JPS6358304A - ガイド溝付き光導波路の製造方法 - Google Patents
ガイド溝付き光導波路の製造方法Info
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- JPS6358304A JPS6358304A JP20178086A JP20178086A JPS6358304A JP S6358304 A JPS6358304 A JP S6358304A JP 20178086 A JP20178086 A JP 20178086A JP 20178086 A JP20178086 A JP 20178086A JP S6358304 A JPS6358304 A JP S6358304A
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Classifications
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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
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
- G02B6/3648—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
- G02B6/3652—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers
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- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
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- G02B6/3684—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は光伝送媒体である光ファイバと、光信号を処理
する光集積回路の光導波路部分を接続するに際し、接続
部の位置調整が不要で、短時間で光ファイバを取り付け
ることのできるガイド溝付き光導波路の製造方法に関す
る。
する光集積回路の光導波路部分を接続するに際し、接続
部の位置調整が不要で、短時間で光ファイバを取り付け
ることのできるガイド溝付き光導波路の製造方法に関す
る。
（従来の技術）
光導波路の基本的構造として、従来から多くの提案・報
告がある。これらの基本的な構造を実現するための製造
法としては、（１）埋込み形、（２）リッジ形、（３）
装荷形などが提案されている。これらの詳細は西原 浩
著、光集積回路（オーム社、昭和６０年、ｐ、 １９５
）に記載されている。基本的構造、製造法、使用する誘
電体基板の種類、等の組み合わせにより、種々の光導波
路が形成されている。このような光導波路の一例として
、ＬｉＮＯ３の誘電体基板を用い、パターニングにはフ
ォトリソグラフィーを用いた埋込み形の構造の方向性結
合器がある。
告がある。これらの基本的な構造を実現するための製造
法としては、（１）埋込み形、（２）リッジ形、（３）
装荷形などが提案されている。これらの詳細は西原 浩
著、光集積回路（オーム社、昭和６０年、ｐ、 １９５
）に記載されている。基本的構造、製造法、使用する誘
電体基板の種類、等の組み合わせにより、種々の光導波
路が形成されている。このような光導波路の一例として
、ＬｉＮＯ３の誘電体基板を用い、パターニングにはフ
ォトリソグラフィーを用いた埋込み形の構造の方向性結
合器がある。
第２図は入出力用光ファイバを装荷した従来の埋込み形
の構造の方向性結合器の製造方法を説明するための図で
あって、１は誘電体基板、２は光導波路、３は光導波路
基板端面、４は誘電体基板支持台、５は入出力用光ファ
イバ、６は光フアイバ支持台、７は光結合部、８はＺ方
向移動台、９はＹ方向移動台、１０はＸ方向移動台であ
る。
の構造の方向性結合器の製造方法を説明するための図で
あって、１は誘電体基板、２は光導波路、３は光導波路
基板端面、４は誘電体基板支持台、５は入出力用光ファ
イバ、６は光フアイバ支持台、７は光結合部、８はＺ方
向移動台、９はＹ方向移動台、１０はＸ方向移動台であ
る。
このような入出力用光ファイバを装荷した埋込み形の構
造の方向性結合器を製造するには、以下の工程を行う。
造の方向性結合器を製造するには、以下の工程を行う。
誘電体基板１上に光導波路２や光結合部７のパターンを
フォトリソグツイー技術によって、レジスト塗布、パタ
