JPS6360410A

JPS6360410A - 光デバイスの製造方法

Info

Publication number: JPS6360410A
Application number: JP20537086A
Authority: JP
Inventors: Hideki Noda; 秀樹野田; Tatsuro Kunikane; 國兼　達郎; Norihisa Naganuma; 典久長沼; Satoshi Kusaka; 日下　敏
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1988-03-16
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0660966B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕基板の表面に形成した光学膜付突片と、光学膜付突片を
介して光結合する基板の表面に形成した複数の光導波路
と、より構成することにより、結合損失が小さく、且つ
結合度の安定した、低コストの光カブラ、光合分波器、
光減衰器等の光デバイスを提供する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光カプラ、光合分波器、光減衰器等の光デバ
イスに関する。

光カブラ、光合分波器、光減衰器等の光デバイスは、透
明板（例えばガラス板、シリコン板）の表面に屈折率の
異なる誘電体膜を交互に数十層積層した光学膜を、基板
上に形成した複数の光導波路の光路上に挿入して構成し
たものが、小形で、且つ光結合損失が小さいので、広く
使用されている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の光デバイスの斜視図であって、（ａ）は
組立前の斜視図、（ｂ）は組立後の斜視図ある。

第３図（ａｌにおいて、４はガラス、シリコン等よりな
る基板であって、表面をドライエツチングして一方の側
縁部に、並行した一対のガイド溝５ａ＋５ｂを有する保
持ブロック５を形成しである。このガイド溝５ａは後述
する第１の光ファイバ７を、ガイド溝５ｂは第３の光導
波路３をそれぞれ挿着する溝である。

また、保持ブロック５に対向して反対側の側縁部に、ガ
イド溝５ａの延伸線上に、第２の光ファイバ８を挿着す
るガイド溝６ａを有する、保持ブロック６を形成しであ
る。

そして、ガイド溝５ａの延伸線上に第１の光導波路ｌが
、ガイド溝６ａの延伸線上に第２の光導波路２が形成さ
れ、第１の光導波路１と第２の光導波路２の当接部には
、上面視が所望の傾斜角を有し、幅が例えば５０μｌ１
１〜１００μｍ程度の導波路間隙１５を設けである。

さらに、導波路間隙１５の第１の光導波路１側は、第１
の光導波路ｌとは分岐したガイド溝５ｂに通ずる、第３
の光導波路３が形成されている。

これらの光導波路１，２．３．の断面形状は、光ファイ
バのコア径ににより定まる所定の角形である。

一方、導波路間隙１５に挿着する光学膜付基板１０は、
短冊形のガラスブロック（ガラス材質が例えばＢＫ、）
の側面に、所望の特性を有する光学膜（例えばフィルタ
ー膜）　１１を形成したものである。

上述のような光学素子を組立てたものが、第３図（ｂ）
に示す光デバイスである。

第３図世）において、導波路間隙１５に光学接着剤を充
填して、その後、光学膜付基板１０を導波路間隙１５に
押入することにより、光学膜付基板ｌＯは導波路間隙１
５内に固着されている。

また、第１の光ファイバ７は、ガイド溝５ａに挿入され
、その端面が第１の光導波路１の端面に当接した状態で
、保持ブロック５に例えばレーザー溶接、或いは接着剤
等の手段により固着され、第１の光導波路１に接続され
ている。

第２の光ファイバ８．第３の光ファイバ９もまた、第１
の光ファイバ１と同様な手段により、ガイド溝６ａ、ガ
イド溝５ｂにそれぞれ挿入され固着されて、それぞれ第
２の先導波路２．第３の先導波路３にそれぞれ接続され
ている。

したがって、例えば光学膜１２がフィルター膜の場合に
は、第１の光ファイバ７に波長ハ、λ２の合波を入射さ
せると、第１の先導波路１に伝送され、波長λ１の光は
光学膜付基板１ｏの光学膜１２を透過して直進し、第２
の光導波路２を経て第２の光ファイバ８に入射する。

一方、波長λ２の光は、光学膜１２で反射して、第３の
光導波路３に入射し、第３の光導波路３を経て第３の光
ファイバ９に入射する。

即ち、図示の光デバイスは、光合分波器の機能を有する
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来例の光デバイスは、光学膜付基板
１０を挿入し得る最少比に、導波路間隙１５の幅をしな
いと、光学膜付基板ＩＯが光導波路と所定の角度となら
ない、このことにより光デバイスの所望の特性を得るこ
とができなくなる。しかし、光学膜付基板１０の厚さを
そのように高精度に加工することは、困難であるので、
光学膜付基板ｌＯを導波路間隙１５に挿入後、光学膜付
基板１０の角度を調整しなければならないという問題点
がある。

