JPH0973025A - 光導波路デバイスの製造方法 - Google Patents

光導波路デバイスの製造方法

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JPH0973025A
JPH0973025A JP22888895A JP22888895A JPH0973025A JP H0973025 A JPH0973025 A JP H0973025A JP 22888895 A JP22888895 A JP 22888895A JP 22888895 A JP22888895 A JP 22888895A JP H0973025 A JPH0973025 A JP H0973025A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低損失で耐環境性に優れかつ低コストな光導
波路デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 光導波路基板1には光導波路3からなる
複数の光導波回路2が所定のピッチで並列に形成されて
おり、この光導波路基板1の各光導波路3の光軸端面を
一括して光学研磨し、上記光導波路3のピッチと等しい
ピッチでV溝基板5にV溝を形成し、これらのV溝内に
光ファイバ6を接着固定して光ファイバアレイ4を構成
し、この光ファイバアレイ4の各光ファイバ6の光軸端
面をV溝基板5と共に一括して光学研磨し、上記光導波
路基板1と上記光ファイバアレイ4とを少なくとも2対
の光導波路3と光ファイバ6とを光軸調心してから接着
固定し、その後、これら光導波路基板1及び光ファイバ
アレイ4を個々の光導波回路2(個片8)毎に切断分割
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、光導波路デバイス
を量産するための製造方法に係り、特に、低損失で耐環
境性に優れかつ低コストな光導波路デバイスの製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光導波路デバイスの従来の製造方法を
1:1光合分岐器を例に説明する。図8に示されるよう
に、1:1光合分岐導波路基板81には2つの光導波路
83が所定のピッチで形成される。この光導波路83の
ピッチと等しいピッチでV溝が形成されたV溝基板85
と、このV溝内に嵌め込まれた光ファイバ86と、この
光ファイバを押さえ込む光ファイバ押え板87とが接着
一体化されて光ファイバアレイ84が形成される。1:
1光合分岐導波路基板81の両端面及びその両側に接続
するための2つの光ファイバアレイ84の端面を光学研
磨した後、6軸(x,y,z,θx,θy,θz)動作
可能な精密アライメント装置によってこれら1:1光合
分岐導波路基板及び光ファイバアレイの三者を相互移動
させて光導波路と光ファイバコアとを精度0.5μm未
満で光軸調心し、上記各端面にUV硬化型接着剤を塗布
・硬化して三者を一体化する。この後、用途に応じたパ
ッケージに収納し、完成する。
【0003】また、複数の光導波路デバイスを一体に形
成した後、個別に分割する製造方法もある。特開平5−
113516号に記載の技術は、複数の光導波回路を有
する基板と光ファイバアレイとを、1対の導波路と光フ
ァイバとの光軸調心により一括して接着剤で固定し、最
後にダイシングソーにより個片(個々のデバイス)に分
割する。特開平5−273438号に記載の技術は、複
数の光導波回路を有する基板の端部に光ファイバを個別
に光軸調心して固定し、その後、予め各光導波回路間に
入れられた切れ目から個片に分割する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特開平5−27343
8号に記載の技術などのように、光導波路と光ファイバ
との光軸調心及び接着固定を1心または1回路毎に行う
と、1デバイス当たりの作業時間が長くなり、製造コス
トは高くなる。
【0005】特開平5−113516号に記載の技術
は、光軸調心を1対のみで行うので光軸調心及び接着固
定は簡単である。しかし、光ファイバ保持用V溝ブロッ
クの端面から全光ファイバ一定量突き出す必要があり、
このように突き出し量を一定にして光ファイバ端面を揃
えることに手間を要する。また、導波路基板と光ファイ
バとの接着面積がほぼ光ファイバの断面面積になり、接
着面積が小さい。
【0006】複数の光導波路デバイスを一体に形成する
場合、光導波回路の集積数が増すにつれ光導波路の並び
方向に基板の幅が大きくなり、基板の変形による基板の
厚さ方向の光導波路の位置ずれが大きくなる。このため
光導波路と光ファイバとの光軸ずれが大きくなる。この
