JPH11281844A - 光導波路と光ファイバの接続構造及び接続方法 - Google Patents
光導波路と光ファイバの接続構造及び接続方法Info
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Abstract
イメントを高精度に行うことができるとともに、挿入損
失の増大が極めて小さく、信頼性の高い導波路型光変調
器を得ることが可能な、光導波路と光ファイバとの接続
構造及び接続方法を提供する。 【解決手段】 光学基板表面に形成された光導波路の端
面と、光ファイバを貫通させるための細孔が設けられた
補強用小片の端面とを面接触させ、かつ前記光導波路と
前記補強用小片の細孔を貫通させた光ファイバとを、互
いの光軸が一致するようにして接続した光導波路と光フ
ァイバとの接続構造であって、前記補強用小片の端面と
前記光導波路の端面との接触面積が、前記補強用小片の
端面の面積の1/2よりも大きいことを特徴とする、光
導波路と光ファイバとの接続構造及び接続方法である。
Description
イバとの接続構造及び接続方法に関し、さらに詳しく
は、高速かつ大容量の光ファイバ通信システムなどに好
適に使用することのできる光導波路と光ファイバとの接
続構造及び接続方法に関する。
を背景として、高速かつ大容量の光ファイバ通信システ
ムに対するニーズはますます増大している。光ファイバ
通信システムにおいては、導波路型光変調器がキーデバ
イスとなっており、ニオブ酸リチウム(LiNbO3 )
などの電気光学効果を有する基板を使用することによ
り、既に実用化の段階に到達している。また、導波路型
光変調器の実用化にともなって、かかる導波路型光変調
器のコスト高が問題となってきており、光学基板上への
光導波路素子の製造歩留まり向上や、素子実装方法の開
発などが早急に望まれている。
と光ファイバの接続においては、光ファイバの直径が約
125μmと非常に小さいため、この光ファイバを直接
光導波路と接続しただけでは十分な強度を確保すること
ができず、振動、衝撃、及び温度変化などの外部因子の
影響によって破壊し易いものとなっている。このため、
十分に信頼性の高い導波路型光変調器を得ることができ
ず、上記コスト高の問題を解消できないでいた。
31号公報においては、図1に示すように、光導波路2
が形成された電気光学効果を有する基板1上に、保持ブ
ロック5を取り付け、光ファイバ3の終端面を、透明な
接着剤4により基板1と保持ブロック5との双方にまた
がるように接続する方法が開示されている。しかしなが
ら、実際の接続は、サブミクロンオーダでの精度が要求
され、CCDカメラなどを用いることにより、基板1の
上方より光導波路2と光ファイバ3とを観察しながらア
ライメントして行うが、上記方法では、図1に示すよう
に、基板1上に保持ブロック5が設けられているため、
光導波路2を直接観察することができず、上記アライメ
ントを正確に行えないため、上記コスト高の問題を解決
できないでいた。
1号公報においては、図2に示すように、光ファイバ3
と光ファイバ3が貫通した補強用小片7とを一体として
端面6に接触させ、光導波路2と光ファイバ3を接続す
る方法が開示されている。この方法によれば、上記アラ
イメントの際に、光導波路2を直接観察することができ
るため、上記アライメントの精度は著しく向上する。
法によって、光導波路2と光ファイバ3とを接続するこ
とによって得た導波路型光変調器を、実際に使用環境下
において起こり得る温度変化を推定して行われる熱サイ
クル試験、例えば、−20〜70℃、500回といった
条件におくと、挿入損失が増大してしまう。したがっ
て、上記方法により、導波路型光変調器の製造時におけ
る歩留まりを向上させることはできるが、信頼性の高い
導波路型光変調器を得ることは困難であり、上記コスト
高という問題を解決することができなかった。
の接続におけるアライメントを高精度に行うことができ
るとともに、挿入損失の増大が極めて小さく、信頼性の
高い導波路型光変調器を得ることが可能な、光導波路と
光ファイバとの接続構造及び接続方法を提供することで
ある。
点に鑑みて鋭意検討した結果、光導波路の端面と、光フ
ァイバとを接続する際の補強用小片の端面との接触部の
面積を、前記補強用小片の端面の面積に対して所定の大
きさにすることによって、さらには、前記補強用小片
に、この補強用小片を掴持するするための突起状部材を
設け、これを掴持して光導波路の端面と、光ファイバと
を接続することにより、上記問題を解決できることを見
い出し、本発明をするに至った。
された光導波路の端面と、光ファイバを貫通させるため