また、光学膜付基板１０の厚さは、取扱い上の理由から
小さくすることが困難であり、その厚さは小さくてもせ
いぜい、５０μ傷程度である。このため、光がガラスブ
ロック１１を通過する間に発散して、光結合度が低下す
るという問題点がある。

さらに、光学膜付基板１０を光学接着剤で導波路間隙１
５部分に固着するため、温度変化、経時変化等により、
光学接着剤の接着強度が低下して光学膜付基板１０が動
き、光デバイスの特性の信軽度が低いという問題点と、
光学膜付基板１０の鯛整、或いは光、学膜付基板１０を
、基板４とは別個に作らねばならないので、コスト高に
なるという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来の問題点を解決するため本発明は、第１図のよ
うに、透明体よりなる基板４ｏの表面にエツチング形成
した透明な薄い角形突片２１、及び角形突片２１の側面
に形成した光学膜２２とよりなる光単膜付突片２０と、
光学膜付突片２０の側面に密着して、光学膜２２を介し
て光結合する如くに、基板４０の表面に形成した複数の
先導波路１．２．３とより、光デバイスを構成したもの
である。

〔作用〕

上記本発明の手段によれば、角形突片２１はエツチング
手段で形成されたものであるので、充分に薄く形成され
ており、且つ平面視の角度が高精度である。また、それ
ぞれの先導波路は、基板４０の表面に所望の誘電体層を
形成し、その後エツチング手段により形成することがで
きる。よって、光学膜付突片２０の側面に、それぞれの
光導波路が密着している。

したがって、光結合度が高く、且つ所望の光デバイスの
特性を有している。

角形突片２１の側面に形成する光学膜２２は、リフトオ
フ手段により形成することができ、従来の如くに、基板
４０とは別個に形成する必要がないので、調整作業等を
必要とせず、光デバイスが低コストである。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図（ａｌは本発明の一実施例の斜視図、第１図（ｂ
）は、本発明の一実施例の要部斜視、第２図の（ａ）。

（ｂ）、　（ｃｌ、　（ｄｉ、　（ｅ）は本発明の一実
施例の工程を示す図である。

第１図において、透明体（例えばガラス、シリコン等）
よりなる基板４０の表面には、一方の側縁部に、並行し
た一対のガイド溝５ａ、　５ｂを有する保持ブロック５
と、保持ブロック５に対向して反対側の側縁部に、ガイ
ド溝５ａの延伸線上に、ガイド溝６ａを有する保持ブロ
ック６をエツチング形成されている。

また、ガイド溝５ａとガイド溝６ａとを結ぶ直線上の所
望の位置に、この直線とは光デバイスの特性から定まる
所定の角度に平面視角度が傾斜した、厚さの薄い（例え
ば２０μｍ）角形突片２１が、エツチング形成されてい
る。

角形突片２１の保持ブロック５側の側面には、所望の光
学膜（例えばフィルタ膜）２２が形成されている。

そして、端面が光学膜２２に密着して、ガイド溝５ａに
通ずる第１の先導波路１が形成され、光学膜２２とは反
対側の角形突片２１の側面に、端面が密着して、ガイド
溝６ａに通ずる第２の先導波路２が形成されている。

また、光学膜２２の保持ブロック５側には、第１の先導
波路１の入射光の反射方向に傾斜して、第１の光導波路
１とは分岐したガイド溝５ｂに通ずる、第３の光導波路
３が形成されている。

これらの先導波路は中心部にコア層２３が形成され、コ
ア層２３の４側面にクラフト層２４が形成されたもので
ある。このコア層２３の断面形状は、光ファイバのコア
径により定まる所定の寸法であって、１０μＩ〜６０μ
ｍ程度の角形である。

また、第１の光ファイバ７は、ガイド溝５ａに挿入され
、その端面が第１の光導波路ｌの端面に当接した状態で
、保持ブロック５に例えばレーザー溶接、或いは接着剤
等の手段により固着され、第１の光導波路１に接続され
ている。

第２の光ファイバ８．第３の光ファイバ９もまた、第１
の光ファイバーと同様な手段により、ガイド溝６ａ、ガ
イド溝５ｂにそれぞれ挿入され固着されて、それぞれ第
２の光導波路２．第３の先導波路３にそれぞれ接続され
ている。