光軸ずれによって損失が生じる。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、低損失で耐環境性に優れかつ低コストな光導波路デ
バイスの製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光導波路からなる複数の光導波回路を所定
のピッチで並列に形成した光導波路基板の各光導波路の
光軸端面を一括して光学研磨し、上記光導波路のピッチ
と等しいピッチでV溝基板にV溝を形成し、これらのV
溝内に光ファイバを接着固定して光ファイバアレイを構
成し、この光ファイバアレイの各光ファイバの光軸端面
をV溝基板と共に一括して光学研磨し、上記光導波路基
板と上記光ファイバアレイとを少なくとも2対の光導波
路と光ファイバとを光軸調心してから接着固定し、その
後、これら光導波路基板及び光ファイバアレイを個々の
光導波回路毎に切断分割するものである。
【0009】上記光導波路基板の各光導波回路間に光導
波路に平行な切り込み溝を形成し、この光導波路基板を
平坦なステージ上に乗せ、その上面に均等に荷重を加え
て基板変形を矯正し、その状態で上記光ファイバアレイ
との光軸調心及び接着固定を行ってもよい。
【0010】上記光導波路基板の下面にこの光導波路基
板と同寸法の補強板を接着し、その後、上記切り込み溝
を形成してもよい。
【0011】上記光導波路基板の各光導波回路間に光導
波路に平行な切り込み溝を形成し、その後、この導波路
基板の上面又は下面にこの光導波路基板と同寸法の補強
板を接着してもよい。
【0012】上記構成により、各光ファイバがV溝基板
と一体に光学研磨され、同じく光学研磨された光導波路
基板に接着固定されるので、接着面積が大きくとれる。
また、各光ファイバを一括して光学研磨するので、光フ
ァイバアレイを構成するに際し、特に光ファイバを精密
に揃える必要がない。また、少なくとも2対の光導波路
と光ファイバとを光軸調心するので、他の光導波路及び
光ファイバについても同等に光軸ずれが小さくできる。
【0013】光導波路に平行な切り込み溝を形成するこ
とにより、基板の幅方向に生じる変形が矯正しやすくな
る。光導波路基板を平坦なステージ上に乗せ、その上面
に均等に荷重を加えると、基板変形が矯正される。基板
変形を矯正した状態で光ファイバアレイとの光軸調心及
び接着固定を行うと、光導波路と光ファイバとの光軸ず
れが小さくできる。
【0014】光導波路基板に補強板を接着することで基
板変形が矯正される。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の光導波路デバイスの製造
方法を1:1光合分岐器を例に説明する。図1に示され
るように、光導波路基板1には並列に5回路の1:1光
合分岐導波路2が形成されている。各々の1:1光合分
岐導波路2には2つの光導波路3があり、これら光導波
路3は所定のピッチで形成されている。隣り合う1:1
光合分岐導波路2の光導波路3同士も所定のピッチとな
っている。この光導波路基板1の寸法は、幅13.2m
m×長さ25.0mm×厚さ1.0mmである。この光
導波路基板1は、火炎堆積法により製造後、ウェハーか
らダイシングソーで切り出したものである。光導波路3
の長手方向にあたる光導波路基板1両端の光軸端面はそ
れぞれ一括して光学研磨しておく。
【0016】一方、光ファイバアレイ4は、光導波路3
のピッチと等しいピッチで2×5=10本のV溝が形成
されたV溝基板(Vブロック)5の各V溝内に1本ずつ
光ファイバ6を嵌め込み、その上から光ファイバ押え板
7で押さえ込み、接着一体化したものである。この光フ
ァイバアレイ4の各光ファイバ6の光軸端面をV溝基板
5と共に一括して光学研磨しておく。
【0017】光導波路基板1と2つの光ファイバアレイ
4とを精密アライメント装置により取り扱う。精密アラ
イメント装置は3つの微動ステージから構成され、各微
動ステージが各々6軸(x,y,z,θx,θy,θ
z)について微動可能なものであり、光軸調心に際し、
サブミクロン精度で位置調整ができる。
【0018】光軸調心は次のように行う。はじめに、片
方の光ファイバアレイ4の幅方向両側に位置する光ファ
イバ6にそれぞれLD(レーザダイオード)光源を接続
し、他方の光ファイバアレイ4の幅方向両側に位置する
光ファイバ6をそれぞれ光パワーメータに接続する。そ
して、光導波路基板1の長手方向両端端面と各光ファイ
バアレイ4の端面とが平行に向き合うよう位置調整す
る。次に、光パワーメータをチェックしながら、光導波
路基板1と各光ファイバアレイ4との相対位置を調整す
る。このとき2つの光源からの光がそれぞれの光パワー