の細孔が形成された補強用小片の端面とを面接触させ、
かつ前記光導波路と前記補強用小片の細孔を貫通させた
光ファイバとを、互いの光軸が一致するようにして接続
した光導波路と光ファイバとの接続構造であって、前記
補強用小片の端面と前記光導波路の端面との接触面積
が、前記補強用小片の端面の面積の1/2よりも大きい
ことを特徴とする、光導波路と光ファイバとの接続構造
である。
強用小片に設けられた細孔中に貫通させて、前記光導波
路と前記光ファイバとを互いの光軸が一致するように接
続した後、前記補強用小片に設けられた突起状部材を掴
持することにより、前記光導波路の端面と前記補強用小
片の端面との面接触を行うことを特徴とする、光導波路
と光ファイバとの接続方法である。
及び接続方法によれば、光導波路と光ファイバとのアラ
イメントを高精度に行うことができるとともに、挿入損
失の増大が極めて小さく、信頼性の高い導波路型光変調
器を得ることができる。
の接続構造の一例を示す図である。図3においては、補
強用小片11の細孔12を、前記補強用小片11の中心
軸10よりも上方に設けることによって、本発明の接続
構造を形成している。図3に示すように、本発明の接続
構造により、光導波路2と光ファイバ3とを接続する際
のアライメント時において、光導波路2を直接観察する
ことができるため、アライメント精度を著しく向上させ
ることができる。図14は、補強用小片に突起状部材を
設けた場合の例を示す図である。突起状部材15を掴持
して、補強用小片11の端面13と光導波路2の端面6
との接続を行なうことにより、光ファイバ3を破断させ
ることなく、前記接続を容易に行うことができる。
に基づいて詳細に説明する。本発明の接続構造において
は、光ファイバを貫通させるための細孔が設けられた補
強用小片の端面と、光学基板表面に形成された光導波路
の端面との接触面積が、前記補強用小片の端面の面積の
1/2よりも大きいことが必要であり、好ましくは、3
/5以上、さらに好ましくは、4/5以上である。前記
接触面積が前記補強用小片の端面の面積の1/2以下で
あると、本発明の目的を達成することができない。
積の1/2よりも大きくするための方法については、特
に限定されるものではないが、図3に示すように、補強
用小片11の細孔12を、前記補強用小片11の中心軸
10よりも上方に設ける方法を採用することにより、簡
易に行うことができる。
タンタル酸リチウム(LiTaO3)、ジルコン酸チタ
ン酸鉛ランタン(PLZT)などを使用することができ
るが、キュリー温度が高いこと及び結晶品質の観点よ
り、ニオブ酸リチウムを用いることが好ましい。また、
光学基板1には、光学基板1のX板、Y板、及びZ板の
いずれをも使用することができる。
内部拡散法などの方法を用いて、幅3〜10μmとなる
ように形成する。さらに、図3では示していないが、光
変調器として使用する場合は、蒸着法及び電界メッキ法
などを併用することによって、光導波路2の上に金など
の電極を厚さ3〜30μmの範囲内で設置する。その
後、ダイサーなどの方法によって、光学基板1の側面を
切断研磨し、端面6を形成する。
用いることができ、また、その大きさは、長さ2〜4m
mであり、直径又は高さ500〜1500μmである。
また、光ファイバ3の直径は通常125μmであるた
め、光ファイバ3を貫通させるための細孔12は直径1
30〜200μmの大きさに形成する。
は特に限定されるものではなく、円形状、半円形状、4
角形状、多角形状、及びその他いかなる形状のものをも
使用することができるが、補強用小片11の加工がし易
すいとともに、端面13の形状を補強用小片11の中心
軸10に対して対称性良く形成することができ、本発明
の目的を容易に達成できること、さらには、比較的ハン
ドリングが容易であるとの観点から、図4に示すような
円形状、図5に示すような半円形状、及び図6に示すよ
うな4角形状であることが好ましい。なお、上記及び下
記に示す斜視図においては、接続構造を明確にすべく、
接着剤4については省略している。
小片の光導波路の端面と接触する側において、切り欠き
部を設けることにより、上記同様に、挿入損失の増大を
低減することができる。
の補強用小片17の中心軸20に一致させて設け、補強
用小片17の光導波路2の端面6と接触する側におい
て、切り欠き部21を設けたものである。この場合にお
いて、補強用小片17の端面19と光導波路2の端面6
との接触面積は、補強用小片17の端面19の面積と一
致する。したがって、前記接触面積が補強用小片17の
端面19の面積の1/2よりも大きいという条件を当然
に満足するものである。
