JPS6235304A - レンズ付き光導波路回路及びその製造方法 - Google Patents
レンズ付き光導波路回路及びその製造方法Info
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- JPS6235304A JPS6235304A JP17420385A JP17420385A JPS6235304A JP S6235304 A JPS6235304 A JP S6235304A JP 17420385 A JP17420385 A JP 17420385A JP 17420385 A JP17420385 A JP 17420385A JP S6235304 A JPS6235304 A JP S6235304A
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- optical
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は小型にして、製造容易なレンズ付き光導波路回
路、およびその製造方法°に関するものである。
路、およびその製造方法°に関するものである。
光ファイバ通信技術の進展に伴い、各種の光回路部品の
開発・研究が活発になっておシ、一部実用に供されてい
るものもある。しかしながら、これらの光回路部品の多
くは、レンズやミラー、プリズムなどの個別光学素子を
集合・組立てたものであり、組立て時の光軸調整に高精
度な微動装置を必要とし、また、小形化、低コスト化な
どにも限界があるなどの問題があった。
開発・研究が活発になっておシ、一部実用に供されてい
るものもある。しかしながら、これらの光回路部品の多
くは、レンズやミラー、プリズムなどの個別光学素子を
集合・組立てたものであり、組立て時の光軸調整に高精
度な微動装置を必要とし、また、小形化、低コスト化な
どにも限界があるなどの問題があった。
このだめ、次世代の光回路部品として光導波路を用いた
光回路部品が研究されるようになってきた。さらに、光
導波路形のスイッチや合分波回路に発光素子、受光素子
を集積した光回路部品についても検討が行なわれている
。このような、いわゆる光集積回路と呼ばれる光回路部
品の理想形態としては、発光素子、受光素子や各種の光
導波路形機能回路を一貫したプロセスで同一基板上に製
作したモノリシック形であろうが、現在の技術レベルは
実用的なモノリシック形光集積回路を実現できるまでＫ
は達していない。そこで、光導波路形回路基板上に、別
のプロセスで製造した個別の発光素子や受光素子を搭載
するハイブリッド形式が検討されるようになってきた。
光回路部品が研究されるようになってきた。さらに、光
導波路形のスイッチや合分波回路に発光素子、受光素子
を集積した光回路部品についても検討が行なわれている
。このような、いわゆる光集積回路と呼ばれる光回路部
品の理想形態としては、発光素子、受光素子や各種の光
導波路形機能回路を一貫したプロセスで同一基板上に製
作したモノリシック形であろうが、現在の技術レベルは
実用的なモノリシック形光集積回路を実現できるまでＫ
は達していない。そこで、光導波路形回路基板上に、別
のプロセスで製造した個別の発光素子や受光素子を搭載
するハイブリッド形式が検討されるようになってきた。
さて、以上のような光導波路回路と発光素子。
受光素子とを集積した光回路においては１発光素子や受
光素子と光導波路との光学的な結合が重要な問題である
。発光素子のうち、発光ダイオードは多くは面発光形で
あシ、レーデダイオードについても一部で面発光形が研
究されている。受光素子については、はとんどのものが
素子基板に垂直な方向から受光する構造になっている。
光素子と光導波路との光学的な結合が重要な問題である
。発光素子のうち、発光ダイオードは多くは面発光形で
あシ、レーデダイオードについても一部で面発光形が研
究されている。受光素子については、はとんどのものが
素子基板に垂直な方向から受光する構造になっている。
このような素子基板に対して垂直な方向から光を放出あ
るいは受光する構造の発光素子や受光素千金光導波路と
光学的に結合する一つの方法は、基板上に形成されてい
る光導波路の端面全基板端面と同一平面として、この端
面に発光・受光素子を取付ける方法である。しかしなが
ら、この方法では光導波路回路製作プロセスのほかに、
端面研磨の工程が加わり、低コスト化に対する障害とな
る。また、原理的に光導波路を必ず基板端面１で引き回
す必要があることから、光導波路回路構成に制限が加え
られたり、損失が大きくなるといった問題もある。これ
らの問題点を解決するため光導波路中を進行してきた光