メータに対していずれも最大又は最大近くになる位置を
見出だす。この位置が、幅方向両側の2対の光導波路3
と光ファイバ6との光軸調心位置である。このとき、そ
の中間にある他の光導波路3及び光ファイバ6も同時に
光軸調心位置になっている。
【0019】光軸調心の後、ダイキン(株)製UV−1
000,UV−2000などのUV硬化型の光学接着剤
を端面間に注入する。約100mJ/cm2 のUV光照
射により、接着剤を硬化させる。
【0020】このようにして、光導波路基板及び光ファ
イバアレイの三者を一体化した後、精密アライメント装
置から取り外し、ダイシングソーで個片8に分割する。
この後、用途に応じたパッケージに収納し、完成する。
【0021】本発明の他の実施の形態を説明する。
【0022】図2に示されるように、この光導波路基板
1には、ウェハーからダイシングソーで切り出す際、各
光導波回路2間に光導波路と平行にダイシングソーでフ
ルカットしないで深さ0.8mmの切り込み溝21を形
成する。そして、この光導波路基板1の下面にこの光導
波路基板1と同寸法(幅13.2mm×長さ25.0m
m×厚さ1.0mm)の補強板22を接着する。補強板
22は、精密に表面研磨された平面度1μm未満の石英
板である。接着には、UV硬化型の接着剤を用いる。こ
の接着の際、光導波路基板1の上面に約5Kgfの均等
分布荷重を加え、基板変形を矯正しておく。こうして光
導波路基板1と補強板22とを接着・一体化した後、長
手方向両端の端面をそれぞれ光学研磨する。この後、図
3に示されるように、補強板22に一体化した光導波路
基板1と光ファイバアレイとの光軸調心・接着固定を図
1の場合と同様に行う。そして個片8に分割する。
【0023】以上の2つの実施形態のいずれにおいて
も、2対の光導波路3と光ファイバ6とを光軸調心すれ
ば全対の光軸調心が達成されるので、1デバイス当たり
の光軸調心所要時間が短縮され、製造コストが低下でき
る。
【0024】また、光ファイバ6のみならずV溝基板5
も光導波路基板1に接着固定されるので、接着面積が大
きくなる。このため、温度周期的変化や高温高湿等の劣
悪環境下での耐久性に優れる。
【0025】次に、基板変形の矯正について説明する。
【0026】基板の上に光導波回路となる石英ガラス膜
を形成して光導波路基板1とする場合、火炎堆積法によ
り基板上に堆積させた多孔質ガラスを焼結させる焼結工
程が必要である。この焼結工程では基板の温度が115
0〜1350℃になるため、基板の材質(Si,SiO
2 )にかかわらず、通常、数μmの変形を伴う。そこ
で、本発明では、光導波路基板1に平行な切り込み溝2
1を形成することにより、基板の幅方向に生じる変形を
矯正しやすくしている。
【0027】矯正方法には、光軸調心を行う前に平面度
の高い(例えば1μm未満の)精密平板(補強板22)
に接着する方法と、精密アライメント装置の光導波路基
板用のステージの平面度を高くしておき光導波路基板の
上面に均等分布荷重を加えて光軸調心及び接着固定を行
う方法とがある。即ち、光導波路基板を平坦なステージ
上に乗せ、その上面に均等に荷重を加えて基板変形を矯
正し、その状態で光ファイバアレイとの光軸調心及び接
着固定を行ってもよいし、予め補強板を接着し、その
後、切り込み溝を形成し、それからステージ上での変形
矯正を行ってもよい。また、切り込み溝を形成した後、
導波路基板の上面又は下面に補強板を接着してもよい。
【0028】これにより、基板変形が矯正され、各光導
波路3が一直線に並ぶ。従って、光導波路3は光ファイ
バアレイ4の光ファイバ6とよく光軸が一致することに
なる。光導波回路2の集積数が多いために光導波路3の
並び方向に光導波路基板1の幅が大きく、光導波路基板
1の変形による基板の厚さ方向の光導波路3の位置ずれ
が大きい場合でも、これが矯正される。光導波路基板1
を光導波路デバイスの個片8に分割した後も光軸ずれが
小さいので、低損失な光導波路デバイスが得られる。
【0029】次に、基板変形の矯正の具体例を説明す
る。
【0030】図4の左辺に示される光導波路基板1には
もともと変形がある。その変形の測定値が、図5、図
6、図7の各左辺に示される。図5は入射側光導波路3
aの上下位置ずれ、図6は出射側光導波路3bの上下位
置ずれ、図7は光軸ずれによる損失の分布をそれぞれグ
ラフで示したものである。光導波路基板1の10本の光
導波路3には、片側から順にNo.1〜No.10の番
号が与えてある。図5の左辺から判るように光導波路基
板1は入射側では中央が大きく盛り上がっている。図6
の左辺から判るように光導波路基板1は出射側ではNo
2,3の近傍が大きく盛り上がっていると共にNo.
