JPH09304648A

JPH09304648A - 光受動デバイスおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH09304648A
Application number: JP8118699A
Authority: JP
Inventors: Hideki Maruyama; 英樹丸山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化、多機能化、低価格化を実現すること
ができるアライメントフリーの光受動デバイスを提供す
ることを目的とする。【解決手段】基板１と、基板１に形成された少なくと
も１つの光ファイバ埋込むための溝２と、光ファイバ埋
込むための溝２に埋め込まれた光ファイバの所定部にお
いて光ファイバの光軸と所定角度をなして光ファイバを
切断する１以上の溝と、溝に挿入固定された１以上の光
受動素子と、少なくとも光ファイバと光受動素子との表
面に形成された保護部材とを有することにより、小型
化、多機能化、低価格化を実現することができるアライ
メントフリーの光受動デバイスが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ中を伝
搬してきた光の分岐、分波、アッテネーションなどを行
う光受動デバイスおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光情報通信の発展に伴い、光信号
を所望のチャネルに分配する光分岐回路や、波長が多重
された光信号を所望の波長に分波する光分波回路などの
光受動デバイスが必要不可欠な部品として注目されてい
る。特に、加入者系に光線路が普及するにつれ、その光
受動デバイスの必要数は莫大なものになると考えられ、
その小型化、高機能化、低価格化が望まれている。従
来、このような光受動デバイスとしては、光ファイバ融
着型の光受動デバイス（特開昭６３−３１６００７号公
報参照）や光導波路型の光受動デバイス（特開昭５９−
１３１９０３号公報参照）が使用されている。上記光フ
ァイバ融着型の光受動デバイスは、複数本の光ファイバ
をより合わせ、加熱しながら延伸することにより作製さ
れる。この作製方法によると、より合わせる光ファイバ
の本数が２本とか少数のときは分配比率、波長分波消光
比等の制御が容易にできる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバ融着型の光受動デバイスは、より合わせる光ファイ
バの本数が２本とか少数のときは分配比率、波長分波消
光比等の制御が容易にできるが、多数の光ファイバで同
様のデバイスを作製する場合、上記分配比率、波長分波
消光比等の制御が困難となるという問題点を有してい
た。また、光導波路型の光受動デバイスにおいては、基
板内に所望の光導波路パターンを形成することにより、
多分岐、波長分波等の光の制御は比較的容易にできるも
のの、入出射導波路端面の光学研磨や、光ファイバアレ
イの作製および光学研磨、入出射の光導波路と光ファイ
バとの接続において、サブミクロンオーダでのアライメ
ント作業等が必要となり、このような作業が低価格化を
阻害するという問題点を有していた。

【０００４】この光受動デバイスおよび光受動デバイス
の製造方法では、アライメント作業を不要となし、小型
化、多機能化と共に低価格化を実現することが要求され
ている。

【０００５】本発明は、小型化、多機能化、低価格化を
実現することができるアライメントフリーの光受動デバ
イスおよび小型化、多機能化、低価格化を実現すること
ができるアライメントフリーの光受動デバイスの製造方
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の光受動デバイスは、基板と、基板に形成され
た少なくとも１つの光ファイバ埋込み部と、光ファイバ
埋込み部に埋め込まれた光ファイバの所定部において光
ファイバの光軸と所定角度をなして光ファイバを切断す
る１以上の溝と、溝に挿入固定された１以上の光受動素
子と、少なくとも光ファイバと光受動素子との表面に形
成された保護部材とを有するように構成したものであ
る。

【０００７】これにより、小型化、多機能化、低価格化
を実現することができるアライメントフリーの光受動デ
バイスが得られる。

【０００８】また、この課題を解決するための本発明の
光受動デバイスの製造方法は、基板に少なくとも１つの
光ファイバ埋込み部を形成する埋込み部形成ステップ
と、光ファイバ埋込み部に光ファイバを接着部材で固定
する光ファイバ固定ステップと、光ファイバの所定部に
おいて光ファイバの光軸と所定角度をなして光ファイバ
を切断する１以上の溝を形成する溝形成ステップと、溝
に１以上の光受動素子を接着部材で挿入固定する光受動
素子固定ステップと、少なくとも光ファイバと光受動素
子との表面に保護部材を塗布する塗布ステップとを有す
るように構成したものである。

