JP2571753Y2 - 光導波路と光ファイバの接続構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、光導波路と光ファイバ
の接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、光導波路に光ファイバを接続する方
法の１つとして、光導波路が形成された光導波路基板上
に直接溝（通常はＶ溝）やガイド（２つの突起の間に光
ファイバ挿入用の隙間を設けたもの）を設け、該溝やガ
イド内に光ファイバをセットし、該セットした光ファイ
バの端面を光導波路の端面に接合して固定する一体型構
造のものがあった。

【０００３】しかしながら、前記溝やガイドを光導波路
を設けた光導波路基板上に形成するとその製造プロセス
が複雑になる。このため、通常広く用いられている方法
として、光導波路が形成されている光導波路基板とは別
に光ファイバ保持用のＶ溝ブロックを用意し、該Ｖ溝ブ
ロックのＶ溝内に光ファイバの端部をセットし、これを
前記光導波路基板に接合させて光導波路の端面と光ファ
イバの端面を接合させる方法があった。

【０００４】一方、接合した光導波路と光ファイバを固
定する方法としては、接着剤を用いるのが一般的である
が、その他の方法としては、レーザを用いて融着接続を
行う方法（例えば特開昭５７−１４１６１０号公報，特
開昭６３−７０８０８号公報）や、半田付けを行う方法
（例えば特開昭６２−２９４２０８号公報）や、低融点
ガラスを用いて接続する方法（例えば特開平１−２９８
３０４号公報）等がある。

【０００５】これらの方法は接着剤を用いる場合に比較
して、接続点の機械的な強度や、接続後の熱的安定性
や、経時変動の少なさや、接続作業時間の短縮化等の点
で優れている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら接着剤以
外の上記各接続方法においては、接続固定時にいずれも
高温を必要とするため、接続部において多量の熱量を発
生し、このため光導波路デバイスの特性を損ねてしまう
場合があるという欠点を有していた。

【０００７】例えばレーザ融着の場合、光導波路と光フ
ァイバが完全に融着し且つコアが変形，損傷しない程度
に加熱するためのビームのパワー及び照射時間を適切に
設定することは容易ではない。

【０００８】その結果、場合によってはかえって接続の
信頼度が低くなってしまい、これら接続法が本来持って
いる長所を十分には活かしきれないという問題点があっ
た。

【０００９】一方、熱に対する対策として、例えば光導
波路基板の光ファイバを接続する部分の体積を小さくし
て、光導波路基板への熱の拡散を抑制してレーザ光のパ
ワーと照射時間の設定を容易にしたものが提案されてい
る（特開昭６３−９１６０８号）。

【００１０】しかしながらこの場合は、光導波路基板の
作成が複雑になる。また接続部の強度が弱いのでその機
械的安定性を保持するための方法を考えなければならな
い。

【００１１】ところで接着剤や低融点ガラス等を用いる
上記いずれの接続方法を用いても、光ファイバと光導波
路の接着時にその接合面に該接着剤や低融点ガラス等が
付着するおそれがあり、このためその結合効率が低下し
てしまうという問題点もあった。

【００１２】本考案は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、光導波路と光ファイバの結合部に過
剰な熱量を加えなくても低融点ガラス等を用いて両者を
確実且つ簡便に接続できる光導波路と光ファイバの接続
構造を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本考案は、光ファイバ３０を収納したファイバ固定用
ブロック２０と、光導波路１１を設けた光導波路基板１
０を接合・固定することで、前記光導波路１１の端面と
光ファイバ３０の端面を接合する光導波路と光ファイバ
の接続構造において、前記光導波路１１と光ファイバ３
０が直接接合する部分から離れた位置の前記光導波路基
板１０とファイバ固定用ブロック２０の表面のそれぞれ
に、該光導波路基板１０とファイバ固定用ブロック２０
を接合した際の接合面において一致する溝１３，２３を
設け、光導波路基板１０とファイバ固定用ブロック２０
を接合して一致した前記溝１３，２３内に接合剤（低融
点ガラス）４０を充填して両者を一体に固定した。

【００１４】

【作用】溝１３，２３の位置は、光ファイバ３０と光導
波路１１が直接接合する部分から離れているので、該溝
１３，２３に高温の接合剤を流し込んでも、光ファイバ
３０と光導波路１１の接合部分に大量の熱量がかかるこ
とはなく、従って、該接合部分における熱による接続損
失の劣化は生じない。

【００１５】また光ファイバ３０と光導波路１１の接合
面は、接合剤４０を充填する溝１３，２３から離れてい
るので、該接合面が接合剤４０によって汚されることも
ない。

【００１６】

〔第１実施例〕

図１は本考案の第１実施例を用いて光導波路に光ファイ
バを接続する工程を示す図である。即ちまず同図（ａ）
に示すように、光導波路１１を設けた光導波路基板１０
と、ファイバ固定用ブロック２０と、光ファイバ３０
と、Ｖ溝カバー３５を用意する。

