JPS6225707A - Fiber polarizer - Google Patents

Fiber polarizer

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Publication number
JPS6225707A
JPS6225707A JP16414585A JP16414585A JPS6225707A JP S6225707 A JPS6225707 A JP S6225707A JP 16414585 A JP16414585 A JP 16414585A JP 16414585 A JP16414585 A JP 16414585A JP S6225707 A JPS6225707 A JP S6225707A
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JP
Japan
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fiber
silicon
polarizer
optical fiber
holding block
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JP16414585A
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Japanese (ja)
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Shigeru Obo
茂 於保
Takao Sasayama
隆生 笹山
Hiroshi Araki
宏 荒木
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/105Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type having optical polarisation effects

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Abstract

PURPOSE:To make mass production of an inline fiber type polarizer with high precision by using a fiber holding block made of silicon in order to polish the side face of an optical fiber. CONSTITUTION:An optical fiber 20 is held to the fiber holding block 10 made of silicon and a fiber clad 21 near the front layer of a fiber core 22 is polished for each of the holding block 10 so that only the top surface part is removed. A thin CaF2 film layer 40 and a thin aluminum metallic film 30 are formed on the polished surface of the optical fiber 20 by sputtering. The thin film layer 40 is thereby improved in the extinction ratio of a polarizer. Anisotropic etching of silicon is used to manufacture the holding block 10. More specifically, the etching progresses at about 54.74 deg. angle with the substrate surface in the direction parallel with or perpendicular to the <100> plane in the stage of etching the silicon wafer having the surface on the <100> plane by an alkaline soln. A fiber holding groove is precisely made to an arc shape by using such phenomenon. The mass production of the polarizer at a low cost with high precision is thus made possible.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光の偏光を制御する偏光子(ポラライザ)に係
り、特に光ファイバシステムに好適なインライン型ファ
イバポラライザに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a polarizer (polarizer) for controlling the polarization of light, and particularly to an in-line fiber polarizer suitable for an optical fiber system.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

単一モードファイバを用いたファイバセンサや光ファイ
バ通信システムでは、その安定な動作を達成するために
光の偏光状態を制御する偏光子(ポラライザ)がしばし
ば必要となる。二つの場合、従来より使われていたプリ
ズムによるバルク型のポラライザは、単一モードファイ
バとの光結合が回層であるため、単一モードファイバそ
のものを加工したインライン型のファイバポラライザが
必要とされている。例えば特開昭60−2902号公報
や特開昭59−7305号公報に開示されている。
Fiber sensors and optical fiber communication systems using single mode fibers often require a polarizer to control the polarization state of light in order to achieve stable operation. In these two cases, the conventionally used bulk type polarizer using a prism connects optically with the single mode fiber through a circular layer, so an inline type fiber polarizer that is processed from the single mode fiber itself is required. ing. For example, it is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 60-2902 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-7305.

このようなファイバポラライザは長さ50■程度の単一
モード光ファイバを、深さ方向に曲率をつけた溝を持つ
アルミニウム金属ブロックに埋めこみ、接着する。ファ
イバの埋め込み部分の長さは約30、アルミニウムブロ
ックの溝の曲率は101程度である0次いで、アルミニ
ウムブロックに埋めこんだ光ファイバを、アルミニウム
ブロツクごと側面を研磨し、ファイバコアの表層近くま
でファイバクラッドを除去する。この後、ファイバの研
磨面にアルミニウムなどの金属薄膜を真空蒸着法により
形成する。
In such a fiber polarizer, a single mode optical fiber having a length of about 50 cm is embedded in an aluminum metal block having a groove with curvature in the depth direction, and then bonded. The length of the embedded part of the fiber is approximately 30 mm, and the curvature of the groove in the aluminum block is approximately 101 mm.Next, the optical fiber embedded in the aluminum block is polished on the side surface of the aluminum block, and the fiber is polished to near the surface layer of the fiber core. Remove crud. Thereafter, a thin film of metal such as aluminum is formed on the polished surface of the fiber by vacuum evaporation.

