JPS6396609A - 光接続回路 - Google Patents
光接続回路Info
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- JPS6396609A JPS6396609A JP24203486A JP24203486A JPS6396609A JP S6396609 A JPS6396609 A JP S6396609A JP 24203486 A JP24203486 A JP 24203486A JP 24203486 A JP24203486 A JP 24203486A JP S6396609 A JPS6396609 A JP S6396609A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 81
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
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Classifications
-
- 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
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
-
- 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
- G02B6/245—Removing protective coverings of light guides before coupling
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、発・受光素子、その地元デバイスと光導波路
、光ファイバとの接続に用いる光接続回路、特に、シリ
コン基板上の光導波路の光接続回路に関するものである
。
、光ファイバとの接続に用いる光接続回路、特に、シリ
コン基板上の光導波路の光接続回路に関するものである
。
光通信の発展に伴い基板上に半導体レーザーや光スィッ
チ等の光機能素子をハイブリッドに集積し、これらの素
子間を光導波路で結ぶ光回路が開発されている。そして
これらの光導波路アレイと光機能素子アレイ、あるいは
光導波路アレイと光フアイバアレイの光接続回路に特に
高精度で生産性のよい光接続回路が求められている。
チ等の光機能素子をハイブリッドに集積し、これらの素
子間を光導波路で結ぶ光回路が開発されている。そして
これらの光導波路アレイと光機能素子アレイ、あるいは
光導波路アレイと光フアイバアレイの光接続回路に特に
高精度で生産性のよい光接続回路が求められている。
この光接続回路としては多数のものが提案されているが
、その一つとして第５図に示すものがある。第５図（ａ
）は光導波路と光ファイバとを接続した光接続回路の正
面図、第５図（ｂ）はその側面図であるが、この従来の
光接続回路によれば、シリコン（１００）基板１上に光
導波路コア９及び光導波路バッファ層１０よりなる光導
波路２を形成し、この光導波路２と中心軸を同じくする
所望の大きさのＶ溝３をシリコン（１００）基板１に形
成し、この■溝３に光ファイバ４を挿入することにより
光導波路２と光ファイバ４．光フアイバコア８の位置合
わせを行っている。
、その一つとして第５図に示すものがある。第５図（ａ
）は光導波路と光ファイバとを接続した光接続回路の正
面図、第５図（ｂ）はその側面図であるが、この従来の
光接続回路によれば、シリコン（１００）基板１上に光
導波路コア９及び光導波路バッファ層１０よりなる光導
波路２を形成し、この光導波路２と中心軸を同じくする
所望の大きさのＶ溝３をシリコン（１００）基板１に形
成し、この■溝３に光ファイバ４を挿入することにより
光導波路２と光ファイバ４．光フアイバコア８の位置合
わせを行っている。
第５図の構造ではＶ溝３の終端部に（１１丁）結晶面５
が露出する。この（ＴＩＴ）面５はシリコン（１００）
基板１の表面に対し、θ＝５４．７゜の傾きを持ってい
る。このため光導波路２の端面と光ファイバ４の端面と
の間に隙間があき、両端面が密着した場合に比べ光の結
合損失が増加するという欠点がある。
が露出する。この（ＴＩＴ）面５はシリコン（１００）
基板１の表面に対し、θ＝５４．７゜の傾きを持ってい
る。このため光導波路２の端面と光ファイバ４の端面と
の間に隙間があき、両端面が密着した場合に比べ光の結
合損失が増加するという欠点がある。
本発明の目的は、このような欠点を除去した光接続回路
を提供することにある。
を提供することにある。
本発明の光接続回路は、シリコン基板上に形成された光
導波路及び前記光導波路と基板面内の中心軸を同じくす
る光素子位置合わせ用溝がらなり、前記光素子位置合わ
せ用溝の少なくとも一端が前記光導波路の下部に形成さ
れていることを特徴としている。
導波路及び前記光導波路と基板面内の中心軸を同じくす
る光素子位置合わせ用溝がらなり、前記光素子位置合わ
せ用溝の少なくとも一端が前記光導波路の下部に形成さ
れていることを特徴としている。
光フアイバ位置合わせ用のＶ溝の終端部を光導波路の下
部まで形成することにより、光導波路の端面と光ファイ
バの端面とを密着させることが可能となり、光の結合損
失を減少させることができる。
部まで形成することにより、光導波路の端面と光ファイ