【０００９】これにより、小型化、多機能化、低価格化
を実現することができるアライメントフリーの光受動デ
バイスの製造方法が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、基板と、基板に形成された少なくとも１つの光ファ
イバ埋込み部と、光ファイバ埋込み部に埋め込まれた光
ファイバの所定部において光ファイバの光軸と所定角度
をなして光ファイバを切断する１以上の溝と、溝に挿入
固定された１以上の光受動素子と、少なくとも光ファイ
バと光受動素子との表面に形成された保護部材とを有す
ることとしたものであり、基板上に光ファイバ等と共に
形成された光受動素子は入射された光を分岐または分波
する作用を有する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、基板と、基板に
形成された少なくとも１つの光ファイバ埋込み部と、光
ファイバ埋込み部に埋め込まれた光ファイバの所定部に
おいて光ファイバの光軸と所定角度をなして光ファイバ
を切断する溝と、溝に挿入固定された光受動素子と、光
受動素子の光反射角度位置に配置された反射光伝搬用光
ファイバと、少なくとも光ファイバと光受動素子と反射
光伝搬用光ファイバとの表面に形成された保護部材とを
有することとしたものであり、基板上に光ファイバ等と
共に形成された光受動素子は入射された光を光反射角度
で反射して反射光伝搬用光ファイバへ出射するという作
用を有する。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、光受動素子として、ハーフミラ
ー、波長分離素子、アッテネータのいずれか１以上を備
えていることとしたものであり、光受動素子は入射光を
分岐、分波又は減衰するという作用を有する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、光受動素子が入射側表面に無反射コー
トを有することとしたものであり、光受動素子は光入射
時に反射光による損失を低減するという作用を有する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、光ファイバが切断部でビーム拡大ファ
イバであり、反射光伝搬用光ファイバが受光部でビーム
拡大ファイバであることとしたものであり、分岐、分波
における伝搬損失を低減するという作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、光受動素子が光ファイバのコア
の屈折率と整合のとれた接合部材により溝に挿入固定さ
れていることとしたものであり、溝による光ファイバ切
断面が光学的に平滑化され、伝搬損失が低減されるとい
う作用を有する。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、接合部材が接着剤であることとしたも
のであり、溝による光ファイバ切断面が光学的に平滑化
され、伝搬損失が低減されると共に、信頼性が向上する
という作用を有する。

【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において、接着剤が紫外線硬化型樹脂又は熱硬化
型樹脂であることとしたものであり、溝による光ファイ
バ切断面が光学的に平滑化され、伝搬損失が低減される
と共に、作業容易又は信頼性向上が得られるという作用
を有する。

【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の発明において、光ファイバ埋込み部の溝の幅Ｗ
ｆと深さＤｆとがＷｆ≦Ａ＋５０μｍ、Ｄｆ≦Ｔｓ／２
（Ａは光ファイバの径、Ｔｓは基板の厚さ）であること
としたものであり、光軸ずれが防止され、信頼性が向上
するという作用を有する。

【００１９】請求項１０に記載の発明は、請求項１又は
２に記載の発明において、光ファイバを切断する溝の幅
Ｗｄと深さＤｄとがＷｄ≦Ｂ＋５０μｍ、Ｄｄ≦Ｔｓ／
２（Ｂは光受動素子の厚さ、Ｔｓは基板の厚さ）である
こととしたものであり、光軸ずれが防止され、信頼性が
向上するという作用を有する。

【００２０】請求項１１に記載の発明は、請求項１又は
２に記載の発明において、保護部材が光ファイバのコア
よりも高い屈折率を有することとしたものであり、迷光
が抑制され、信頼性が向上するという作用を有する。

【００２１】請求項１２に記載の発明は、請求項１又は
２に記載の発明において、保護部材が着色されているこ
ととしたものであり、迷光が抑制され、信頼性が向上す
るという作用を有する。

【００２２】請求項１３に記載の発明は、請求項１又は
２に記載の発明において、保護部材が樹脂に顔料を分散
または溶解させることにより着色又は樹脂に染料を分散
または溶解させることにより着色されていることとした
ものであり、樹脂中の顔料又は染料により迷光が吸収さ
れるという作用を有する。

【００２３】請求項１４に記載の発明は、請求項１又は
２に記載の発明において、保護部材が紫外線硬化型樹脂
又は熱硬化型樹脂であることとしたものであり、作業性
又は信頼性が向上するという作用を有する。

【００２４】請求項１５に記載の発明は、基板に少なく
とも１つの光ファイバ埋込み部を形成する埋込み部形成
ステップと、光ファイバ埋込み部に光ファイバを接着部
材で固定する光ファイバ固定ステップと、光ファイバの
所定部において光ファイバの光軸と所定角度をなして光
ファイバを切断する１以上の溝を形成する溝形成ステッ
プと、溝に１以上の光受動素子を接着部材で挿入固定す
る光受動素子固定ステップと、少なくとも光ファイバと
光受動素子との表面に保護部材を塗布する塗布ステップ
とを有することとしたものであり、光受動デバイスが信
頼性高く製造されるという作用を有する。

【００２５】請求項１６に記載の発明は、基板に少なく
とも１つの光ファイバ埋込み部を形成する埋込み部形成
ステップと、光ファイバ埋込み部に光ファイバを接着部
材で固定する光ファイバ固定ステップと、光ファイバの
所定部において光ファイバの光軸と所定角度をなして光
ファイバを切断する１以上の溝を形成する溝形成ステッ
プと、溝に１以上の光受動素子を接着部材で挿入固定す
る光受動素子固定ステップと、光受動素子の光反射角度
位置に反射光伝搬用光ファイバを配置する光ファイバ配
置ステップと、少なくとも光ファイバと光受動素子と反
射光伝搬用光ファイバとの表面に保護部材を塗布する塗
布ステップとを有することとしたものであり、光受動デ
バイスが信頼性高く製造されるという作用を有する。