以上のようにして、コア近傍に金属膜を装荷した光ファ
イバでは、ファイバ伝搬光のTMモードに対してはTE
モードよりも伝搬損失が大きくなる。したがって、直交
する偏光の一方を除去する素子、つまりポラライザが得
られるわけである。
As described above, in an optical fiber loaded with a metal film near the core, the TE
The propagation loss is larger than that of the mode. Therefore, an element that removes one of the orthogonal polarized lights, that is, a polarizer is obtained.

このようなインライン型ファイバポラライザではファイ
バコアと金属膜の間隔が性能上重要である。つまり、フ
ァイバクラッドの除去厚さが問題であり、したがって光
ファイバを埋めこんでいる溝の形状、深さが性能を大き
く左右する。光ファイバを保持するブロック(前記文献
の例ではアルミニウム製)と同時に、ファイバを研磨す
るわけであるから、ブロック中に保持されているファイ
バの形状が重要となるわけである。
In such an in-line fiber polarizer, the distance between the fiber core and the metal film is important for performance. In other words, the removal thickness of the fiber cladding is a problem, and therefore the shape and depth of the groove in which the optical fiber is buried greatly influences the performance. Since the fiber is polished at the same time as the block holding the optical fiber (made of aluminum in the example of the above-mentioned document), the shape of the fiber held in the block is important.

ファイバ側面を研磨する際、クラッドの除去厚さは、フ
ァイバ保持ブロックの研削深さから算出できる。しかし
、このためにはファイバ保持溝が精度よく工作されてい
ることが必要である。更にこの溝形状は、研磨時のファ
イバ破損防止の点から、弧状となっていることが必要で
あり、ポラライザの設計、解析の点からは、円弧のよう
な単純な曲線であることが望ましい。
When polishing the fiber side surface, the removal thickness of the cladding can be calculated from the grinding depth of the fiber holding block. However, for this purpose, it is necessary that the fiber holding groove be precisely machined. Further, the groove shape needs to be arcuate in order to prevent fiber breakage during polishing, and from the viewpoint of polarizer design and analysis, it is desirable to have a simple curve like a circular arc.

従来よりこのようなインラインファイバ型ポラライザの
動作、及び原理的な製作方法は文献などにおいて明らか
にされていたが、その高精度かつ低コスト化を達成する
ための量産に適した製作方法については不明であった。
Although the operation and principle manufacturing method of such in-line fiber polarizers have been clarified in literature, it is unclear what manufacturing method is suitable for mass production to achieve high precision and low cost. Met.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的はインラインファイバ型ポラライザを高精
度かつ量産に適した方法で製作する手段を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a means for manufacturing an in-line fiber type polarizer with high precision and a method suitable for mass production.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明ではインライン型ファイバポラライザの製作方法
として、半導体プロセスに着目し、ファイバ保持ブロッ
ク素材にシリコンを採用、ファイバ保持溝を異方性エツ
チングを用いて作製することを考案した。
In the present invention, as a manufacturing method for an in-line type fiber polarizer, we focused on semiconductor processes, adopted silicon as the fiber holding block material, and created the fiber holding groove using anisotropic etching.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明によるインラインファイバ型ポラライザ
の一例である。第2図はその断面構造である。シリコン
製ファイバ保持ブロック10に光ファイバ20を保持し
、ファイバコア22の表層近くまでファイバクラッド2
1をファイバ保持ブロック20ごと研磨により上面部の
み除去した。
FIG. 1 is an example of an in-line fiber type polarizer according to the present invention. Figure 2 shows its cross-sectional structure. The optical fiber 20 is held in a silicon fiber holding block 10, and the fiber cladding 2 is held close to the surface layer of the fiber core 22.
1, the entire fiber holding block 20 was polished to remove only the upper surface.

CaF2 (はたる石)薄膜層40とアルミニウム金属
膜層30をスパッタリングにより、光ファイバの研磨面
に形成した。CaF2層40はポラライザの消光比を改
善するものである。
A CaF2 (gravel stone) thin film layer 40 and an aluminum metal film layer 30 were formed on the polished surface of the optical fiber by sputtering. The CaF2 layer 40 improves the extinction ratio of the polarizer.

