JP2512927B2 - Coupling structure of optical waveguide and optical fiber - Google Patents
Coupling structure of optical waveguide and optical fiberInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導波路デバイスに関し、特に光導波路の
導波部端面と光ファイバの結合構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide device, and more particularly to a coupling structure between an end face of a waveguide portion of an optical waveguide and an optical fiber.
〔従来の技術〕 従来の、光導波路と光ファイバの結合構造の一例を第
７図および第８図に、またその結合部の拡大斜視図を第
９図にそれぞれ示す。第７図〜第９図において、上部が
開口して箱状をなす金属ホルダ１内には、光導波路基板
２をあらかじめ上部に固着されたガラスブロック３が収
納されている。光導波路基板２には、光導波路４が形成
されている。[Prior Art] An example of a conventional coupling structure of an optical waveguide and an optical fiber is shown in FIGS. 7 and 8, and an enlarged perspective view of the coupling portion is shown in FIG. In FIGS. 7 to 9, in a box-shaped metal holder 1 having an open top, a glass block 3 having an optical waveguide substrate 2 fixed in advance to the top is housed. An optical waveguide 4 is formed on the optical waveguide substrate 2.
光ファイバ端末基板５上に固着されたシリコンＶ溝基
板６には、上記光導波路４の配列ピッチと同じ間隔のＶ
溝が設けられていて、このＶ溝には光ファイバ７の光フ
ァイバ素線８が固着されている。光ファイバ端末基板５
およびシリコンＶ溝基板６は、金属ホルダ１の対向して
いる側板を貫通していて、側板の外面に固着されるサポ
ート部材９を介して金属ホルダ１に装着される。The silicon V-groove substrate 6 fixed on the optical fiber terminal substrate 5 has Vs arranged at the same intervals as the arrangement pitch of the optical waveguides 4.
A groove is provided, and the optical fiber element wire 8 of the optical fiber 7 is fixed to the V groove. Optical fiber terminal board 5
The silicon V-groove substrate 6 penetrates through the side plates of the metal holder 1 which face each other, and is attached to the metal holder 1 via a support member 9 fixed to the outer surface of the side plate.
光導波路４と光ファイバ素線８の結合は、光ファイバ
素線８を光導波路４の端面に突き合わせて、光ファイバ
端末基板５を光ファイバ素線８の光軸方向と、光軸に垂
直な縦横の２方向とにそれぞれ光軸調整を行った後、光
ファイバ端末基板５と金属ホルダ１をサポート部材９を
介して固定することにより行っていた。The optical waveguide 4 and the optical fiber element 8 are coupled to each other by abutting the optical fiber element 8 on the end face of the optical waveguide 4 and placing the optical fiber terminal board 5 in the optical axis direction of the optical fiber element 8 and perpendicular to the optical axis. After the optical axes are respectively adjusted in the vertical and horizontal directions, the optical fiber terminal board 5 and the metal holder 1 are fixed via the support member 9.
上述した従来の光導波路と光ファイバの結合構造は、
光導波路の端面に光ファイバ端末を突き当てて、光ファ
イバ素線８を光軸方向、縦横の３方向に位置調整して光
軸調整をしていたために、この位置調整に時間がかかっ
て生産性が悪いという欠点があった。さらに、光導波路
の導波路部が複数でアレイ状の場合には、光ファイバ端
末アレイと、光導波路のアレイの角度が完全に一致して
いないと、光軸の調整が完全にできず、光導波路と光フ
ァイバの結合性は低下してしまうという欠点があった。The above-mentioned conventional optical waveguide and optical fiber coupling structure is
Since the optical fiber end was brought into contact with the end face of the optical waveguide and the optical fiber 8 was adjusted in position in the optical axis direction and in the vertical and horizontal directions to adjust the optical axis, it took time to adjust the position. It had the drawback of being poor in sex. Furthermore, if the optical waveguide has multiple waveguides and is arrayed, the optical axis cannot be adjusted completely unless the optical fiber terminal array and the optical waveguide array have the same angle. There is a drawback that the coupling between the waveguide and the optical fiber is deteriorated.