【００２６】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図９を用いて説明する。（実施の形態１）図１〜図４は、本発明の実施の形態１
による光受動デバイスの製造過程を示す平面図である。
図１〜図４において、基板１上には光ファイバ４を埋め
込むための光ファイバ埋込み部としての溝２と反射光伝
搬用光ファイバ７を埋め込むための溝３とが形成されて
いる。溝５は図２、図３に示すように、光ファイバ埋込
み部２に埋め込まれた光ファイバ４の中間部（所定部）
において光ファイバ４の光軸と所定角度をなして光ファ
イバ４を切断している。溝５には光受動素子としてのハ
ーフミラー６が挿入固定されており、反射光伝搬用光フ
ァイバ７はハーフミラー６の光反射角度位置に配置され
ている。光ファイバ４と光受動素子６と反射光伝搬用光
ファイバ７とは図４に示すように保護部材１０により被
覆されており、図４に示す光受動デバイスが完成状態の
ものである。

【００２７】次に、以上のような構成の光受動デバイス
について、その製造方法を図１〜図４を用いて説明す
る。基板１の材料としては例えば、ガラス板、ベークラ
イト板、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide ）板などが使
用され、熱膨張係数が光ファイバ４、７の材料と同等も
しくは近いものが用いられる。本実施の形態では、基板
１としてＰＰＳ板を用い、光ファイバ４、７として外径
１２５μｍのシングルモード光ファイバを用いた。ま
ず、ダイシングソー（たとえばＤＩＳＣＯ社製の形番Ｄ
ＡＤ−２Ｈ／５ＬＩ）および厚さ１２０μｍのダイヤモ
ンドブレードを用い、デバイスの光軸ずれ防止および信
頼性確保のため、溝２の幅Ｗｆと深さＤｆとがＷｆ≦Ａ
＋５０μｍ、Ｄｆ≦Ｔｓ／２（Ａは光ファイバ４の径、
Ｔｓは基板１の厚さ）を満足するように深さ５００μ
ｍ、幅１３０μｍの溝２を基板１に形成する（埋込み部
形成ステップ）。幅Ｗｆの値は光ファイバ４のずれを考
慮したもの、深さＤｆの値は基板１自体の強度低下を考
慮したものである。

【００２８】次に、同様の条件にて、溝３が溝２に対し
て直交するように、上記ダイシングソーとダイヤモンド
ブレードとを用いて溝３を形成した。ここでは、溝３を
溝２に対して直交するように配置したが、溝２と溝３と
がなす角度は光ファイバ４の中間部において溝５に挿入
固定する光受動素子６の設計により異なる。例えば光線
入射角度２０度にてその素子の特性が得られるように設
計された光受動素子を用いるのであれば、その光受動素
子の挿入、固定角度に対して最も効率よく反射光を受光
できる角度θに反射光伝搬用光ファイバ７用の溝３を配
置すればよい。光ファイバ４としては、上述したシング
ルモードファイバを１ｍ用意し、その光ファイバの中心
部のジャケットを約５ｃｍ除去し、その中心部を放電に
より加熱することによって、初期のモードフィールド径
（ＭＦＤ）９．２μｍを約３０μｍまで拡大したものを
用いた。

【００２９】次に、このようにして得られた光ファイバ
４を、ジャケットを除去した中心部が溝３の位置にくる
ように、溝２に熱硬化型接着剤で固定した（光ファイバ
固定ステップ）。その後、光ファイバ４に対して４５度
の角度をなして溝５を形成した（溝形成ステップ）。こ
の４５度の角度は、光ファイバ４の光線を反射ミラー６
によって最も効率よく溝３に導入できる角度である。溝
５には、入射側表面に１．８ｍｍ×１．８ｍｍ×５０μ
ｍｔのＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂によるＡＲ（無反射）コートを
施したハーフミラー６が挿入される。溝５は、基板１の
信頼性確保およびデバイスの光軸ずれ防止の点から、溝
５の幅Ｗｄと深さＤｄとがＷｄ≦Ｂ＋５０μｍ、Ｄｄ≦
Ｔｓ／２（Ｂは光受動素子６の厚さ、Ｔｓは基板１の厚
さ）を満足するように、厚さ５０μｍのダイヤモンドブ
レードを用い、光ファイバ４を切断すると共に、ハーフ
ミラー６を挿入固定するように深さ２ｍｍ、幅６０μｍ
に形成された（溝形成ステップ）。

【００３０】次に、溝５にハーフミラー６を挿入固定し
（光受動素子固定ステップ）、同時に光ファイバ４と同
様の方法でＭＦＤを拡大し、加熱中心部で光ファイバを
カットした反射光伝搬用光ファイバ７を溝３に挿入し
（光ファイバ配置ステップ）、光ファイバ７のコアの屈
折率と整合のとれた紫外線接着剤（たとえばＮＴＴアド
バンステクノロジ社製で、λ＝１．３μｍでｎ＝１．４
９９のもの）で固定した。最後に、屈折率を１．５１に
調整した紫外線硬化型樹脂にて基板１の表面に保護層
（保護部材）１０を形成した（塗布ステップ）。