ーン焼付け、現像を行う。ついで、Ｔｉ膜をスバンタに
よって形成し、熱拡散によって埋込み形導波路とし、光
導波路基板端面３を研磨する。
フォトリソグツイー技術によって、レジスト塗布、パタ
ーン焼付け、現像を行う。ついで、Ｔｉ膜をスバンタに
よって形成し、熱拡散によって埋込み形導波路とし、光
導波路基板端面３を研磨する。
ついで、入出力用光ファイバ５を光フアイバ支持台６で
支持し、移動台８．９．１０を微調整して光ファイバの
光軸を導波路の光軸に一致させる。最後に光フアイバ支
持台６と誘電体基板端面４を接着固定して入出力用光フ
ァイバ５を装着した方向性結合器とする。
支持し、移動台８．９．１０を微調整して光ファイバの
光軸を導波路の光軸に一致させる。最後に光フアイバ支
持台６と誘電体基板端面４を接着固定して入出力用光フ
ァイバ５を装着した方向性結合器とする。
以上説明した工程のうら、光導波路基板端面を研磨加工
した光導波路端面と入出力用光ファイバの位置微調整固
定法には、接着剤の硬化中の軸ずれ、機械的強度が弱い
等の問題がある（西原 浩著、光集積回路、オーム社、
昭６０年、ｐ、２３７）。
した光導波路端面と入出力用光ファイバの位置微調整固
定法には、接着剤の硬化中の軸ずれ、機械的強度が弱い
等の問題がある（西原 浩著、光集積回路、オーム社、
昭６０年、ｐ、２３７）。
特に光導波路基板端面の作製には、基板の両側から治具
で挟み込み、基板全体を荒研磨、中研磨、仕上げ研磨に
よって加工を行い、端面に欠陥のない仕上げ面を１０〜
２０時間かけて片面を製作しているので、素子作製の歩
留りや価格に問題がある。
で挟み込み、基板全体を荒研磨、中研磨、仕上げ研磨に
よって加工を行い、端面に欠陥のない仕上げ面を１０〜
２０時間かけて片面を製作しているので、素子作製の歩
留りや価格に問題がある。
また、入出力用光ファイバの位置ｍ２Ｍ整には、ｘ、
ｙ、 ｚ方向の微動台を用い、レーザ光線等で光軸を検
出しながら光フアイバ１本ごとに位置微調整を行う必要
があり、入出力用光ファイバの増加に伴って長時間の作
業を余儀な（されている。さらに光フアイバ固定用の光
フアイバ支持台６の寸法の方が誘電体基板１の寸法より
大きくなるという問題がある。通常、素子長２ｃｍに対
して、支持部の方は、片側２ ｃｒｎ必要となり、全長
で６印程度となる。
ｙ、 ｚ方向の微動台を用い、レーザ光線等で光軸を検
出しながら光フアイバ１本ごとに位置微調整を行う必要
があり、入出力用光ファイバの増加に伴って長時間の作
業を余儀な（されている。さらに光フアイバ固定用の光
フアイバ支持台６の寸法の方が誘電体基板１の寸法より
大きくなるという問題がある。通常、素子長２ｃｍに対
して、支持部の方は、片側２ ｃｒｎ必要となり、全長
で６印程度となる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、光ファイバ等の伝送媒体と、光信号を処理す
る光集積回路の光導波路入出力ボートを高精度に加工で
き、また短時間で高精度に接続することのできるコンパ
クトなガイド溝付き光導波路の製造方法を提供すること
にある。
る光集積回路の光導波路入出力ボートを高精度に加工で
き、また短時間で高精度に接続することのできるコンパ
クトなガイド溝付き光導波路の製造方法を提供すること
にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、光導波路となる誘電体基板に、光ファイバ等
の伝送媒体の外径よりわずかに大きい幅で、かつ光ファ
イバのコア部中心が誘電体基板の表面に形成される導波
路の光パワーの中心に一致する深さの光ファイバガイド
用溝加工を行い、次に光ファイバ等の伝送媒体との接続
面であるＨＭＴＬ体基板の導波光の進行方向に垂直な導
波路端面を矩形溝加工によって形成し、ラッピング加工
によって端面を研磨する。
の伝送媒体の外径よりわずかに大きい幅で、かつ光ファ
イバのコア部中心が誘電体基板の表面に形成される導波
路の光パワーの中心に一致する深さの光ファイバガイド
用溝加工を行い、次に光ファイバ等の伝送媒体との接続
面であるＨＭＴＬ体基板の導波光の進行方向に垂直な導
波路端面を矩形溝加工によって形成し、ラッピング加工
によって端面を研磨する。
ついで、光ファイバガイド用溝を基準として誘電体基板
表面に光導波路を形成する。
表面に光導波路を形成する。
従来の技術と比較すると、光ファイバ等の伝送媒体ガイ
ド用溝が誘電体基板周辺に形成でき、かつ誘電体基板の
導波光の進行方向に垂直な導波路端面を、欠陥のない良
好な状態に加工する工程を短時間に、かつ連続して行う
ことができる点が異なる。
ド用溝が誘電体基板周辺に形成でき、かつ誘電体基板の