本発明は、光導波路４に対する光ファイバ素線８の光
軸調整を短時間内に容易に行えるようにした光導波路と
光ファイバの結合構造を提供することを目的としてい
る。It is an object of the present invention to provide a coupling structure for an optical waveguide and an optical fiber, which makes it possible to easily adjust the optical axis of the optical fiber strand 8 with respect to the optical waveguide 4 within a short time.
本発明の光導波路と光ファイバの結合構造は、光ファ
イバを所望の位置に配置固定せしめるシリコンＶ溝基板
と、光導波路が形成された光導波路基板を保持する上側
のくさびブロックと、この上側のくさびブロックと等し
いくさび角を有するとともに、くさびの向きを反対にし
て上側のくさびブロックが積み重ねられている下側のく
さびブロックと、上記のシリコンＶ溝基板と１対のくさ
びブロックをそれぞれ収納する共通基板とを有してい
る。The optical waveguide-optical fiber coupling structure of the present invention comprises a silicon V-groove substrate on which the optical fiber is arranged and fixed at a desired position, an upper wedge block for holding the optical waveguide substrate on which the optical waveguide is formed, and an upper wedge block on the upper side. A common wedge that has the same wedge angle as the wedge block, and the lower wedge block in which the upper and lower wedge blocks are stacked with the wedge directions reversed, and the above-mentioned silicon V-groove substrate and a pair of wedge blocks, respectively. And a substrate.
以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて説明す
る。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明の光導波路と光ファイバの結合構造が
提供された１×2EO（Electro−Optic）スイッチの平面
図を示している。共通基板11の上には、上下面が高い平
行度で製作されたガラスブロック12、13がそれぞれ固着
されている。各ガラスブロック12、13上には、平行のシ
リコンＶ溝（以下Ｖ溝と言う）14aを有するシリコンＶ
溝基板14がそれぞれ接着剤により固定されている。Ｖ溝
14aは、光ファイバ15、16の光ファイバ素線17の間隔を
所望の間隔に保つためのものである。FIG. 1 is a plan view of a 1 × 2 EO (Electro-Optic) switch provided with a coupling structure of an optical waveguide and an optical fiber according to the present invention. On the common substrate 11, glass blocks 12 and 13 whose upper and lower surfaces are manufactured with high parallelism are fixed. A silicon V having parallel silicon V grooves (hereinafter referred to as V grooves) 14a on each glass block 12 and 13
The groove substrates 14 are fixed by an adhesive. V groove
Reference numeral 14a is for keeping the distance between the optical fiber wires 17 of the optical fibers 15 and 16 at a desired distance.
両ガラスブロック12、13間における共通基板11上に
は、第３図に示すように反対方向にそれぞれ傾斜してい
る１対のくさびブロック18、19が積み重ねられている。
くさびブロック18上に固着された光導波路基板21上に
は、光導波路22が形成されている。ここで対向している
ガラスブロック12、13の内端面の間隔と、光導波路22に
沿う光導波路基板21の長さとは一致させてある。このよ
うに長さを一致させることにより、光ファイバ15、16お
よびガラスブロック13上に固着された光ファイバ23と、
光導波路基板21との結合は、各光ファイバ15、16、23の
光軸方向への調整を必要とすることがなくなる。On the common substrate 11 between the two glass blocks 12 and 13, a pair of wedge blocks 18 and 19 which are respectively inclined in opposite directions are stacked as shown in FIG.
An optical waveguide 22 is formed on an optical waveguide substrate 21 fixed on the wedge block 18. Here, the distance between the inner end faces of the glass blocks 12 and 13 facing each other and the length of the optical waveguide substrate 21 along the optical waveguide 22 are matched. By matching the lengths in this manner, the optical fibers 15, 16 and the optical fiber 23 fixed on the glass block 13,
The coupling with the optical waveguide substrate 21 does not require adjustment of the optical fibers 15, 16, 23 in the optical axis direction.