【００３１】本実施の形態による光受動デバイスに１．
３μｍ帯の光Ｐｉｎを入射して損失を測定したところ、
光ファイバ４の右端の出力Ｐ１として３．８ｄＢ、光フ
ァイバ７の下端の出力Ｐ２として５．５ｄＢを得た（図
３参照）。

【００３２】なお、本実施の形態では保護層１０をデバ
イス表面全体に塗布したが、保護層１０はデバイス表面
全体を覆う必要はなく、光ファイバ４、７の埋込み部お
よびハーフミラー６の挿入固定部のみを被覆するもので
も良い。また、光受動素子６は光ファイバ４のコアの屈
折率と整合のとれた接合部材により溝５に挿入固定する
ことが好ましく、この場合、溝５による光ファイバ４の
切断面が光学的に平滑化され、伝搬損失が低減される。
さらに、上記接合部材を接着剤としてもよく、同様に、
溝５による光ファイバ４の切断面が光学的に平滑化さ
れ、伝搬損失が低減されると共に、信頼性が向上する。
さらに、上記接着剤を紫外線硬化型樹脂としてもよく、
この場合、溝５による光ファイバ４の切断面が光学的に
平滑化され、伝搬損失が低減されると共に、光ファイバ
４の研磨等が不要になって作業が容易になる。さらに、
上記接着剤を熱硬化型樹脂としてもよく、この場合、溝
５による光ファイバ４の切断面が光学的に平滑化され、
伝搬損失が低減されると共に、信頼性が向上する。

【００３３】また、保護部材１０を光ファイバ４のコア
よりも高い屈折率を有するものとすることが好ましく、
この場合、迷光が抑制され、信頼性が向上する。保護部
材１０として高い屈折率のものを用いたのは、一度外に
データ光（迷光）を外部に放出させるためである。これ
によりノイズの原因となる迷光を除去できる。さらに、
保護部材１０を着色してもよく、この場合も同様に、着
色による迷光の吸収により迷光が抑制され、信頼性が向
上する。さらに、樹脂に顔料を分散または溶解させるこ
とにより保護部材１０を着色してもよく、この場合、樹
脂中の顔料により迷光が吸収される。さらに、樹脂に染
料を分散または溶解させることにより保護部材１０を着
色してもよく、この場合、樹脂中の染料により迷光が吸
収される。さらに、保護部材１０を紫外線硬化型樹脂と
してもよく、この場合は作業が容易になる。さらに、保
護部材１０を熱硬化型樹脂としてもよく、この場合は信
頼性が向上する。

【００３４】以上のように本実施の形態によれば、光フ
ァイバ４の光軸と所定角度をなして光ファイバ４を切断
する溝５を形成し、溝５に光受動素子６を挿入固定し、
反射光伝搬用光ファイバ７を光受動素子６の光反射角度
位置に配置し、光ファイバ４と光受動素子６と反射光伝
搬用光ファイバ７を保護部材１０で覆うようにしたこと
により、光ファイバ４、７、光受動素子６等の各部が基
板１上に形成されることになって小型化、多機能化が図
れると共に、光受動デバイスの製作中において光軸合わ
せ（アライメント）を行う必要が無くなるので、低価格
化でアライメントフリーの光受動デバイスが得られる。

【００３５】（実施の形態２）図５〜図７は、本発明の
実施の形態２による光受動デバイスの製造過程を示す平
面図である。図５〜図７において、基板１上には光ファ
イバ４を埋め込むための光ファイバ埋込み部としての溝
２と反射光伝搬用光ファイバ７、７ａを埋め込むための
溝３、３ａとが形成されている。溝５、５ａは図５、図
６に示すように、光ファイバ埋込み部２に埋め込まれた
光ファイバ４の光軸と所定角度をなして光ファイバ４を
切断している。溝５ａと溝５には光受動素子としてのハ
ーフミラー６と波長分離素子８が挿入固定されており、
反射光伝搬用光ファイバ７、７ａは波長分離素子８、ハ
ーフミラー６の光反射角度位置に配置されている。光フ
ァイバ４と光受動素子６、８と反射光伝搬用光ファイバ
７、７ａとは図７に示すように保護部材（保護層）１０
により被覆されており、図７に示す光受動デバイスが完
成状態のものである。

【００３６】次に、以上のような構成の光受動デバイス
について、その製造方法を図５〜図７を用いて説明す
る。基板１としては４０×２５×５ｍｍｔのソーダガラ
ス基板を用い、光ファイバ４、７、７ａとしては外径１
２５μｍのシングルモード光ファイバを用いた。製造方
法は実施の形態１と略同様であり、まず、ダイシングソ
ー（たとえばＤＩＳＣＯ社製の形番ＤＡＤ−２Ｈ／５Ｌ
Ｉ）および厚さ１２０μｍのダイヤモンドブレードを用
い、デバイスの光軸ずれ防止および信頼性確保のため、
溝２の幅Ｗｆと深さＤｆとがＷｆ≦Ａ＋５０μｍ、Ｄｆ
≦Ｔｓ／２（Ａは光ファイバ４の径、Ｔｓは基板１の厚
さ）を満足するように深さ５００μｍ、幅１３０μｍの
溝２を基板１に形成する（埋込み部形成ステップ）。