バの端面とを密着させることが可能となり、光の結合損
失を減少させることができる。
以下図面により本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の構造を示す斜視図である。
第２図（ａ）は第１図の光接続回路の光導波路に光ファ
イバを接続した状態での正面図、第２図（ｂ）は側面図
である。
イバを接続した状態での正面図、第２図（ｂ）は側面図
である。
この光接続回路は、光導波路コア９及び光導波路バッフ
ァ層１０よりなる光導波路２が形成されているシリコン
（１００）基板１上に位置合わせ用■溝３が、光導波路
２の下部まで形成されている。
ァ層１０よりなる光導波路２が形成されているシリコン
（１００）基板１上に位置合わせ用■溝３が、光導波路
２の下部まで形成されている。
このＶ溝の側面には（１１１）結晶面６と（ＩＴ丁）結
晶面７が露出し、終端部には（ＴＩＴ）結晶面５が露出
している。
晶面７が露出し、終端部には（ＴＩＴ）結晶面５が露出
している。
シリコン（１００）面と〈１１１〉面の角度は常に一定
でθ＝５４．７°である。このようなＶ溝３に第２図に
示すように光ファイバ４が挿入される。
でθ＝５４．７°である。このようなＶ溝３に第２図に
示すように光ファイバ４が挿入される。
この場合、第２図（ｂ）に示すように■溝３が光導波路
２の下部まで形成されているため、光ファイバ４をＶ溝
３の終端部である（ＴＩＴ）面５に妨げられることなく
、光導波路２の端面と密着させることが可能である。
２の下部まで形成されているため、光ファイバ４をＶ溝
３の終端部である（ＴＩＴ）面５に妨げられることなく
、光導波路２の端面と密着させることが可能である。
また第２図（ａ）に示すように、シリコン（１００）基
板１表面からＶ溝３に挿入された光ファイバ４のコア８
の中心までの高さＸにより、Ｖ溝３の開口幅Ｗは決まる
。したがって、光導波路２とＶ溝３の水平方向の中心軸
を一致させ、Ｖ溝３の開口幅Ｗを制御することにより、
光フアイバコア８と光導波路コア９を精度よく一致させ
ることができる。
板１表面からＶ溝３に挿入された光ファイバ４のコア８
の中心までの高さＸにより、Ｖ溝３の開口幅Ｗは決まる
。したがって、光導波路２とＶ溝３の水平方向の中心軸
を一致させ、Ｖ溝３の開口幅Ｗを制御することにより、
光フアイバコア８と光導波路コア９を精度よく一致させ
ることができる。
例えば、ｘ＝１０μｍ、ファイバ外径１２５μｍとする
と、光導波路２の下部のＶ溝長さＬ≧３７．２μｍとな
り、■溝開口幅Ｗ＝１３９．０μｍとなる。
と、光導波路２の下部のＶ溝長さＬ≧３７．２μｍとな
り、■溝開口幅Ｗ＝１３９．０μｍとなる。
次に、本実施例の製造方法の一例を第３図によって説明
する。
する。
シリコン（１００）基板上にバッファ層、コア層を成膜
し、反応性イオンエツチング等の方法により、光導波路
バッファ層１０及び光導波路コア９よりなる光導波路２
を形成すると同時に、位置合わせ用Ｖ？ｌｊを形成する
部分のシリコン（１００）面を露出させる。この基板を
常温のＫＯＩ（エツチング液１１の入った容器１２の中
に浸す。Ａｒレーザー１３を出射したレーザービーム１
４は、反射鏡１５゜集束用レンズ１６を通り、最小３μ
ｍのスポット径で基板に照射される。反射鏡１５を取り
外し、観察光学系１７を用いて焦点位置を変えることに
よりスポット径を調節し、またビームを所望の開始位置
にセットすることができる。容器１２は精密移動台１８
の上に固定されており、この精密移動台１８の移動量と
Ａｒレーザー１３の出力を制御することにより所望の形
状及びパターンの位置合わせ用■溝３を形成することが
できる。この場合、レーザービームは光導波路２を透過
してシリコン基板１のみを加熱するため、光導波路が直
接エツチングされることはない。加熱されたエツチング
液の対流による影響も、照射面積が微小であるため発熱
量が少なく、光導波路コア９には及ばない。
し、反応性イオンエツチング等の方法により、光導波路
バッファ層１０及び光導波路コア９よりなる光導波路２
を形成すると同時に、位置合わせ用Ｖ？ｌｊを形成する
部分のシリコン（１００）面を露出させる。この基板を
常温のＫＯＩ（エツチング液１１の入った容器１２の中
に浸す。Ａｒレーザー１３を出射したレーザービーム１
４は、反射鏡１５゜集束用レンズ１６を通り、最小３μ
ｍのスポット径で基板に照射される。反射鏡１５を取り
外し、観察光学系１７を用いて焦点位置を変えることに
よりスポット径を調節し、またビームを所望の開始位置
にセットすることができる。容器１２は精密移動台１８
の上に固定されており、この精密移動台１８の移動量と
Ａｒレーザー１３の出力を制御することにより所望の形
状及びパターンの位置合わせ用■溝３を形成することが
できる。この場合、レーザービームは光導波路２を透過
してシリコン基板１のみを加熱するため、光導波路が直
接エツチングされることはない。加熱されたエツチング
液の対流による影響も、照射面積が微小であるため発熱
量が少なく、光導波路コア９には及ばない。
以上の製造方法によれば、Ａｒレーザー１３の出力をＩ
Ｗ、移動速度を２５〜１００μｍ／ｓｅｃ 、 スポッ
ト径を３〜１０μｍとすることにより、１％程度の精度
でＶ溝３の開口幅Ｗを制御できることがわかった。また
光導波路２の形成時に、Ｖ溝３を形成する部分のみ所望
の開口幅Ｗでシリコン面を露出させ、残りの膜をマスク
として使用することにより、光導波路２とＶ？＃３の水