をミラーを用いて、その進行方向を直角に曲げ、光導波
路基板の垂直方向へ取り出す、例えば第５図に示す構造
の光導波路回路が考えられる。しかしながら、第５図の
構造では、光導波路１中を進行してきた光が光導波路１
の端と基板２の境界面に形成された。ミラーＭ（直線Ａ
−Ａ’で示される）で折曲げられ光導波路１中から空
間に放出された後は、空間中を拡散してゆくため、受光
素子への結合が効率的に行なえないという問題があった
。また、発光素子と光導波路との結合においても、発光
素子から放出される光が発散光であることから、上記の
場合と同様に、効率的な結合が行なえないという間７題
があった。
るいは受光する構造の発光素子や受光素千金光導波路と
光学的に結合する一つの方法は、基板上に形成されてい
る光導波路の端面全基板端面と同一平面として、この端
面に発光・受光素子を取付ける方法である。しかしなが
ら、この方法では光導波路回路製作プロセスのほかに、
端面研磨の工程が加わり、低コスト化に対する障害とな
る。また、原理的に光導波路を必ず基板端面１で引き回
す必要があることから、光導波路回路構成に制限が加え
られたり、損失が大きくなるといった問題もある。これ
らの問題点を解決するため光導波路中を進行してきた光
をミラーを用いて、その進行方向を直角に曲げ、光導波
路基板の垂直方向へ取り出す、例えば第５図に示す構造
の光導波路回路が考えられる。しかしながら、第５図の
構造では、光導波路１中を進行してきた光が光導波路１
の端と基板２の境界面に形成された。ミラーＭ（直線Ａ
−Ａ’で示される）で折曲げられ光導波路１中から空
間に放出された後は、空間中を拡散してゆくため、受光
素子への結合が効率的に行なえないという問題があった
。また、発光素子と光導波路との結合においても、発光
素子から放出される光が発散光であることから、上記の
場合と同様に、効率的な結合が行なえないという間７題
があった。
本発明の目的は、従来の光導波路回路が有していた発光
・受光素子と光等波路との光学的結合が効率的に行なえ
ないという欠点を解決したレンズ付き光導、波路回路及
びその製造方法を提供することにある。
・受光素子と光等波路との光学的結合が効率的に行なえ
ないという欠点を解決したレンズ付き光導、波路回路及
びその製造方法を提供することにある。
本発明は先導波路の基板と対向する側の表面の所定の位
置にレンズを形成することを最も主要な特徴とする。従
来の技術では、光導波路の基板と対向する側の表面は平
坦でレンズが形成されておらず、この点において本発明
は従来の技術と構造的に異なっている。この構造上の差
異により、従来技術では光導波路中を進行してきた光が
基板垂直方向の空間に放出された後、拡散してゆくため
受光素子に効率的に結合できない、あるいは、発光素子
からの放射光を効率的に光導波路に結合できないという
問題があるのに対して、本発明においては、光導波路を
進行してきた光が空間に放出される前にレンズを通過す
ることによシ、はぼ平行光あるいは集束光として空間を
進行することとなシ受光素子への結合が効率的になシ、
また、受光素子から放射される拡散光が光導波路入射前
にレンズを通過することによシ、はぼ平行光あるいは集
束光として光導波路に入射するため、効率的に光導波路
への結合ができるという利点が生じる。
置にレンズを形成することを最も主要な特徴とする。従
来の技術では、光導波路の基板と対向する側の表面は平
坦でレンズが形成されておらず、この点において本発明
は従来の技術と構造的に異なっている。この構造上の差
異により、従来技術では光導波路中を進行してきた光が
基板垂直方向の空間に放出された後、拡散してゆくため
受光素子に効率的に結合できない、あるいは、発光素子
からの放射光を効率的に光導波路に結合できないという
問題があるのに対して、本発明においては、光導波路を
進行してきた光が空間に放出される前にレンズを通過す
ることによシ、はぼ平行光あるいは集束光として空間を
進行することとなシ受光素子への結合が効率的になシ、
また、受光素子から放射される拡散光が光導波路入射前
にレンズを通過することによシ、はぼ平行光あるいは集
束光として光導波路に入射するため、効率的に光導波路
への結合ができるという利点が生じる。
ｗＩＪ１図は本発明の第１の実施例であって、１は光導
波路、２は基板、３はレンズ、４は受光素子、ＭＦｉミ
ラーであシ、基板２上に形成された光導波路１０回路に
おいて、先導波路１の上記基板２と対向する側の上記光
導波路１の表面の所定の位置にレンズ３が形成されてい
る。即ち、光導波路１中を進行してきた光はミラーＭに
よって進行方向を変えられ、基板２に対して垂直方向に
進行しレンズ３に入射する。このレンズ３に入射した光