【００３７】次に、同様の条件にて、溝３、３ａが溝２
に対して２か所で直交するように、上記ダイシングソー
とダイヤモンドブレードとを用いて溝３、３ａを形成し
た。光ファイバ４としては、上述したシングルモードフ
ァイバを１ｍ用意し、その光ファイバの中心部のジャケ
ットを約５ｃｍ除去し、その中心部を放電により加熱す
ることによって、初期のモードフィールド径（ＭＦＤ）
９．２μｍを約３０μｍまで拡大したものを用いた。

【００３８】次に、このようにして得られた光ファイバ
４を溝２に熱硬化型接着剤で固定した（光ファイバ固定
ステップ）。その後、光ファイバ４に対して４５度の角
度をなして溝５、５ａを形成した（溝形成ステップ）。
この４５度の角度は、光ファイバ４の光線を光受動素子
６、８によって最も効率よく溝３、３ａに導入できる角
度である。溝５には、入射側表面に１．８ｍｍ×１．８
ｍｍ×５０μｍｔのＴｉＯ₂／ＭｇＦ₂によるＡＲ（無反
射）コートを施した波長分離素子８が挿入され、溝５ａ
には、入射側表面に１．８ｍｍ×１．８ｍｍ×５０μｍ
ｔのＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂によるＡＲ（無反射）コートを施
したハーフミラー６が挿入される。溝５、５ａは、基板
１の信頼性確保およびデバイスの光軸ずれ防止の点か
ら、溝５、５ａの幅Ｗｄと深さＤｄとがＷｄ≦Ｂ＋５０
μｍ、Ｄｄ≦Ｔｓ／２（Ｂは光受動素子８、６の厚さ、
Ｔｓは基板１の厚さ）を満足するように、厚さ５０μｍ
のダイヤモンドブレードを用い、光ファイバ４を切断す
ると共に、波長分離素子８とハーフミラー６とを挿入固
定するように深さ２ｍｍ、幅６０μｍに形成された（溝
形成ステップ）。

【００３９】次に、溝５、５ａに波長分離素子８、ハー
フミラー６を挿入固定し（光受動素子固定ステップ）、
同時に光ファイバ４と同様の方法でＭＦＤを拡大し、加
熱中心部で光ファイバをカットした反射光伝搬用光ファ
イバ７、７ａを溝３、３ａに挿入し（光ファイバ配置ス
テップ）、光ファイバ７、７ａのコアの屈折率と整合の
とれた紫外線接着剤（たとえばＮＴＴアドバンステクノ
ロジ社製で、λ＝１．３μｍでｎ＝１．４９９のもの）
で固定した。最後に、屈折率を１．５３に調整し、青色
に顔料を分散させて着色した熱硬化型樹脂にて基板１の
表面に保護部材（保護層）１０を形成した（塗布ステッ
プ）。

【００４０】本実施の形態による光受動デバイスにおい
ては、１．３１μｍおよび１．５５μｍの波長多重伝搬
光Ｐｉｎをまず波長分離素子８で波長分離して反射光伝
搬用光ファイバ７の出力端（下端）に波長λ１（１．５
５μｍ）の出力Ｐ２のみを分離出力し、波長分離素子８
を通過した波長λ２（１．３１μｍ）の光はその後段の
ハーフミラー６によって波長λ２の出力Ｐ１とＰ３に分
配してファイバ４と７ａから出力される（図６参照）。
本デバイスに１．３１μｍおよび１．５５μｍの波長多
重光を入射して光学特性を測定したところ、波長アイソ
レーション３３ｄＢ以上、挿入損失は出力Ｐ２で１．４
ｄＢ（λ１）、出力Ｐ１で４．６ｄＢ（λ２）、出力Ｐ
３で６．５ｄＢ（λ２）を得た。

【００４１】なお、本実施の形態では保護層１０をデバ
イス表面全体に塗布したが、保護層１０はデバイス表面
全体を覆う必要はなく、光ファイバ４、７、７ａの埋込
み部および光受動素子６、８の挿入固定部のみを被覆す
るものでも良い。また、光受動素子６、８および保護部
材１０については実施の形態１のなお書きで説明したこ
とと同様のことが言える。

【００４２】以上のように本実施の形態によれば、光フ
ァイバ４の光軸と所定角度をなして光ファイバ４を切断
する溝５、５ａを形成し、溝５、５ａに光受動素子６、
８を挿入固定し、反射光伝搬用光ファイバ７、７ａを光
受動素子８、６の光反射角度位置に配置し、光ファイバ
４と光受動素子６、８と反射光伝搬用光ファイバ７、７
ａを保護部材１０で覆うようにしたことにより、光ファ
イバ４、７、７ａ、光受動素子６、８等の各部が基板１
上に形成されることになって小型化、多機能化が図れる
と共に、光受動デバイスの製作中において光軸合わせ
（アライメント）を行う必要が無くなるので、低価格化
でアライメントフリーの光受動デバイスが得られる。

