光平面回路端面、２３…ファイバ支持溝、２４…拡大溝、３０、３１…接着剤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光平面回路基板上に溝を形成し、前記溝に
光ファイバを設置・固定し、導波路と端面で接続する前
記光ファイバの終端部で前記溝の幅と深さを拡大し、前
記光ファイバの先端部を微動できるようにしてある光フ
ァイバモジュールにおいて、前記溝の壁面と前記光ファ
イバが接するファイバ支持部と、前記光平面回路基板の
前記導波路のコア部を露呈した端面または光素子の光入
・出射面と光ファイバ端面との２箇所で光ファイバを接
着固定することを特徴とする光ファイバモジュール。
【請求項２】導波路と端面で接続する光ファイバの終端
部で、前記光ファイバ周囲と前記光ファイバを納める溝
の底面および側壁との間隔を０．２ｍｍ以上、望ましく
は０．５ｍｍ程度あけてあることを特徴とする光ファイ
バモジュール。
【請求項３】機械的な溝切り加工によって、光平面回路
基板の端面部と、幅と深さを拡大した溝とを形成したこ
とを特徴とする光ファイバモジュール。
【請求項４】光ファイバと接続する光平面回路基板のコ
アから光ファイバの半径以内の距離に、光平面回路基板
端面部に通じる溝を形成したことを特徴とする光ファイ
バモジュール。