導波光の進行方向に垂直な導波路端面を、欠陥のない良
好な状態に加工する工程を短時間に、かつ連続して行う
ことができる点が異なる。
（実施例）
以下、本発明を具体的な一実施例（入出力用光ファイバ
を装荷した方向性結合器の製造方法）について説明する
。
を装荷した方向性結合器の製造方法）について説明する
。
災扁炭上
第１図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）は本発明の製造
方法の工程を示す図であって、それぞれ上は正面図、下
は側面図である。同図において、（ａ）は光ファイバガ
イド用溝加工の工程、（ｂ）は導波路端面の矩形状の溝
加工およびラソング加工の工程、（ｃ）は専波路形成お
よび光フアイバ装荷の工程を説明するための図である。
方法の工程を示す図であって、それぞれ上は正面図、下
は側面図である。同図において、（ａ）は光ファイバガ
イド用溝加工の工程、（ｂ）は導波路端面の矩形状の溝
加工およびラソング加工の工程、（ｃ）は専波路形成お
よび光フアイバ装荷の工程を説明するための図である。
第１図（ａ）において円板状（直径６ｍｍ、刃の幅１２
５μｍ）のＳｉＣ回転工具を用い、光ファイバガイド用
溝の加工を行う。すなわち全長３ｃＩ１１の誘電体基板
１の両側に接触加工によって長さ５１の４本の光ファイ
バガイド用溝加工を行う。この溝加工法は、斉胚忠男、
他〔マイクロ形状加工（ＩＶ）晴機学会、昭和６０年秋
期〕に詳述されているが、ＳｉＣ回転工具を１０万ｒ、
ｐ、ｍの高速で回転させることによって、石英や各種結
晶材料を１０μｍのスペースで加工できる。
５μｍ）のＳｉＣ回転工具を用い、光ファイバガイド用
溝の加工を行う。すなわち全長３ｃＩ１１の誘電体基板
１の両側に接触加工によって長さ５１の４本の光ファイ
バガイド用溝加工を行う。この溝加工法は、斉胚忠男、
他〔マイクロ形状加工（ＩＶ）晴機学会、昭和６０年秋
期〕に詳述されているが、ＳｉＣ回転工具を１０万ｒ、
ｐ、ｍの高速で回転させることによって、石英や各種結
晶材料を１０μｍのスペースで加工できる。
この実施例では、円板状回転工具は固定とし、誘電体基
板１を数値制御工作機用加工物保持具に取り付け、Ｘ、
Ｙ、 Ｚの３軸方向へ０．５μｍの精度で移動させた
。
板１を数値制御工作機用加工物保持具に取り付け、Ｘ、
Ｙ、 Ｚの３軸方向へ０．５μｍの精度で移動させた
。
光ファイバガイド用溝加工は、０．２ｍｍ／分の速度で
テーブルを移動させ、溝幅１２６μｍ、溝深さは６６．
５μＩＩ＋ ％ ？ｉ４の長さは５ｍｍとなるように設
定して接触加工で行った。
テーブルを移動させ、溝幅１２６μｍ、溝深さは６６．
５μＩＩ＋ ％ ？ｉ４の長さは５ｍｍとなるように設
定して接触加工で行った。
溝幅１２６μｍは、使用する光ファイバの外径寸法１２
５μｍ±０．５μｍから、また溝の深さは、導波路の光
パワー分布の中心が表面より約４μｍ内部にあることを
考慮し、光ファイバの半径に４μｍを追加して、それぞ
れ定めた。
５μｍ±０．５μｍから、また溝の深さは、導波路の光
パワー分布の中心が表面より約４μｍ内部にあることを
考慮し、光ファイバの半径に４μｍを追加して、それぞ
れ定めた。
第１図（ｂ）においては、第１図（ａ）と同様に、直径
６ｍｍ、刃の幅６００μｍの円板状のＳｉＣ回転工具を
用い、溝幅６００μｍ、深さ７０μｍの矩形状の溝加工
を接触加工によって行い、ついで非接触のラッピング加
工を行った。ラッピング加工に際しては、水に粒径０．
２μｍのＳｉｎｇ超微粒子を１：１の割合で混合し、約
５０ｃｃ／ｍｉｎの流量でノズルから工具外周面に供給
した。回転工具で加速された超微粒子は高速で被加工面
に衝突し、この時の衝突エネルギーで微少破壊を生じ、
矩形状の溝内の表面を０．００３μｍ以下の精度で鏡面
となるようにラッピング加工を行った。
６ｍｍ、刃の幅６００μｍの円板状のＳｉＣ回転工具を
用い、溝幅６００μｍ、深さ７０μｍの矩形状の溝加工
を接触加工によって行い、ついで非接触のラッピング加
工を行った。ラッピング加工に際しては、水に粒径０．
２μｍのＳｉｎｇ超微粒子を１：１の割合で混合し、約
５０ｃｃ／ｍｉｎの流量でノズルから工具外周面に供給
した。回転工具で加速された超微粒子は高速で被加工面
に衝突し、この時の衝突エネルギーで微少破壊を生じ、
矩形状の溝内の表面を０．００３μｍ以下の精度で鏡面
となるようにラッピング加工を行った。
加工深さを第１図（ａ）の場合よりも深くするのは、光
フアイバ端面を導波路端面に接続する際、隙部での“パ
リ”による取付け誤差を取り除くためである。
フアイバ端面を導波路端面に接続する際、隙部での“パ
リ”による取付け誤差を取り除くためである。
ついで第１図（ｃ）に示すように、第１図（ａ）と第１