上記インラインファイバ型ポラライザにおいて、シリコ
ン製ファイバ保持ブロックの製作にはシリコンの異方性
エツチングを利用した。すなわち、(100>面を表面
とするシリコンウェハをアルカリ性溶液によりエツチン
グするとき、<110>面に平行または直角な方向では
、シリコン基板表面に対し約54.74°の角度でエツ
チングが進行する。この現象を用いてファイバを保持す
る溝を円弧状に精密に作製した。以下、この方法につい
て詳明に説明する。
In the above in-line fiber type polarizer, anisotropic etching of silicon was used to fabricate the silicon fiber holding block. That is, when a silicon wafer having a (100> plane as a surface is etched with an alkaline solution), etching proceeds at an angle of about 54.74° with respect to the silicon substrate surface in a direction parallel or perpendicular to the <110> plane. Using this phenomenon, a groove for holding the fiber was precisely fabricated in an arcuate shape.This method will be explained in detail below.

第3図は研磨前のシリコンブロックへの光ファイバの保
持状態である。直径2aの光ファイバを曲率Rの弧をも
つ溝に保持している。このような溝をシリコン基板上に
作成するには、溝開口部以外のシリコン基板表面にシリ
コン酸化膜を付けた後、アルカリエツチングを施せばよ
い、つまり、溝開口部と同一形状のホトマスクによりシ
リコンの熱酸化を行い、光の後エツチング処理した。
FIG. 3 shows the state in which the optical fiber is held in the silicon block before polishing. An optical fiber having a diameter of 2a is held in a groove having an arc of curvature R. To create such a groove on a silicon substrate, a silicon oxide film is applied to the surface of the silicon substrate other than the groove opening, and then alkali etching is performed. Thermal oxidation was performed, followed by photo-etching.

ここでホトマスクは次のように設計した。X座標を光フ
ァイバの軸方向となる。異方性エツチングによれば、フ
ァイバ保持溝の断面は常に底角θ=54.74°の2等
辺三角形となる。したがって、溝に一定の曲率Rを付け
るとすれば、溝中央部(X=O)ではファイバの埋め込
み深さくシリコン基板表面からファイバ中心までの距離
)δが小さく、溝両端ではδが大きくなる。また同様に
、溝の開口幅Wは溝中央部はど小さい。
Here, the photomask was designed as follows. The X coordinate is the axial direction of the optical fiber. According to the anisotropic etching, the cross section of the fiber holding groove always becomes an isosceles triangle with a base angle θ=54.74°. Therefore, if the groove is given a constant curvature R, the fiber embedding depth (distance from the silicon substrate surface to the fiber center) δ is small at the center of the groove (X=O), and δ is large at both ends of the groove. Similarly, the opening width W of the groove is the smallest at the center of the groove.

第3図においてファイバ埋め込み深さδ、溝深さり、お
よび溝開口幅Wの関係式は次のとおりである。
In FIG. 3, the relational expression among the fiber embedding depth δ, the groove depth, and the groove opening width W is as follows.

δ=R−JT[へ7士a 一−+ a (X<:R)           (1
)R D =−+ a (1+secθ)(2)R (θ=54.74°) W”2Dcot十〇 cot。
δ=R-JT[to7shia 1-+a (X<:R) (1
) R D =-+ a (1+secθ) (2) R (θ=54.74°) W”2Dcot 〇cot.