は光４波路１の開口数もしくは光導波路１への光の入射
条件によって決まる角度で拡がって進行する発散光であ
るが、レンズ３によって、はぼ平行光あるいは集束光と
して光導波路１の上側の空間に取り出される。
波路、２は基板、３はレンズ、４は受光素子、ＭＦｉミ
ラーであシ、基板２上に形成された光導波路１０回路に
おいて、先導波路１の上記基板２と対向する側の上記光
導波路１の表面の所定の位置にレンズ３が形成されてい
る。即ち、光導波路１中を進行してきた光はミラーＭに
よって進行方向を変えられ、基板２に対して垂直方向に
進行しレンズ３に入射する。このレンズ３に入射した光
は光４波路１の開口数もしくは光導波路１への光の入射
条件によって決まる角度で拡がって進行する発散光であ
るが、レンズ３によって、はぼ平行光あるいは集束光と
して光導波路１の上側の空間に取り出される。
従ってレンズ３の上部に般式した受光素子４に効率的に
結合することができる。
結合することができる。
第２図は本発明の別の実施例であって、１は光導波路、
２は基板、３はレンズ、５は発光素子、Ｍはミラーであ
る。発光素子５から放射した光は拡散しながら進行し、
レンズ３に入射する。この光はレンズ３を通過すること
によって、はぼ平行光あるいは光導波路１の開口角以下
の角度で集束する集束光に変換され、ミラーＭで光導波
路光軸方向に進行方向を曲げられる。従って、発光素子
５から放射した光は効率的に光導波路１に結合される。
２は基板、３はレンズ、５は発光素子、Ｍはミラーであ
る。発光素子５から放射した光は拡散しながら進行し、
レンズ３に入射する。この光はレンズ３を通過すること
によって、はぼ平行光あるいは光導波路１の開口角以下
の角度で集束する集束光に変換され、ミラーＭで光導波
路光軸方向に進行方向を曲げられる。従って、発光素子
５から放射した光は効率的に光導波路１に結合される。
以上、２つの実施例について説明したようＫ、本発明で
は光導波路の基板と対向する側の表面の所定の位置にレ
ンズを形成しているため、光導波路から放射あるいは先
導波路へ入射しようとしている発散光をレンズによって
ほぼ平行光あるい妹所定の角度以内で集束する集束光に
変換した後、光導波路から放射あるいは光導波路へ入射
することが可能に碌り、従来技術に比べて光導波路と発
光・受光素子との光学的結合における効率の改善が図れ
る。
は光導波路の基板と対向する側の表面の所定の位置にレ
ンズを形成しているため、光導波路から放射あるいは先
導波路へ入射しようとしている発散光をレンズによって
ほぼ平行光あるい妹所定の角度以内で集束する集束光に
変換した後、光導波路から放射あるいは光導波路へ入射
することが可能に碌り、従来技術に比べて光導波路と発
光・受光素子との光学的結合における効率の改善が図れ
る。
以上の説明で、本発明のレンズ付き光導波路回路の構造
、それによってもたらされる利点を述べた。以下では、
レンズ付き光導波路回路の製造方法について説明する。
、それによってもたらされる利点を述べた。以下では、
レンズ付き光導波路回路の製造方法について説明する。
第３図はレンズ付き光導波路回路の製造方法゛の一つの
実施例であって、１は光導波路、２は基板、６は光導波
路１の軟化温度よシもやや低い軟化温度のガラス材よ抄
なるガラス棒、７はレーデ光である。先ず、基板２上に
形成しである光導波路１の所定の位置に、所定の直径、
長さを有するガラス棒６よ）や中大きい直径の穴を穿ち
、この穴にガラス棒６を挿入する。次に、基板２の上方
からガラス棒６にレーデ光７を照射することによって加
熱する。これによって、ガラス棒６けレーザ光７の照射
表面より軟化・溶融し、その表面張力によってｆＪＳ３
図の破線Ｓで示すような半球状の形状となる。ガラス棒
６が半球状となった時点でレーデ光７の照射を停止し、
これを冷却・固化することによって、光導波路１上にレ
ンズが形成できる。
実施例であって、１は光導波路、２は基板、６は光導波
路１の軟化温度よシもやや低い軟化温度のガラス材よ抄
なるガラス棒、７はレーデ光である。先ず、基板２上に
形成しである光導波路１の所定の位置に、所定の直径、
長さを有するガラス棒６よ）や中大きい直径の穴を穿ち
、この穴にガラス棒６を挿入する。次に、基板２の上方
からガラス棒６にレーデ光７を照射することによって加
熱する。これによって、ガラス棒６けレーザ光７の照射
表面より軟化・溶融し、その表面張力によってｆＪＳ３
図の破線Ｓで示すような半球状の形状となる。ガラス棒
６が半球状となった時点でレーデ光７の照射を停止し、
これを冷却・固化することによって、光導波路１上にレ
ンズが形成できる。
以上の説明では、ガラス棒６の加熱についてレーデ光照
射の場合を述べたが、他の加熱手段を用いても同様の効