また、くさびブロック18、19のくさびの角度を正確に
合わせておけば、光ファイバアレイの並びの角度と、光
導波路基板21の光導波路22の並びの角度は一致し、光フ
ァイバ素線17の光軸まわりの角度調整は不要となる。す
なわち、光導波路22と光ファイバ15、16、23との結合
は、光導波路基板21の光軸に垂直な水平方向と垂直方向
のみの調整だけで可能となる。この光導波路基板21の水
平および垂直方向の位置調整について、水平方向の調整
は、くさびブロック19を載せたままくさびブロック18を
水平方向に移動させることにより、そして垂直方向の調
整は、くさびブロック19をくさびブロック18の斜面に沿
って移動させることにより実現することができる。Further, if the wedge angles of the wedge blocks 18 and 19 are accurately adjusted, the arrangement angle of the optical fiber array and the arrangement angle of the optical waveguides 22 of the optical waveguide substrate 21 are the same, and the optical fiber wires 17 There is no need to adjust the angle around the optical axis. That is, the optical waveguide 22 and the optical fibers 15, 16 and 23 can be coupled only by adjusting the horizontal direction perpendicular to the optical axis of the optical waveguide substrate 21 and only in the vertical direction. Regarding the horizontal and vertical position adjustment of the optical waveguide substrate 21, the horizontal adjustment is performed by moving the wedge block 18 in a horizontal direction while the wedge block 19 is placed, and the vertical adjustment is performed by the wedge block 19. Can be realized by moving along the slope of the wedge block 18.
このように構成された１×2EOスイッチにおいて、光
ファイバ23から入力された光を、光導波路基板21に形成
されたスイッチ部で光路切り換えを行い、光ファイバ15
と光ファイバ素線16への出力光をスイッチするものであ
る。この１×2EOスイッチの光導波路22と光ファイバ1
5、16、23との結合構造について次に説明する。In the 1 × 2 EO switch configured as described above, the optical path of the light input from the optical fiber 23 is switched by the switch portion formed on the optical waveguide substrate 21.
And the output light to the optical fiber strand 16 is switched. This 1x2 EO switch optical waveguide 22 and optical fiber 1
The bonding structure with 5, 16, and 23 will be described below.
光ファイバ15、16は、平行かつ接近して光導波路22と
結合されている。一方、スイッチする際の入力側となる
光ファイバ23は、光ファイバ15、16とは反対側において
光導波路22と結合されている。光導波路基板21は、研磨
により作られたガラス材からなる２つのくさびブロック
18、19の上側のくさびブロック19に接着固定されてい
る。The optical fibers 15 and 16 are coupled in parallel and close to the optical waveguide 22. On the other hand, the optical fiber 23 on the input side when switching is coupled to the optical waveguide 22 on the side opposite to the optical fibers 15 and 16. The optical waveguide substrate 21 is composed of two wedge blocks made of glass made by polishing.
It is fixed to the upper wedge block 19 of 18 and 19 by adhesion.
一方、光導波路22に結合する光ファイバ15、16、23
は、それぞれフォトリソグラフィを用いて光ファイバ保
持部分をパターン化したシリコン基板４をエッチングし
て作製したＶ溝14aに保持固定されている。これらのシ
リコンＶ溝基板14は、ガラスブロック12、13の上に固定
されている。On the other hand, the optical fibers 15, 16, 23 coupled to the optical waveguide 22
Are held and fixed in V-grooves 14a produced by etching the silicon substrate 4 in which the optical fiber holding portion is patterned by photolithography. These silicon V-groove substrates 14 are fixed on the glass blocks 12 and 13.