細孔12を、補強用小片11の中心軸10より上方に形
成した接続構造に対して、補強用小片11の光導波路2
の端面6と接触する側において、切り欠き部14を設け
たものである。図8に示すように、細孔12を中心軸1
0よりも上方に設けるとともに、切り欠き部14を設け
ることにより、本発明の目的をより効率的に達成するこ
とができる。
ものではなく、補強用小片11の端面13の形状に応じ
て、図9に示すような半円形状、図10に示すような略
矩形状、及び図11に示すような矩形状などとすること
ができる。さらには、図12に示すように、光学基板1
の端面6に向かって斜行するようにしても良い。
3との接続は、以下のようにして行う。図13は本発明
において、光導波路2と光ファイバ3との接続方法を説
明するための図である。まず最初、図13(a)に示す
ように、補強用小片11の中心軸10よりも上方に設け
られた細孔12内に光ファイバ3を貫通させた状態にす
る。次に、図13(b)に示すように、光導波路2と光
ファイバ3とを、図には示していないが、CCDカメラ
などにより光学基板1の上方より観察しながら、互いの
光軸が一致するように、接着剤4を用いて仮固定する。
次に、図13(c)に示すように、補強用小片11を光
学基板1の端面6に接触させ、図13(d)に示すよう
に、補強用小片11の端面13と光導波路2の端面6と
を接着剤4を用いて固定する。
1を設けると、図7及び図8に示すように、上記仮固定
した際の接着剤4は、切り欠き部14の部分に露出する
ため、前記接着剤4によって、端面13と端面6との接
着の際に、端面13と端面6との接触状態を確認すこと
ができ、十分に接触しないという問題を回避することも
できる。
場合、上記のように、光導波路2と光ファイバ3との仮
固定の際、又は端面13と端面6との固定の際に使用す
る紫外線は、1〜10J/cm2 のエネルギーを有する
紫外線であって、これを光学基板1の上方から、数秒か
ら1分間程度照射させることによって、前記紫外線硬化
性樹脂を硬化させて、前記固定を行う。
1に突起状部材15を設け、この突起状部材15を掴持
して、補強用小片11の端面13と光導波路2の端面6
との接続を行うことが好ましい。これにより、図13
(b)に示すように、光導波路2と光ファイバ3とを仮
固定した状態から、図13(c)に示すように、補強用
小片11を光導波路2の端面6へ接触させる際に、補強
用小片11により光ファイバ3に対するせん断応力が発
生して、光ファイバ3を破断させてしまうようなことを
防ぐことができ、上述した光導波路2と光ファイバ3と
の接続をより簡易に行うことができる。
どは特に限定されるものではなく、上記光導波路2と光
ファイバ3との接続の作業性、及び強度などを考慮する
ことにより、任意に決定することができる。
に説明する。 実施例 光学基板1には、厚さ1mmのニオブ酸リチウムのX板
を用い、チタン内部拡散法により、幅8μmの光導波路
2を形成した。次に、上述の図13に示す接続方法によ
って、直径125μmの光ファイバ3を、ガラスからな
る直径1mm、長さ3mmの円柱状の補強用小片11の
中心軸よりも250μmだけ上方に設けられた、直径1
35μmの細孔12内を貫通させ、図3及び図4に示す
光導波路2と光ファイバ3との接続構造からなる光変調
器を完成させた。この場合における補強用小片11の端
面13と光導波路2の端面6との接触面積は、端面13
の4/5であった。同様な光変調器を20台製造し、−
20〜70℃で500回の熱サイクル試験を行い、試験
前後の挿入損失の変動を調べた。結果を図15に示す。
同様な手法を用いて、図2に示すような光導波路2と光
ファイバ3との接続構造からなる光変調器を完成させ
た。この場合における補強用小片7の端面16と光導波
路2の端面6との接触面積は、端面16の1/2であっ
た。実施例と同様に、このようにして製造した光変調器
を20台用意して、実施例と同様な熱サイクル試験前後
の挿入損失の変動を調べた。結果を図15に示す。
に、本発明の接続構造及び接続方法にしたがって製造し
た実施例に示す光変調器は、損失変動量が−0.25〜
0dB及び0〜0.25dBの部分にピークを示してお
り、損失変動量の絶対値が大きくなるにつれて、その数
が減少していることが分かる。一方、比較例に示す従来
の接続構造及び接続方法にしたがって製造した光変調器
は、0.25〜0.5dBの部分にピークを示してお
り、損失変動量の値が増大した部分においても、かなり
の数が存在していることが分かる。したがって、本発明
の接続構造及び接続方法によれば、熱サイクル試験後の
挿入損失の増大を極めて小さくすることができ、実際の