図（ｂ）で加工した溝を基準として、フォトリソグラフ
ィー技術によって、埋込み形導波路を作製し、熱処理工
程によって導波路端面を鏡面状態とした後、光ファイバ
をはめ合いによって光ファイバガイド用溝に装荷し、接
着剤を用いて、光ファイバを固定し、入出力用光ファイ
バを装荷した方向性結合器とした。
図（ｂ）で加工した溝を基準として、フォトリソグラフ
ィー技術によって、埋込み形導波路を作製し、熱処理工
程によって導波路端面を鏡面状態とした後、光ファイバ
をはめ合いによって光ファイバガイド用溝に装荷し、接
着剤を用いて、光ファイバを固定し、入出力用光ファイ
バを装荷した方向性結合器とした。
以上作製した方向性結合器は、両端に光ファイバを接続
した状態で挿入損失は、波長１．３μｍにおいて３．２
ｄＢであった。用いた光ファイバはＰＡＮＤＡファイバ
と呼ばれる偏波保持光ファイバであって、カットオフ波
長１．２μｍ、コア径８μ…、クラツド径１２５μｍ、
クロストークは２ｍで一３５ｄＢである。ＬｉＮｂ０．
光導波路の損失は０．５ｄＢ／ａｍ程度で、素子長は約
２ＣＩ１１であるから、光ファイバと光導波路の接続損
は約１ｄＢである。光ファイバの押え部の長さは入出力
端の２個所合わせてｌ ａｍであるから、全長３■で光
ファイバ付き光方向性結合器が構成でき、従来の接続ジ
グを用いる場合の約半分になる。
した状態で挿入損失は、波長１．３μｍにおいて３．２
ｄＢであった。用いた光ファイバはＰＡＮＤＡファイバ
と呼ばれる偏波保持光ファイバであって、カットオフ波
長１．２μｍ、コア径８μ…、クラツド径１２５μｍ、
クロストークは２ｍで一３５ｄＢである。ＬｉＮｂ０．
光導波路の損失は０．５ｄＢ／ａｍ程度で、素子長は約
２ＣＩ１１であるから、光ファイバと光導波路の接続損
は約１ｄＢである。光ファイバの押え部の長さは入出力
端の２個所合わせてｌ ａｍであるから、全長３■で光
ファイバ付き光方向性結合器が構成でき、従来の接続ジ
グを用いる場合の約半分になる。
前述の実施例では回転工具の材質としてＳｉＣを用いた
が、Ｓｉ３Ｎ４等を用いても同様の加工精度が得られる
。
が、Ｓｉ３Ｎ４等を用いても同様の加工精度が得られる
。
本発明の方法によれば、位相変調器の入出力端子と光フ
ァイバとの接続部や、多端子を必要とする光スィッチの
光ファイバとの接続部の製造にも通用できる。
ァイバとの接続部や、多端子を必要とする光スィッチの
光ファイバとの接続部の製造にも通用できる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、誘電
体基板上に形成した光集積回路に入出力用光ファイバを
節単に装荷できるので、光導波路基板端面の作製および
入出力用光ファイバの位置微調整、固定法の問題を解決
でき、コンパクトな光フアイバ装荷形光集結回路を生産
性よく製造できる利点がある。
体基板上に形成した光集積回路に入出力用光ファイバを
節単に装荷できるので、光導波路基板端面の作製および
入出力用光ファイバの位置微調整、固定法の問題を解決
でき、コンパクトな光フアイバ装荷形光集結回路を生産
性よく製造できる利点がある。
第１図は本発明の一実施例を示し、
（ａ）は光ファイバガイド用溝加工の工程図、（ｂ）は
導波路端面の矩形状の溝加工およびラッピング加工の工
程図、 （ｃ）は導波路形成および光フアイバ装荷の工程図、 第２図は入出力用光ファイバを装荷した従来の埋込み形
の構造の方向性結合器の製造方法を説明するための図で
ある。 ｌ・・・誘電体基板 ２・・・光導波路３・・・
光導波路基板端面 ４・・・誘電体基板支持台５・・・
入出力用光ファイバ ６・・・光フアイバ支持台 ７・・・光結合部８・・・
Ｚ方向移動台 ９・・・Ｙ方向移動台１０・・・Ｘ
方向移動台 Ａ
＋＋＋閃
２０べ ０
導波路端面の矩形状の溝加工およびラッピング加工の工
程図、 （ｃ）は導波路形成および光フアイバ装荷の工程図、 第２図は入出力用光ファイバを装荷した従来の埋込み形
の構造の方向性結合器の製造方法を説明するための図で
ある。 ｌ・・・誘電体基板 ２・・・光導波路３・・・
光導波路基板端面 ４・・・誘電体基板支持台５・・・
入出力用光ファイバ ６・・・光フアイバ支持台 ７・・・光結合部８・・・
Ｚ方向移動台 ９・・・Ｙ方向移動台１０・・・Ｘ
方向移動台 Ａ
＋＋＋閃
２０べ ０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、誘電体基板の光ファイバ取り付け部に光ファイバガ
イド用溝を加工する工程と、前記誘電体基板の端面を形
成するため基板に垂直に矩形状の溝を加工する工程と、
前記矩形状の溝の側面を研磨する工程と、前記光ファイ
バガイド用溝を基準として誘電体基板の表面に光導波路