両くさびブロック18、19は、上下面が平行をなす一つ
のブロックを、くさび状をなすようにして切断すること
により形成されている。このため、くさびブロック18、
19を重ね合わせた後の上側のくさびブロック19の上面と
下側のくさびブロック18の下面とは高い平行度を有して
いる。従って、シリコンＶ溝基板14の光ファイバ15、16
からなるスイッチアレイと、２つの光導波路22の角度は
一致しているので、光軸まわりの角度調整は不要であ
る。Both wedge blocks 18 and 19 are formed by cutting one block whose upper and lower surfaces are parallel to each other so as to form a wedge shape. For this reason, the wedge block 18,
The upper surface of the upper wedge block 19 and the lower surface of the lower wedge block 18 after stacking 19 have high parallelism. Therefore, the optical fibers 15, 16 of the silicon V-groove substrate 14
Since the angle of the switch array consisting of the two optical waveguides 22 and the angle of the two optical waveguides 22 are the same, it is not necessary to adjust the angle around the optical axis.
実際の光導波路22と光ファイバ15、16との結合は、光
導波路基板21を光軸に平行な面内において、水平方向と
垂直方向にのみ調整して行われる。ここで、光導波路基
板21を水平方向に調整する場合は、光導波路基板21を保
持しているくさびブロック19と、くさびブロック18との
相対位置関係を変えずに、くさびブロック18を水平方向
に移動させればよい。また、光導波路基板21を垂直方向
に調整する場合は、くさびブロック19を水平方向固定し
た状態で、くさびブロック18を水平方向に移動させて行
う。このように、光導波路基板21の光導波路22の位置調
整は、くさびブロック18とくさびブロック19との水平移
動のみでよく、上記調整の自動化も容易に可能である。The actual coupling between the optical waveguide 22 and the optical fibers 15 and 16 is performed by adjusting the optical waveguide substrate 21 only in the horizontal and vertical directions in a plane parallel to the optical axis. Here, when adjusting the optical waveguide substrate 21 in the horizontal direction, the wedge block 18 holding the optical waveguide substrate 21, and the wedge block 18 in the horizontal direction without changing the relative positional relationship between the wedge block 18. Just move it. Further, when adjusting the optical waveguide substrate 21 in the vertical direction, the wedge block 18 is horizontally fixed and the wedge block 18 is moved in the horizontal direction. As described above, the position adjustment of the optical waveguide 22 of the optical waveguide substrate 21 may be performed only by the horizontal movement of the wedge block 18 and the wedge block 19, and the automation of the above adjustment is easily possible.
第４図は、本発明光導波路と光ファイバの結合構造
を、上記の１×2EOスイッチよりも入出力の数が多い６
×６光スターカプラに適用したものである。対向してい
る１対のシリコンＶ溝基板14上には複数本の光ファイバ
アレイ31が固着されている。FIG. 4 shows the coupling structure of the optical waveguide and the optical fiber of the present invention, which has more inputs and outputs than the above 1 × 2 EO switch.
It is applied to a × 6 optical star coupler. A plurality of optical fiber arrays 31 are fixed on a pair of silicon V-groove substrates 14 facing each other.
両シリコンＶ溝基板14間に配設されたくさびブロッ
ク、18、19の内くさびブロック19上には、上記光ファイ
バアレイ31と等間隔に配列された光導波路アレイ33が形
成されている。上記のように光ファイバアレイ31の数が
６本と多くなっていても、上述の結合構造と同様の方法
により、光導波路33と光ファイバ31との結合を非常に簡
単に実現することができる。An optical waveguide array 33 arranged at equal intervals with the optical fiber array 31 is formed on the inner wedge block 19 of the wedge blocks 18 and 19 arranged between both silicon V groove substrates 14. Even if the number of the optical fiber arrays 31 is as large as six as described above, the coupling between the optical waveguide 33 and the optical fibers 31 can be realized very easily by the same method as the coupling structure described above. .
以上説明したように本発明によれば、等しいくさび角
を有する２個のくさびブロックを、くさびの向きを変え
て積み重ね、上側のくさびブロックの上に光導波路を配
置することにより、光導波路の導波端と、光アレイの光
ファイバとの結合が、各くさびブロックの水平方向への
位置調整だけで行えるという効果がある。また、光導波
路と光ファイバアレイは、常に水平方向において一致す
るので、光導波路と光ファイバとの光軸方向の回転の調
整が容易になり、光導波路デバイスの生産性が向上し
て、その低価格を実現できる効果がある。As described above, according to the present invention, two wedge blocks having the same wedge angle are stacked by changing the directions of the wedges, and the optical waveguide is arranged on the upper wedge block, thereby guiding the optical waveguide. There is an effect that the wave end and the optical fiber of the optical array can be coupled only by adjusting the position of each wedge block in the horizontal direction. Further, since the optical waveguide and the optical fiber array are always aligned in the horizontal direction, it is easy to adjust the rotation of the optical waveguide and the optical fiber in the optical axis direction, which improves the productivity of the optical waveguide device and There is an effect that the price can be realized.