平方向の中心軸合わせ、及び開口幅Ｗの制御をより容易
に行うことが可能である。
Ｗ、移動速度を２５〜１００μｍ／ｓｅｃ 、 スポッ
ト径を３〜１０μｍとすることにより、１％程度の精度
でＶ溝３の開口幅Ｗを制御できることがわかった。また
光導波路２の形成時に、Ｖ溝３を形成する部分のみ所望
の開口幅Ｗでシリコン面を露出させ、残りの膜をマスク
として使用することにより、光導波路２とＶ？＃３の水
平方向の中心軸合わせ、及び開口幅Ｗの制御をより容易
に行うことが可能である。
第４図に、本実施例の光接続回路における光導波路と光
ファイバの結合損失を示す。従来は光導波路と光ファイ
バの間隔が３７．２μｍ以上であったが、この間隔をＯ
にすることにより１．３５ｄＢの損失改善が得られた。
ファイバの結合損失を示す。従来は光導波路と光ファイ
バの間隔が３７．２μｍ以上であったが、この間隔をＯ
にすることにより１．３５ｄＢの損失改善が得られた。
以上の実施例においては、光導波路と光ファイバの光接
続について説明したが、本発明の光接続回路は、光導波
路と導波形半導体デバイスたとえば半導体レーザーとの
光接続においても、端面を密着させることができ、光の
結合損失減少に有効である。
続について説明したが、本発明の光接続回路は、光導波
路と導波形半導体デバイスたとえば半導体レーザーとの
光接続においても、端面を密着させることができ、光の
結合損失減少に有効である。
以上説明したように本発明の光接続回路によれば、光導
波路と光ファイバや導波形半導体デバイスとの端面を密
着させ、さらに精密、かつ簡易に位置合わせを行うこと
が可能となる。
波路と光ファイバや導波形半導体デバイスとの端面を密
着させ、さらに精密、かつ簡易に位置合わせを行うこと
が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図（ａ＞
は第１図に示す実施例の正面図、第２図（ｂ）は側面図
、 第３図は本発明の位置合わせ用溝形成方法の説明図、 第４図は本発明と従来例の光結合損失を示す図、第５図
（ａ）は従来例を示す正面図、第５図（ｂ）は側面図で
ある。 １・・・・・シリコン（１００）基板 ２・・・・・光導波路 ３・・・・・位置合わせ用Ｖ溝 ４・・・・・光ファイバ ５・・・・・シリコン（ＴＩＴ）面 ６・・・・・シリコン（１１１）而 ７・・・・・シリコン（ＩＴＴ）面 ８・・・・・光フアイバコア ９・・・・・光導波路コア ｌＯ・・・・・光導波路バッファ層 １１・・・・・ＫＯＨエツチング液 １２・・・・・エツチング液容器 １３・・・・・Ａｒレーザー １４・・・・・レーザービーム １５・・・・・反射鏡 １６・・・・・集束用レンズ １７・・・・・観察光学系 １８・・・・・精密移動台
は第１図に示す実施例の正面図、第２図（ｂ）は側面図
、 第３図は本発明の位置合わせ用溝形成方法の説明図、 第４図は本発明と従来例の光結合損失を示す図、第５図
（ａ）は従来例を示す正面図、第５図（ｂ）は側面図で
ある。 １・・・・・シリコン（１００）基板 ２・・・・・光導波路 ３・・・・・位置合わせ用Ｖ溝 ４・・・・・光ファイバ ５・・・・・シリコン（ＴＩＴ）面 ６・・・・・シリコン（１１１）而 ７・・・・・シリコン（ＩＴＴ）面 ８・・・・・光フアイバコア ９・・・・・光導波路コア ｌＯ・・・・・光導波路バッファ層 １１・・・・・ＫＯＨエツチング液 １２・・・・・エツチング液容器 １３・・・・・Ａｒレーザー １４・・・・・レーザービーム １５・・・・・反射鏡 １６・・・・・集束用レンズ １７・・・・・観察光学系 １８・・・・・精密移動台
Claims (1)
- （１）シリコン基板上に形成された光導波路及び前記光
導波路と基板面内の中心軸を同じくする光素子位置合わ
せ用溝からなり、前記光素子位置合わせ用溝の少なくと
も一端が前記光導波路の下部に形成されていることを特
徴とする光接続回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24203486A JPS6396609A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 光接続回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24203486A JPS6396609A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 光接続回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6396609A true JPS6396609A (ja) | 1988-04-27 |
| JPH0567203B2 JPH0567203B2 (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=17083287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24203486A Granted JPS6396609A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 光接続回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6396609A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0331332A2 (en) * | 1988-03-03 | 1989-09-06 | AT&T Corp. | Device including a component in alignment with a substrate-supported waveguide |