【００４３】（実施の形態３）図８、図９は、本発明の
実施の形態３による光受動デバイスの製造過程を示す平
面図である。図８、図９において、基板１上には光ファ
イバ４を埋め込むための光ファイバ埋込み部としての溝
２と光減衰素子９を挿入固定する溝５とが形成されてい
る。光ファイバ４と光減衰素子９とは図９に示すように
保護部材１０により被覆されており、図９に示す光減衰
回路が完成状態のものである。

【００４４】次に、以上のような構成の光減衰回路につ
いて、その製造方法を図８、図９を用いて説明する。基
板１の材料としては２０×１０×５ｍｍｔのベークライ
ト板を用い、光ファイバ４としては外径１２５μｍのシ
ングルモード光ファイバを用いた。まず、ダイシングソ
ー（たとえばＤＩＳＣＯ社製の形番ＤＡＤ−２Ｈ／５Ｌ
Ｉ）および厚さ１２０μｍのダイヤモンドブレードを用
い、デバイスの光軸ずれ防止および信頼性確保のため、
溝２の幅Ｗｆと深さＤｆとがＷｆ≦Ａ＋５０μｍ、Ｄｆ
≦Ｔｓ／２（Ａは光ファイバ４の径、Ｔｓは基板１の厚
さ）を満足するように深さ５００μｍ、幅１３０μｍの
溝２を基板１に形成する（埋込み部形成ステップ）。

【００４５】光ファイバ４としては、上述したシングル
モードファイバを１ｍ用意し、その光ファイバの中心部
のジャケットを約３ｃｍ除去し、その中心部を放電によ
り加熱することによって、初期のモードフィールド径
（ＭＦＤ）９．２μｍを約３０μｍまで拡大したものを
用いた。このようにして得られた光ファイバ４を、ジャ
ケットを除去した中心部が基板１の中央位置にくるよう
に、溝２に熱硬化型接着剤で固定した（光ファイバ固定
ステップ）。その後、光ファイバ４に対して９５度の角
度をなして溝５を形成した（溝形成ステップ）。溝５に
は、入射側表面に１．８ｍｍ×１．８ｍｍ×１００μｍ
ｔのＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂によるＡＲ（無反射）コートを施
した光減衰素子９が挿入される。溝５は、基板１の信頼
性確保およびデバイスの光軸ずれ防止の点から、溝５の
幅Ｗｄと深さＤｄとがＷｄ≦Ｂ＋５０μｍ、Ｄｄ≦Ｔｓ
／２（Ｂは光受動素子６の厚さ、Ｔｓは基板１の厚さ）
を満足するように、厚さ１００μｍのダイヤモンドブレ
ードを用い、光ファイバ４を切断すると共に深さ２ｍ
ｍ、幅１１０μｍとなるように形成された（溝形成ステ
ップ）。

【００４６】次に、溝５に光減衰素子９を挿入固定し
（光受動素子固定ステップ）、光ファイバ４のコアの屈
折率と整合のとれた紫外線接着剤（たとえばＮＴＴアド
バンステクノロジ社製で、λ＝１．３μｍでｎ＝１．４
９９のもの）で固定した。最後に、屈折率を１．５１に
調整し青色に染料を分散させて着色した紫外線硬化型樹
脂にて基板１の表面に保護層（保護部材）１０を形成し
た（塗布ステップ）。

【００４７】本実施の形態による光受動デバイスに１．
３μｍ帯の光Ｐｉｎを入射して損失を測定したところ、
減衰量１１ｄＢ（反射減衰量３７ｄＢ）以上の良好な特
性を得ることができた。

【００４８】なお、本実施の形態では保護層１０をデバ
イス表面全体に塗布したが、保護層１０はデバイス表面
全体を覆う必要はなく、光ファイバ４の埋込み部および
光受動素子９の挿入固定部のみを被覆するものでも良
い。また、光受動素子９および保護部材１０については
実施の形態１のなお書きで説明したことと同様のことが
言える。

【００４９】以上のように本実施の形態によれば、光フ
ァイバ４の光軸と直角をなして光ファイバ４を切断する
溝５を形成し、溝５に光受動素子（光減衰素子）９を挿
入固定し、光ファイバ４と光受動素子９を保護部材１０
で覆うようにしたことにより、光ファイバ４、光受動素
子９等の各部が基板１上に形成されることになって小型
化、多機能化が図れると共に、光受動デバイスの製作中
において光軸合わせ（アライメント）を行う必要が無く
なるので、低価格化でアライメントフリーの光受動デバ
イスが得られる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明の光受動デバイスに
よれば、光ファイバ、光受動素子等の各部を基板上に形
成することができるので、デバイスの小型化、多機能化
が可能になると共に、デバイス製作中における光軸合わ
せを不要なものとすることができるので、低価格でアラ
イメントフリーな光受動デバイスを実現できるという有
利な効果が得られる。