【００１７】ここで光導波路基板１０は略直方体形状に
形成され、その内部には光導波路１１が設けられ、該光
導波路１１の端面は光導波路基板１０の端面１０ａに露
出している。また該光導波路基板１０の上面であって前
記光導波路１１の両側には、該光導波路１１から所定距
離離して、それぞれ接合剤注入用の溝１３，１３が設け
られている。これら溝１３，１３は、機械研磨或いはエ
ッチング等によって、その横断面が矩形状になるように
形成されている。

【００１８】一方ファイバ固定用ブロック２０は直方体
形状に形成され、その上面中央部には、光ファイバ３０
を挿入・保持するＶ溝２１が設けられている。また該Ｖ
溝２１の両側には、該Ｖ溝２１から所定距離離して、そ
れぞれ接合剤注入用の溝２３，２３が設けられている。
これらＶ溝２１と溝２３，２３は機械研磨或いはエッチ
ング等によって形成される。なおこれら溝２３，２３と
前記光導波路基板１０に設けた溝１３，１３は、ファイ
バ固定用ブロック２０と光導波路基板１０を接合した際
の接合面において一致するように形成されている。

【００１９】またＶ溝カバー３５は、これをファイバ固
定用ブロック２０上に被せた際、Ｖ溝２１は覆うが溝２
３，２３は覆わないようにＴ字状に形成されている。

【００２０】次に光導波路１１と光ファイバ３０を接続
するには、まず同図（ａ）に示すファイバ固定用ブロッ
ク２０のＶ溝２１上に光ファイバ３０を挿入するととも
にその上にＶ溝カバー３５を取り付けて、同図（ｂ）に
示すように、該光ファイバ３０の固定を行う。このとき
光ファイバ３０の端面は、ファイバ固定用ブロック２０
の端面２０ａと同一面上に露出している。

【００２１】次に、ファイバ固定用ブロック２０の端面
２０ａと光導波路基板１０の端面１０ａを接合させるこ
とで、光ファイバ３０の端面と光導波路１１の端面を接
合する。そして光ファイバ３０と光導波路１１の結合効
率が最大となるようにファイバ固定用ブロック２０と光
導波路基板１０の位置調整を行う。このとき、両者に設
けた２本ずつの溝１３，２３は、その接合面において一
致しそれぞれ１本の溝となっている。そして同図（ｃ）
に示すように、この接合した溝１３，２３に溶融した低
融点ガラス（２〜３００℃）４０を流し込み、硬化させ
る。これによって光導波路基板１０とファイバ固定用ブ
ロック２０は一体に固定される。

【００２２】ところでこの実施例の場合、高温の低融点
ガラスを流し込む溝１３，２３の位置は、光ファイバ３
０と光導波路１１が接合される部分から離れているの
で、該接合部分に大量の熱量がかかることを低減化で
き、従って、該接合部分における熱による接続損失の劣
化が低減化できる。

【００２３】また光ファイバ３０と光導波路１１の接合
面が溝１３，２３から離れているので、該接合面が低融
点ガラス４０によって汚されて結合効率を低くしてしま
うという問題点も解決できる。

【００２４】〔第２実施例〕 図２，図３は本考案の第２実施例を用いて光導波路に光
ファイバを接続する工程を示す図である。即ちこの実施
例においては、まず図２（ａ）に示すように、ファイバ
固定用ブロック２０′の上面中央に設けた直線状の１本
のＶ溝２１′に光ファイバ３０を挿入するとともにその
上にＶ溝カバー３５′を取り付けて、同図（ｂ）に示す
ように、光ファイバ３０を固定する。このとき光ファイ
バ３０の端面は、ファイバ固定用ブロック２０′の端面
２０′ａと同一面上に露出する。

【００２５】次に同図（ｃ）に示すように、光ファイバ
３０を取り付けた部分の両側に、Ｖ溝カバー３５′から
ファイバ固定用ブロック２０′に至る深さでその横断面
が矩形状の接合剤注入用の溝２３′，２３′を設ける。

【００２６】そして図３に示すように、ファイバ固定用
ブロック２０′の端面２０′ａと光導波路基板１０（図
１に示すものと同一）の端面１０ａを接合して光ファイ
バ３０と光導波路１１の結合効率が最大となるように位
置調整を行った後に、接合された状態の溝２３′，１３
に溶融した低融点ガラス４０を流し込み、硬化させる。

【００２７】〔第３実施例〕 図４は本考案の第３実施例に用いる光導波路基板１０′
の正面図（ファイバ固定用ブロックを接合する面側から
見た図）である。同図に示すようにこの実施例において
は、光導波路基板１０′に設ける溝１３′の底部の幅を
表面における幅よりも広くしている。このように構成す
れば、溝１３′内に注入して硬化した低融点ガラスが垂
直方向に抜けにくくなり、垂直方向の接続強度を大きく
することができる。この点は、ファイバ固定用ブロック
側に設ける溝についても同様である。つまりこれら溝の
底部の幅は上面の幅よりも狭くない方が垂直方向の強度
が強くなり好適である。