果が期待できることは明らかである。
射の場合を述べたが、他の加熱手段を用いても同様の効
果が期待できることは明らかである。
第４図はレンズ付き光導波路回路の製造方法の別の実施
例であって、１は光導波路、２は基板、８は水ガラスで
ある。先ず、基板２上に形成しである光導波路１の所定
の位置に、所定の直径、深さの穴を穿ち、この穴に水ガ
ラス８を所定の量常温下で滴下する。水ガラス８は常温
下では液状であるので、滴下した水ガラス８の量が穴の
体積より多い場合、その表面は表面張力によ）半球状の
形状となる。この後、水ガラス８を１００℃〜２００℃
の温度で乾燥・固化させることｋよシ、光導波路ｌ上に
レンズが形成できる。
例であって、１は光導波路、２は基板、８は水ガラスで
ある。先ず、基板２上に形成しである光導波路１の所定
の位置に、所定の直径、深さの穴を穿ち、この穴に水ガ
ラス８を所定の量常温下で滴下する。水ガラス８は常温
下では液状であるので、滴下した水ガラス８の量が穴の
体積より多い場合、その表面は表面張力によ）半球状の
形状となる。この後、水ガラス８を１００℃〜２００℃
の温度で乾燥・固化させることｋよシ、光導波路ｌ上に
レンズが形成できる。
以上、説明したように、いずれの方法においても、ガラ
ス材の表面張力を応用してレンズを形成するため、研磨
や複雑・精密な機械的加工が不要であり、容易にレンズ
付光導波路回路を製造することができる。
ス材の表面張力を応用してレンズを形成するため、研磨
や複雑・精密な機械的加工が不要であり、容易にレンズ
付光導波路回路を製造することができる。
以上説明したように、本発明では光導波路の基板と対向
する側の表面の所定の位置にレンズを形成しているため
、光導波路から基板垂直方向へ放射あるいは光導波路へ
基板垂直方向から入射しようとしている発散光をレンズ
によりて＃なぼ平行光あるいは所定の角度以内で集束す
る集束光に変換して光導波路から放射あるいは光導波路
へ入射することが可能とな）、光導波路と発光・受光素
子との光学的な結合を効率的に行なえるという利点があ
る。さらＫ、本構造のレンズ付光導波路回路の製造方法
は、光導波路の所定の位置に穴を穿ち、その穴にガラス
棒を挿入して溶融する、あるいは水ガラスを滴下するこ
とによって、その表面張力で半球状のレンズを形成する
というものであるから、レンズ形成が容易であるという
利点がある。
する側の表面の所定の位置にレンズを形成しているため
、光導波路から基板垂直方向へ放射あるいは光導波路へ
基板垂直方向から入射しようとしている発散光をレンズ
によりて＃なぼ平行光あるいは所定の角度以内で集束す
る集束光に変換して光導波路から放射あるいは光導波路
へ入射することが可能とな）、光導波路と発光・受光素
子との光学的な結合を効率的に行なえるという利点があ
る。さらＫ、本構造のレンズ付光導波路回路の製造方法
は、光導波路の所定の位置に穴を穿ち、その穴にガラス
棒を挿入して溶融する、あるいは水ガラスを滴下するこ
とによって、その表面張力で半球状のレンズを形成する
というものであるから、レンズ形成が容易であるという
利点がある。
第１図は本発明回路の一実施例を示す構成図、第２図は
本発明回路の他の実施例を示す構成図、第３図は本発明
製造方法の一実施例を示す構成図、第４図は本発明製造
方法の他の実施例を示す構成図、第５図は従来考えられ
る光導波路回路の一例を示す構成図である。 １・・・光導波路、２・・・基板、３・・・レンズ、４
・・・受光素子、５・・・発光素子、６・・・ガラス棒
、７・・・レーデ光、８・・・水ガラス、Ｍ・・・ミラ
ー、出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第２図 第４図
本発明回路の他の実施例を示す構成図、第３図は本発明
製造方法の一実施例を示す構成図、第４図は本発明製造
方法の他の実施例を示す構成図、第５図は従来考えられ
る光導波路回路の一例を示す構成図である。 １・・・光導波路、２・・・基板、３・・・レンズ、４
・・・受光素子、５・・・発光素子、６・・・ガラス棒
、７・・・レーデ光、８・・・水ガラス、Ｍ・・・ミラ
ー、出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第２図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に形成された光導波路回路において、光導波
路の上記基板と対向する側の上記光導波路の表面の所定
の位置にレンズが形成されていることを特徴とするレン
ズ付き光導波路回路。 ２、基板上に形成された光導波路回路の光導波路の上記
基板と対向する側の上記光導波路の表面の所定の位置に