したがって、例えば光学ｗＡ２２がフィルター膜の場合
には、第１の光ファイバ７に波長λ、λ２の透過して直
進し、第２の先導波路２を経て第２の光ファイバ８に入
射する。

一方、波長λ２の光は、光学膜ｚ２で反射して、第３の
光導波路３に入射し、第３の先導波路３を経て第３の光
ファイバ９に入射する。

上述のように構成された本発明の光デバイスは、角形突
片２１が例えば２０μｍと充分に薄いので、従来の光結
合損失が０．５　ｄＢであったのに対して、０．１ｄＢ
と充分に小さい。

また、光学膜付突片２０の傾斜角等を高精度に形成する
ことが容易であって、且つ後述するように、それぞれの
光導波路、角形突片２１．光学膜２２．保持ブロック５
，６等の形成が、互いに共通性の多い、エツチング手段
及び誘電体膜形成手段により、基板４０上で行われるの
で、低コストである。

さらにまた、光学膜付突片２１が基板４０と一体である
ので、温度、湿度等の環境が変化しても、光学膜付突片
２０がずれたりする恐れがなくて、光デバイスの特性の
信頼度が高い。

なお、本発明の光デバイスは第２図に示すようにして容
易に製造することができるものである。

第２図において、（ａｌのような透明体（例えばガラス
、シリコン等で、シリコンの場合には熱酸化してＳｔｏ
ｗ化する）の基板４０を用い、その上面を保持ブロック
５．６　（ガイド溝５ａ、　５ｂ、　６ａを除く）、及
び角形突片２１部分に窓を有する所望のマスクで覆い、
ドライエツチング（エツチングガスは弗素系ガスでＣＦ
ａ　、Ｃ！　Ｆ６等）して、第２開山）のように、保持
ブロック５，６．及び角形突片２１を形成する。

次に、角形突片２１の光学膜を付着する側面を除く基板
４０の全表面に、蒸着等して銅膜を形成し、さらに、角
形突片２１の側面を含む、基板４０の全表面に、所望の
光学膜特性（例えばフィルタ特性）を有する如くに、誘
電体膜を所望に積層蒸着させ、次に硝酸に漬けて、角形
突片２１の側面を除く、他の部分の光学膜を除去すると
いう、所謂リフトオフ法により、第２図（Ｃ）のように
、角形突片２真の側面に、光学膜２２を形成する。

次に第２図（ｄ）のように、基板４０の表面に、クラフ
ト層（第１図に示す下面のクラッド層２４）、コア層（
第１図に示すコア層２３）の順に積層されてなる誘電体
層２５を、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、
火炎堆積法等の手段で形成する。

その後、第２図（ｅ）のように、誘電体層２５をエツチ
ングして、端面が光学膜２２に密着した、ガイド溝５ａ
に連通する第１の光導波路１、光学膜２２とは反対側の
角形突片２１の側面に、端面が密着したガイド溝６ａに
連通ずる第２の光導波路２、及び、第１の光導波路１と
は分岐したガイド溝５ｂに通ずる、第３の先導波路３を
それぞれ形成する。

そして、それぞれの光導波路１．２．３．の上面及び側
面をクラッド層で覆うものとする。

なお、保持ブロック５．６は、角形突片２１をドライエ
ツチングする際に設けずに、誘電体層２５を形成し、そ
れぞれの先導波路１，２．３をエツチングする時に、同
時に誘電体層２５をエツチングして形成することもでき
る。

このようにして保持ブロック５，６を形成した方が、光
導波路とガイド溝との軸心の一致の精度が高い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、光結合度が高く、また所
望の光学膜特性が保持されるので、その特性に対する信
頼度が高く、且つ低コストである等、実用上で優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ）、　（ｂｌは本発明の実施例の斜視図、
第２図の（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、　（ｄ）、　（
６）は、本発明の工程を示す図、第３図の（ａ）、　（ｂｌは従来例の斜視図である。図において、１は第１の先導波路、２は第２の先導波路、３は第３の光導波路、４．４０は基板、５．６は保持ブロック、２０は光学膜付突片、２１は角形突片、２２、１２は光学膜をそれぞれ示す。（（１＞（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】基板（４０）の表面にエッチング手段により形成した透
明な角形突片（２１）、及び該角形突片（２１）の側面
に形成した光学膜（２２）とよりなる光学膜付突片（２
０）と、該光学膜付突片（２０）の側面に密着して、該光学膜（
２２）を介して光結合する如くに、該基板（４０）の表
面に形成した複数の光導波路（１、２、３）とよりなる
ことを特徴とする光デバイス。