【００２８】〔第４実施例〕 図５は本考案の第４実施例を示す図である。なお上記第
１実施例と同一部分には同一符号を付しその詳細な説明
は省略する。同図に示すようにこの実施例においては、
光導波路基板１０″の両側面にも溝１３″，１３″を設
け、またこれら溝１３″，１３″に対向するファイバ固
定用ブロック２０″の両側面にも溝２３″，２３″（溝
２３″は一方のみを図示している）を設けている。そし
て光導波路基板１０″とファイバ固定用ブロック２０″
を接合して各溝に溶融した低融点ガラス４０を流し込ん
で硬化させる（同図（ｂ）参照）。

【００２９】このように構成すれば、光導波路基板１
０″とファイバ固定用ブロック２０″の接続強度が強く
なる。なお溝は側面だけに設けても良いことは言うまで
もない。

【００３０】〔第５実施例〕 図６は本考案の第５実施例に用いる光導波路基板５０を
示す斜視図である。同図に示すようにこの光導波路基板
５０に設ける溝５３，５３は、その上面の長手方向全体
に形成されている。このように溝を形成する方が簡単な
場合は、このようにしても良い。なおこの点は、ファイ
バ固定用ブロックに設ける溝についても同様である。

【００３１】以上、本考案にかかる実施例を説明した
が、本考案はこれに限られず、例えば以下のような変形
が可能である。 ファイバ固定用ブロックに設けた溝と光導波路基板に
設けた溝は、ファイバ固定用ブロックと光導波路基板の
接合面において一致する必要はあるが、両溝の深さや形
状は必ずしも一致させる必要はない。また両溝は一致さ
せる必要はあるが、光ファイバと光導波路の結合に要求
されるようなμｍ以下のオーダーの精度は要求されな
い。つまり溝の形成については、精度に関して比較的容
易に作成することが許される長所がある。

【００３２】上記各実施例においては、溝に溶融した
低融点ガラスを流し込んだが、溝にガラス粉末を入れて
おき、その後にこれをレーザで加熱溶融させてもよい。
また本考案においては、低融点ガラス以外の他の接合
剤、例えば半田や接着剤等を溝に充填して、ファイバ固
定用ブロックと光導波路基板を固定しても良い。

【００３３】

【考案の効果】以上詳細に説明したように、本考案にか
かる光導波路と光ファイバの接続構造によれば、以下の
ような優れた効果を有する。 ファイバ固定用ブロックと光導波路基板を接続固定す
るために高熱を加えても、該高熱は光ファイバと光導波
路の結合部には加わらず、このため、熱による接続損失
の劣化を低減化することができ、結合効率を高めること
ができる。

【００３４】接続固定作業時に光ファイバと光導波路
の端面を汚すことがなく、従ってこれによっても接続損
失を低減化でき、且つ再現性のある安定な接続損失を得
ることができる。

【００３５】レーザを用いて接続する場合、光ファイ
バと光導波路の結合部に過剰な熱量が加わらないように
するためのレーザ照射量の厳密な条件出しを行わなくて
すむので、その作業が簡便になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を用いて光導波路に光ファ
イバを接続する工程を示す図である。

【図２】本考案の第２実施例を用いて光導波路に光ファ
イバを接続する工程を示す図である。

【図３】本考案の第２実施例を用いて光導波路に光ファ
イバを接続する工程を示す図である。

【図４】本考案の第３実施例に用いる光導波路基板１
０′の正面図である。

【図５】本考案の第４実施例を示す図である。

【図６】本考案の第５実施例に用いる光導波路基板５０
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，１０′，１０″，５０ 光導波路基板 １１ 光導波路 １３，１３′，１３″，２３，２３′，２３″，５３
溝 ２０，２０′，２０″ ファイバ固定用ブロック ３０ 光ファイバ ４０ 接合剤（低融点ガラス）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバを収納したファイバ固定用ブ
   ロックと、光導波路を設けた光導波路基板を接合・固定
   することで、前記光導波路の端面と光ファイバの端面を
   接合する光導波路と光ファイバの接続構造において、 前記光導波路と光ファイバが直接接合する部分から離れ
   た位置の前記光導波路基板とファイバ固定用ブロックの
   表面には、該光導波路基板とファイバ固定用ブロックを
   接合した際の接合面において一致する溝を設け、 光導波路基板とファイバ固定用ブロックを接合して一致
   した前記溝内に接合剤を充填して両者を一体に固定した
   ことを特徴とする光導波路と光ファイバの接続構造。