7,8の近傍が逆に大きく凹んでいる。従って、この光
導波路基板1には反りと捩れがあり、変形が著しいこと
が判る。
【0031】図4の右辺に示されるように、切り込み溝
21を形成後、精密平板(補強板22)接着による変形
矯正を行う。その結果、図5の右辺のように、入射側の
中央での盛り上りが3μmから1μmに低減され、図6
の右辺のように、凹凸が±2μmから±1μmに低減さ
れている。図7によって光軸ずれ損失を比較すると、平
均1.2dBであったものが平均0.2dBまで低減し
ている。
【0032】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0033】(1)基板変形の矯正により光軸ずれ損失
が抑えられ、低損失となる。
【0034】(2)接着面積が大きくとれるので、耐環
境性に優れている。
【0035】(3)光ファイバを精密に揃える必要がな
く、また、2対の光導波路と光ファイバとを光軸調心す
るだけなので、製造時間が短縮され、製造コストが低下
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法を示す工程順の斜視図であ
る。
【図2】本発明の基板変形矯正方法を示す斜視図であ
る。
【図3】本発明の製造方法を示す工程順の斜視図であ
る。
【図4】本発明の基板変形矯正の前後の光導波路基板を
示す斜視図である。
【図5】本発明の基板変形矯正の前後の光導波路上下位
置ずれ分布を示す図である。
【図6】本発明の基板変形矯正の前後の光導波路上下位
置ずれ分布を示す図である。
【図7】本発明の基板変形矯正の前後の光軸ずれ損失分
布を示す図である。
【図8】従来の製造方法を示す工程順の斜視図である。
【符号の説明】
1 光導波路基板 2 光導波回路 3 光導波路 4 光ファイバアレイ 5 V溝基板 6 光ファイバ 8 個片 21 切り込み溝 22 補強板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導波路からなる複数の光導波回路を所
    定のピッチで並列に形成した光導波路基板の各光導波路
    の光軸端面を一括して光学研磨し、上記光導波路のピッ
    チと等しいピッチでV溝基板にV溝を形成し、これらの
    V溝内に光ファイバを接着固定して光ファイバアレイを
    構成し、この光ファイバアレイの各光ファイバの光軸端
    面をV溝基板と共に一括して光学研磨し、上記光導波路
    基板と上記光ファイバアレイとを少なくとも2対の光導
    波路と光ファイバとを光軸調心してから接着固定し、そ
    の後、これら光導波路基板及び光ファイバアレイを個々
    の光導波回路毎に切断分割することを特徴とする光導波
    路デバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】 上記光導波路基板の各光導波回路間に光
    導波路に平行な切り込み溝を形成し、この光導波路基板
    を平坦なステージ上に乗せ、その上面に均等に荷重を加
    えて基板変形を矯正し、その状態で上記光ファイバアレ
    イとの光軸調心及び接着固定を行うことを特徴とする請
    求項1記載の光導波路デバイスの製造方法。
  3. 【請求項3】 上記光導波路基板の下面にこの光導波路
    基板と同寸法の補強板を接着し、その後、上記切り込み
    溝を形成することを特徴とする請求項2記載の光導波路
    デバイスの製造方法。
  4. 【請求項4】 上記光導波路基板の各光導波回路間に光
    導波路に平行な切り込み溝を形成し、その後、この導波
    路基板の上面又は下面にこの光導波路基板と同寸法の補
    強板を接着することを特徴とする請求項1記載の光導波
    路デバイスの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040006756A (ko) * 2002-07-15 2004-01-24 삼성전자주식회사 광섬유 블록의 제작 방법
JP2015072330A (ja) * 2013-10-02 2015-04-16 富士通株式会社 光導波路部品、その製造方法及び光導波路デバイス
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JP2019215405A (ja) * 2018-06-11 2019-12-19 日本電信電話株式会社 光ファイバ接続部品および光デバイスの作製方法

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