【００５１】また、光受動素子の光反射角度位置に反射
光伝搬用光ファイバを配置したことにより、小型化、多
機能化が可能で、反射光を効率良く受光できる低価格な
アライメントフリーの光受動デバイスを実現できるとい
う有利な効果が得られる。

【００５２】さらに、光受動素子として、ハーフミラ
ー、波長分離素子、アッテネータのいずれか１以上を備
えたことにより、アライメントフリーな光分岐回路、光
分波回路又は光減衰回路が容易に実現されるという有利
な効果が得られる。

【００５３】さらに、光受動素子が入射側表面に無反射
コートを有することにより、光入射時に反射光による損
失を低減できるという有利な効果が得られる。

【００５４】さらに、光ファイバが切断部でビーム拡大
ファイバであり、反射光伝搬用光ファイバが受光部でビ
ーム拡大ファイバであることにより、分岐、分波におけ
る伝搬損失を低減できるという有利な効果が得られる。

【００５５】さらに、光受動素子が光ファイバのコアの
屈折率と整合のとれた接合部材により溝に挿入固定され
ていることにより、光ファイバ切断面を光学的に平滑化
でき、伝搬損失を低減できるという有利な効果が得られ
る。

【００５６】さらに、接合部材を接着剤としたことによ
り、光ファイバ切断面を光学的に平滑化でき、伝搬損失
を低減できると共に、信頼性を向上できるという有利な
効果が得られる。

【００５７】さらに、接着剤を紫外線硬化型樹脂又は熱
硬化型樹脂としたことにより、光ファイバ切断面を光学
的に平滑化でき、伝搬損失を低減できると共に、作業を
容易化又は信頼性を向上できるという有利な効果が得ら
れる。

【００５８】さらに、光ファイバ埋込み部の溝の幅Ｗｆ
と深さＤｆとがＷｆ≦Ａ＋５０μｍ、Ｄｆ≦Ｔｓ／２
（Ａは光ファイバの径、Ｔｓは基板の厚さ）であること
により、光軸ずれを防止でき、信頼性を向上できるとい
う有利な効果が得られる。

【００５９】さらに、光ファイバを切断する溝の幅Ｗｄ
と深さＤｄとがＷｄ≦Ｂ＋５０μｍ、Ｄｄ≦Ｔｓ／２
（Ｂは光受動素子の厚さ、Ｔｓは基板の厚さ）であるこ
とにより、光軸ずれを防止でき、信頼性を向上できると
いう有利な効果が得られる。

【００６０】さらに、保護部材が光ファイバのコアより
も高い屈折率を有することにより、迷光を抑制でき、信
頼性を向上できるという有利な効果が得られる。

【００６１】さらに、保護部材が着色されていることに
より、迷光を抑制でき、信頼性を向上できるという有利
な効果が得られる。

【００６２】さらに、保護部材が樹脂に顔料を分散また
は溶解させることにより着色又は樹脂に染料を分散また
は溶解させることにより着色されていることにより、樹
脂中の顔料又は染料により迷光を吸収できるという有利
な効果が得られる。

【００６３】さらに、保護部材が紫外線硬化型樹脂又は
熱硬化型樹脂であることにより、作業を容易化又は信頼
性を向上できるという有利な効果が得られる。

【００６４】また、本発明の光受動デバイスの製造方法
によれば、基板に少なくとも１つの光ファイバ埋込み部
を形成し、光ファイバ埋込み部に光ファイバを接着部材
で固定し、光ファイバの所定部において光ファイバの光
軸と所定角度をなして光ファイバを切断する１以上の溝
を形成し、溝に１以上の光受動素子を接着部材で挿入固
定し、少なくとも光ファイバと光受動素子との表面に保
護部材を塗布することにより、小型化、多機能化が可能
で低価格なアライメントフリーの光受動デバイスを製作
できるという有利な効果が得られる。

【００６５】さらに、基板に少なくとも１つの光ファイ
バ埋込み部を形成し、光ファイバ埋込み部に光ファイバ
を接着部材で固定し、光ファイバの所定部において光フ
ァイバの光軸と所定角度をなして光ファイバを切断する
溝を形成し、溝に光受動素子を接着部材で挿入固定し、
光受動素子の光反射角度位置に反射光伝搬用光ファイバ
を配置し、少なくとも光ファイバと光受動素子と反射光
伝搬用光ファイバとの表面に保護部材を塗布することに
より、小型化、多機能化が可能であり、反射光が効率良
く受光される低価格なアライメントフリーの光受動デバ
イスを製作できるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図２】本発明の実施の形態１による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図３】本発明の実施の形態１による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図４】本発明の実施の形態１による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図５】本発明の実施の形態２による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図６】本発明の実施の形態２による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図７】本発明の実施の形態２による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図８】本発明の実施の形態３による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【図９】本発明の実施の形態３による光受動デバイスの
製造過程を示す平面図