を形成する工程とより成ることを特徴とするガイド溝付
き光導波路の製造方法。 ２、前記光ファイバガイド用溝を加工する工程および矩
形状の溝を加工する工程は、ＳｉＣもしくはＳｉ＿３Ｎ
＿４等の高硬度セラミックスから成る回転工具を高速回
転させるとともに、前記回転工具の外周に超微粒子を供
給し、回転工具で超微粒子を誘電体基板に機械的に接触
させて、光ファイバガイド用溝および矩形状の溝を形成
し、ついで前記矩形状の溝の側面を研磨する工程は、前
記回転工具と同一または別の高速回転している高硬度セ
ラミックスから成る回転工具で、超微粒子を矩形状の溝
の側面に衝突させて、矩形状の溝の側面を鏡面となるよ
うに加工することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のガイド溝付き光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20178086A JPS6358304A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | ガイド溝付き光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20178086A JPS6358304A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | ガイド溝付き光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6358304A true JPS6358304A (ja) | 1988-03-14 |
Family
ID=16446820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20178086A Pending JPS6358304A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | ガイド溝付き光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6358304A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0194305A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 | Hitachi Ltd | 光回路装置 |
| JPH01126608A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Hitachi Ltd | 光入出力装置 |
| JPH0335205A (ja) * | 1989-07-03 | 1991-02-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ユニットの製造方法及び製造装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6155616A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-20 | Shimadzu Corp | 光分流器の作成方法 |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20178086A patent/JPS6358304A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6155616A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-20 | Shimadzu Corp | 光分流器の作成方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0194305A (ja) * | 1987-10-07 | 1989-04-13 | Hitachi Ltd | 光回路装置 |
| JPH01126608A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Hitachi Ltd | 光入出力装置 |
| JPH0335205A (ja) * | 1989-07-03 | 1991-02-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ユニットの製造方法及び製造装置 |
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