= −x”+2a(coto+cosecθ) (x 
< R)(1)〜(3)式に基づいて本実施例では、直
径76φ、厚さ1膿1面方位(100>のシリコンウェ
ハを用いて前記ファイバ保持ブロックを作成した。第4
図はこのファイバ保持ブロックを単位としたセルのシリ
コンウェハ基本上における配位図である0本実施例では
1枚のウェハ上に28個のファイバ保持ブロックを作製
した。第5図は各セルの詳細図である。溝開口部は(3
)式に従い、2次関数を広げている。本実施例ではまた
、研磨の際にマーカとして、30μm、50μm、およ
び目標深さまで研磨が進行した際、消失する溝をファイ
バ保持溝の周辺に設けて、研磨プロセスの便宜を図った
= −x”+2a(coto+cosecθ) (x
<R) Based on formulas (1) to (3), in this example, the fiber holding block was created using a silicon wafer with a diameter of 76φ, a thickness of 1 mm, and a plane orientation (100>).
The figure is a basic layout diagram of a cell on a silicon wafer in which this fiber holding block is a unit. In this example, 28 fiber holding blocks were fabricated on one wafer. FIG. 5 is a detailed diagram of each cell. The groove opening is (3
), the quadratic function is expanded according to the formula. In this example, grooves that disappear as markers during polishing are provided around the fiber holding grooves when polishing progresses to 30 μm, 50 μm, and the target depth to facilitate the polishing process.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、インラインファイバ
型ポラライザを製作するにあたり、ファイバ保持ブロッ
クを精密かつ生産性良く作製できるので、ポラライザを
高精度かつ低コストに大量生産できる効果がある。
As described above, according to the present invention, when manufacturing an in-line fiber type polarizer, the fiber holding block can be manufactured precisely and with high productivity, so that polarizers can be mass-produced with high precision and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるインラインファイバ型ポラライザ
の説明図、第2図はその断面図、第3図は研磨する前の
シリコン製ファイバ保持ブロックとファイバ保持溝の形
状、および光ファイバの装着状態を示す図、第4図は第
3図のシリコンブロックセルのウェハ基板上での配置図
、第5図は該セルの詳細図である。 10・・・シリコン製ファイバ保持ブロック、20・・
・単一モード光ファイバ、30・・・アルミニウム金属
薄膜、40・・・CaF、薄膜、21・・・光ファイバ
クラッド、22・・・光ファイバコア。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the in-line fiber polarizer according to the present invention, Fig. 2 is a cross-sectional view thereof, and Fig. 3 shows the shapes of the silicon fiber holding block and fiber holding groove before polishing, and the mounting state of the optical fiber. 4 is a layout diagram of the silicon block cell of FIG. 3 on a wafer substrate, and FIG. 5 is a detailed diagram of the cell. 10... Silicon fiber holding block, 20...
- Single mode optical fiber, 30... Aluminum metal thin film, 40... CaF, thin film, 21... Optical fiber cladding, 22... Optical fiber core.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光ファイバ側面を研磨し、金属膜を光ファイジ側面
に装荷した構造の偏光素子において、該光ファイバ側面
を研磨するために、シリコン製ファイバ保持ブロックを
使用したことを特徴とするファイバポラライザ。 2、特許請求の範囲第1項のファイバポラライザにおい
て、シリコン製ファイバ保持ブロックに光ファイバが弧
を描いて保持されるように、ファイバ保持溝を設けたこ
とを特徴とするファイバポラライザ。 3、特許請求の範囲第2項のファイバポラライザにおい
て、ファイバ保持溝を異方性エッチングにより作製した
ことを特徴とするファイバポラライザ。
[Claims] 1. In a polarizing element having a structure in which the side surface of an optical fiber is polished and a metal film is loaded on the side surface of the optical fiber, a silicon fiber holding block is used to polish the side surface of the optical fiber. Features fiber polarizer. 2. The fiber polarizer according to claim 1, wherein a fiber holding groove is provided in the silicon fiber holding block so that the optical fiber is held in an arc. 3. The fiber polarizer according to claim 2, wherein the fiber holding groove is produced by anisotropic etching.
JP16414585A 1985-07-26 1985-07-26 Fiber polarizer Pending JPS6225707A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01237506A (en) * 1988-03-17 1989-09-22 Fujitsu Ltd Polarizer
KR20010095487A (en) * 2000-04-04 2001-11-07 강신원 Polarizer using evanescent field coupling of between side-polished fiber and multimode metal-clad planar waveguide

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01237506A (en) * 1988-03-17 1989-09-22 Fujitsu Ltd Polarizer
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