使用環境下においても安定な光変調器を提供できること
が分かる。
構造及び接続方法を用いることにより、光導波路と光フ
ァイバとの接続時のアライメントを高精度に行うことが
できるとともに、実際の使用環境下においても挿入損失
の増大がなく、信頼性の高い導波路型光変調器を得るこ
とができる。
す断面図である。
を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
おいて、補強用小片の断面形状を変化させた例を示す斜
視図である。
おいて、補強用小片の断面形状を変化させた他の例を示
す斜視図である。
おいて、補強用小片に切り欠き部を設けた場合の例を示
す断面図である。
おいて、補強用小片に切り欠き部を設けた場合の他の例
を示す断面図である。
おける、補強用小片の切り欠き部の断面形状を変化させ
た例を示す斜視図である。
における、補強用小片の切り欠き部の断面形状を変化さ
せた他の例を示す斜視図である。
における、補強用小片の切り欠き部の断面形状を変化さ
せたさらに他の例を示す斜視図である。
における、補強用小片の切り欠き部に勾配を持たせた場
合の例を示す断面図である。
続方法を説明するための工程図である。
において、補強用小片に突起状部材を設けた場合の例を
示す図である。
の損失変動量を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 光学基板表面に形成された光導波路の端
面と、光ファイバを貫通させるための細孔が形成された
補強用小片の端面とを面接触させ、かつ前記光導波路と
前記補強用小片の細孔を貫通させた光ファイバとを、互
いの光軸が一致するようにして接続した光導波路と光フ
ァイバとの接続構造であって、 前記補強用小片の端面と前記光導波路の端面との接触面
積が、前記補強用小片の端面の面積の1/2よりも大き
いことを特徴とする、光導波路と光ファイバとの接続構
造。 - 【請求項2】 前記補強用小片の前記光導波路の端面と
接触する側において、切り欠き部を設けたことを特徴と
する、請求項1に記載の光導波路と光ファイバとの接続
構造。 - 【請求項3】 前記補強用小片には、この補強用小片を
掴持するための突起状部材が設けられていることを特徴
とする、請求項1又は2に記載の光導波路と光ファイバ
との接続構造。 - 【請求項4】 前記光ファイバを前記補強用小片に設け
られた細孔中に貫通させて、前記光導波路と前記光ファ
イバとを互いの光軸が一致するように接続した後、前記
補強用小片に設けられた突起状部材を掴持することによ
り、前記光導波路の端面と前記補強用小片の端面との面
接触を行うことを特徴とする、光導波路と光ファイバと
の接続方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08382398A JP3866407B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 光導波路と光ファイバの接続構造及び接続方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11281844A true JPH11281844A (ja) | 1999-10-15 |
JP3866407B2 JP3866407B2 (ja) | 2007-01-10 |
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JP (1) | JP3866407B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006053189A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調素子モジュール |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP08382398A patent/JP3866407B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006053189A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調素子モジュール |
JP4563107B2 (ja) * | 2004-08-09 | 2010-10-13 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調素子モジュール |
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