レンズが形成されているレンズ付き光導波路回路の製造
方法において、光導波路の所定の位置に穴を穿ち、該穴
に光導波路の軟化温度よりもやや低い軟化温度のガラス
材を挿入した後、該ガラス材を溶融・固化してレンズを
形成することを特徴とするレンズ付き光導波路回路の製
造方法。 ３、基板上に形成された光導波路回路の光導波路の上記
基板と対向する側の上記光導波路の表面の所定の位置に
レンズが形成されているレンズ付き光導波路回路の製造
方法において、光導波路の所定の位置に穴を穿ち、該穴
に所定の量の水ガラスを滴下した後、該水ガラスを乾燥
・固化してレンズを形成することを特徴とするレンズ付
き光導波路回路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17420385A JPS6235304A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | レンズ付き光導波路回路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17420385A JPS6235304A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | レンズ付き光導波路回路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235304A true JPS6235304A (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=15974522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17420385A Pending JPS6235304A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | レンズ付き光導波路回路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235304A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63266405A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 光回路板およびその製法 |
| JPH02213806A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-24 | Matsushita Electric Works Ltd | 光配線板 |
| JPH063540A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-14 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光導波路基板 |
| JP2002258081A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Fujitsu Ltd | 光配線基板、光配線基板の製造方法及び多層光配線 |
| JP2003014579A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | レーザガイド装置 |
| US7266277B2 (en) | 2003-05-23 | 2007-09-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical device, optical device manufacturing method, and optical integrated device |
| US7359594B2 (en) | 2003-09-17 | 2008-04-15 | Fujitsu Limited | Optical waveguide structure and optical module |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP17420385A patent/JPS6235304A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63266405A (ja) * | 1987-04-24 | 1988-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 光回路板およびその製法 |
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