| JPH02251916A (ja) * | 1989-03-27 | 1990-10-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 石英系光導波回路と光ファイバの接続方法 |
| EP0420028A2 (de) * | 1989-09-29 | 1991-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Koppelanordnung zum optischen Koppeln einer Faser mit einem auf einem Substrat integrierten planaren optischen Wellenleiter |
| US5280550A (en) * | 1991-06-26 | 1994-01-18 | Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique S.A. | Method of coupling an optical fiber to an optoelectronic component and connector devices obtained thereby |
| EP0626600A1 (en) * | 1993-05-26 | 1994-11-30 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Optical waveguide module and method of manufacturing the same |
| EP0722102A2 (de) * | 1995-01-11 | 1996-07-17 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zum Ankoppeln einer Lichtleitfaser an einen Lichtwellenleiter und Verfahren zur Herstellung einer Koppelstelle |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59197184A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-08 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS61117513A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フアイバ．ガイド付光回路およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-10-14 JP JP24203486A patent/JPS6396609A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CH685174A5 (fr) * | 1991-06-26 | 1995-04-13 | Suisse Electronique Microtech | Procédé pour coupler une fibre optique à un composant optoélectronique et dispositifs de raccordement obtenus. |
| EP0626600A1 (en) * | 1993-05-26 | 1994-11-30 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Optical waveguide module and method of manufacturing the same |
| US5481632A (en) * | 1993-05-26 | 1996-01-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical waveguide module and method of manufacturing the same |
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| EP0722102A3 (ja) * | 1995-01-11 | 1996-08-07 | Bosch Gmbh Robert | |
| US6309803B1 (en) * | 1999-07-01 | 2001-10-30 | Lumenon, Innovative Lightwave Technology, Inc. | On-substrate cleaving of sol-gel waveguide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0567203B2 (ja) | 1993-09-24 |
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