第１図は本発明の一実施例を示す光導波路と光ファイバ
の結合構造の平面図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線
縦断面図、第３図は第１図におけるＢ−Ｂ線縦断面図、
第４図は光導波路と光ファイバとの結合部の斜視図、第
５図は本発明の結合構造を６×６光スターカプラに適用
した平面図、第６図は第５図におけるＣ−Ｃ線縦断面
図、第７図は従来の光導波路と光ファイバの結合構造の
一例を示す平面図、第８図は第７図におけるＤ−Ｄ線縦
断面図、第９図は光導波路と光ファイバとの結合部の斜
視図である。 11……共通基板、 12、13……ガラスブロック、 14……シリコンＶ溝基板、 14a……シリコンＶ溝、 15、16……光ファイバ、 17……光ファイバ素線、 18、19……くさびブロック、 21……光導波路基板、 22……光導波路、 23……光ファイバ。FIG. 1 is a plan view of a coupling structure of an optical waveguide and an optical fiber showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vertical sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is B- in FIG. B line vertical cross section,
FIG. 4 is a perspective view of a coupling portion between an optical waveguide and an optical fiber, FIG. 5 is a plan view in which the coupling structure of the present invention is applied to a 6 × 6 optical star coupler, and FIG. 6 is CC in FIG. FIG. 7 is a plan view showing an example of a conventional coupling structure between an optical waveguide and an optical fiber, FIG. 8 is a vertical sectional view taken along the line DD in FIG. 7, and FIG. 9 is an optical waveguide and an optical fiber. It is a perspective view of the coupling part with a fiber. 11 …… Common substrate, 12,13 …… Glass block, 14 …… Silicon V-groove substrate, 14a …… Silicon V-groove, 15,16 …… Optical fiber, 17 …… Optical fiber bare wire, 18,19 …… Wedge block, 21 …… Optical waveguide substrate, 22 …… Optical waveguide, 23 …… Optical fiber.
Claims (1)
て、前記光ファイバを所望の位置に配置固定せしめるシ
リコンＶ溝基板と、光導波路が形成された光導波路基板
を保持するくさびブロックと、前記くさびブロックと等
しいくさび角を有するとともに、くさびの向きを反対に
して前記くさびブロックが積み重ねられているくさびブ
ロックと、前記シリコンＶ溝基板と１対のくさびブロッ
クをそれぞれ収納する共通基板とを有することを特徴と
する光導波路と光ファイバの結合構造。1. A combined structure of an optical waveguide and an optical fiber, comprising: a silicon V-groove substrate for fixing the optical fiber at a desired position; a wedge block for holding the optical waveguide substrate having the optical waveguide formed thereon; A wedge block having a wedge angle equal to that of the wedge block, the wedge blocks being stacked with the wedge directions reversed, and a common substrate for accommodating the silicon V-groove substrate and the pair of wedge blocks, respectively. A coupling structure between an optical waveguide and an optical fiber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1528887A JP2512927B2 (en) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | Coupling structure of optical waveguide and optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1528887A JP2512927B2 (en) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | Coupling structure of optical waveguide and optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183404A JPS63183404A (en) | 1988-07-28 |
| JP2512927B2 true JP2512927B2 (en) | 1996-07-03 |
Family
ID=11884661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1528887A Expired - Lifetime JP2512927B2 (en) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | Coupling structure of optical waveguide and optical fiber |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-01-27 JP JP1528887A patent/JP2512927B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS63183404A (en) | 1988-07-28 |
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