【符号の説明】

１基板２、３、３ａ、５、５ａ溝４光ファイバ６ハーフミラー（光受動素子）７、７ａ反射光伝搬用光ファイバ８波長分離素子（光受動素子）９光減衰素子（光受動素子）１０保護層（保護部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板に形成された少なくとも
１つの光ファイバ埋込み部と、前記光ファイバ埋込み部
に埋め込まれた光ファイバの所定部において前記光ファ
イバの光軸と所定角度をなして前記光ファイバを切断す
る１以上の溝と、前記溝に挿入固定された１以上の光受
動素子と、少なくとも前記光ファイバと前記光受動素子
との表面に形成された保護部材とを有することを特徴と
する光受動デバイス。
【請求項２】基板と、前記基板に形成された少なくとも
１つの光ファイバ埋込み部と、前記光ファイバ埋込み部
に埋め込まれた光ファイバの所定部において前記光ファ
イバの光軸と所定角度をなして前記光ファイバを切断す
る溝と、前記溝に挿入固定された光受動素子と、前記光
受動素子の光反射角度位置に配置された反射光伝搬用光
ファイバと、少なくとも前記光ファイバと前記光受動素
子と前記反射光伝搬用光ファイバとの表面に形成された
保護部材とを有することを特徴とする光受動デバイス。
【請求項３】前記光受動素子として、ハーフミラー、波
長分離素子、アッテネータのいずれか１以上を備えてい
ることを特徴とする請求項１又は２記載の光受動デバイ
ス。
【請求項４】前記光受動素子が入射側表面に無反射コー
トを有することを特徴とする請求項３記載の光受動デバ
イス。
【請求項５】前記光ファイバが切断部でビーム拡大ファ
イバであり、前記反射光伝搬用光ファイバが受光部でビ
ーム拡大ファイバであることを特徴とする請求項２記載
の光受動デバイス。
【請求項６】前記光受動素子が前記光ファイバのコアの
屈折率と整合のとれた接合部材により前記溝に挿入固定
されている請求項１又は２記載の光受動デバイス。
【請求項７】前記接合部材が接着剤であることを特徴と
する請求項６記載の光受動デバイス。
【請求項８】前記接着剤が紫外線硬化型樹脂又は熱硬化
型樹脂であることを特徴とする請求項７記載の光受動デ
バイス。
【請求項９】前記光ファイバ埋込み部の溝の幅Ｗｆと深
さＤｆとがＷｆ≦Ａ＋５０μｍ、Ｄｆ≦Ｔｓ／２（Ａは
前記光ファイバの径、Ｔｓは前記基板の厚さ）であるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の光受動デバイス。
【請求項１０】前記光ファイバを切断する溝の幅Ｗｄと
深さＤｄとがＷｄ≦Ｂ＋５０μｍ、Ｄｄ≦Ｔｓ／２（Ｂ
は前記光受動素子の厚さ、Ｔｓは前記基板の厚さ）であ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の光受動デバイ
ス。
【請求項１１】前記保護部材が前記光ファイバのコアよ
りも高い屈折率を有することを特徴とする請求項１又は
２記載の光受動デバイス。
【請求項１２】前記保護部材が着色されていることを特
徴とする請求項１又は２記載の光受動デバイス。
【請求項１３】前記保護部材が樹脂に顔料を分散もしく
は溶解させることにより着色、又は樹脂に染料を分散ま
たは溶解させることにより着色されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の光受動デバイス。
【請求項１４】前記保護部材が紫外線硬化型樹脂又は熱
硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載
の光受動デバイス。
【請求項１５】基板に少なくとも１つの光ファイバ埋込
み部を形成する埋込み部形成ステップと、前記光ファイ
バ埋込み部に光ファイバを接着部材で固定する光ファイ
バ固定ステップと、前記光ファイバの所定部において前
記光ファイバの光軸と所定角度をなして前記光ファイバ
を切断する１以上の溝を形成する溝形成ステップと、前
記溝に１以上の光受動素子を接着部材で挿入固定する光
受動素子固定ステップと、少なくとも前記光ファイバと
前記光受動素子との表面に保護部材を塗布する塗布ステ
ップとを有することを特徴とする光受動デバイスの製造
方法。
【請求項１６】基板に少なくとも１つの光ファイバ埋込
み部を形成する埋込み部形成ステップと、前記光ファイ
バ埋込み部に光ファイバを接着部材で固定する光ファイ
バ固定ステップと、前記光ファイバの所定部において前
記光ファイバの光軸と所定角度をなして前記光ファイバ
を切断する溝を形成する溝形成ステップと、前記溝に光
受動素子を接着部材で挿入固定する光受動素子固定ステ
ップと、前記光受動素子の光反射角度位置に反射光伝搬
用光ファイバを配置する光ファイバ配置ステップと、少
なくとも前記光ファイバと前記光受動素子と前記反射光
伝搬用光ファイバとの表面に保護部材を塗布する塗布ス
テップとを有することを特徴とする光受動デバイスの製
造方法。