JP2773990B2 - 光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方法 - Google Patents
光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方法Info
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- JP2773990B2 JP2773990B2 JP3108310A JP10831091A JP2773990B2 JP 2773990 B2 JP2773990 B2 JP 2773990B2 JP 3108310 A JP3108310 A JP 3108310A JP 10831091 A JP10831091 A JP 10831091A JP 2773990 B2 JP2773990 B2 JP 2773990B2
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路基板と光ファ
イバ整列用基板との結合体の製造方法に関するものであ
る。
イバ整列用基板との結合体の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)単結晶
基板にチタン内拡散法によって光導波路を形成する技術
が注目されている。こうした光導波路基板は、導波路型
光変調素子、導波路形分岐結合回路、導波路形光合分波
回路用の基板として用いられ、将来的には導波路形光集
積回路用の基板として期待される。
基板にチタン内拡散法によって光導波路を形成する技術
が注目されている。こうした光導波路基板は、導波路型
光変調素子、導波路形分岐結合回路、導波路形光合分波
回路用の基板として用いられ、将来的には導波路形光集
積回路用の基板として期待される。
【０００３】こうした光導波路基板においては、光導波
路の端面と外部の光ファイバの端面とを端面結合し、光
ファイバと光導波路の間で光を効率的に伝送しなけれな
らない。この際、光ファイバの端面と光導波路の端面と
の間に隙間があったり、両者の光軸が位置ズレしている
と、光の伝播損失が大きくなるので、端面結合を精度よ
く行わなければならない。こうした端面結合の方法はい
くつか知られている。しかし、従来の方法では、いずれ
も、光導波路と光ファイバとの端面結合の段階で、両者
に実際にレーザー光を通し、伝播光量が最大となるよう
に光軸合わせを行わなければならない。この光軸合わせ
には非常に長い時間がかかるので、作業効率が悪くな
り、生産性が低くなっていた。
路の端面と外部の光ファイバの端面とを端面結合し、光
ファイバと光導波路の間で光を効率的に伝送しなけれな
らない。この際、光ファイバの端面と光導波路の端面と
の間に隙間があったり、両者の光軸が位置ズレしている
と、光の伝播損失が大きくなるので、端面結合を精度よ
く行わなければならない。こうした端面結合の方法はい
くつか知られている。しかし、従来の方法では、いずれ
も、光導波路と光ファイバとの端面結合の段階で、両者
に実際にレーザー光を通し、伝播光量が最大となるよう
に光軸合わせを行わなければならない。この光軸合わせ
には非常に長い時間がかかるので、作業効率が悪くな
り、生産性が低くなっていた。
【０００４】これらの問題を解決する方法として、特開
平2-125209号公報において、光導波路基板にガイド溝を
形成し、光ファイバ保持コネクタ部材にガイドピンを設
け、ガイドピンをガイド溝に係合させることによって光
導波路の端面と光ファイバの端面とを位置合わせする方
法が開示されている。
平2-125209号公報において、光導波路基板にガイド溝を
形成し、光ファイバ保持コネクタ部材にガイドピンを設
け、ガイドピンをガイド溝に係合させることによって光
導波路の端面と光ファイバの端面とを位置合わせする方
法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者の検
討によると、光ファイバ保持コネクタ部材の上側プレー
ト及び下側プレートをSiチップやプラスチックなどで形
成しているが、光導波路端面と光ファイバの端面とを高
精度で結合することは困難であり、結果として良好な結
合効率を得ることは非常に困難であった。更に、本発明
者は、光導波路基板材に光導波路を形成して光導波路基
板とし、光ファイバ整列用基板材に所定数のＶ溝を形成
して整列用基板とし、各基板の結合面をできるだけ高精
度に機械加工し、かつ光学研摩し、その上で各基板の外
側輪郭を基準面として端面結合を行うことを検討した。
しかし、この方法でも、やはり光導波路端面と光ファイ
バの端面との結合精度に限界があり、光軸合わせが必要
であった。
討によると、光ファイバ保持コネクタ部材の上側プレー
ト及び下側プレートをSiチップやプラスチックなどで形
成しているが、光導波路端面と光ファイバの端面とを高
精度で結合することは困難であり、結果として良好な結
合効率を得ることは非常に困難であった。更に、本発明
者は、光導波路基板材に光導波路を形成して光導波路基
板とし、光ファイバ整列用基板材に所定数のＶ溝を形成
して整列用基板とし、各基板の結合面をできるだけ高精
度に機械加工し、かつ光学研摩し、その上で各基板の外
側輪郭を基準面として端面結合を行うことを検討した。
しかし、この方法でも、やはり光導波路端面と光ファイ
バの端面との結合精度に限界があり、光軸合わせが必要
であった。
【０００６】本発明の課題は、光導波路基板に形成され
た光導波路の端面と、光ファイバの端面とを光軸合わせ
なしに精度良く結合することである。
た光導波路の端面と、光ファイバの端面とを光軸合わせ
なしに精度良く結合することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、一つの基板材
料から少なくとも一つの基準面を選択し、この基板材料
を分割して光導波路基板材と光ファイバ整列用基板材と
を作製し、分割後の前記基準面を位置基準として前記光
導波路基板材に光導波路を形成し、また分割後の前記基
準面を位置基準として前記光ファイバ整列用基板材にガ
イド溝を形成してこのガイド溝に光ファイバを収容し、
次いで光導波路基板の前記分割によって形成された端面
と光ファイバ整列用基板の前記分割によって形成された
端面とを結合する際に、分割後の前記基準面が分割前の
状態に復元するように結合させることにより前記光導波
路の端面と前記光ファイバの端面とを端面結合する、光
導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方
法に係るものである。また、本発明は、一つの基板材料
から少なくとも一つの基準面を選択し、この基板材料に
光導波路又は光導波路形成用パターンを形成し、この基
板材料を分割して光導波路基板と光ファイバ整列用基板
材とを作製し、この光ファイバ整列用基板材の前記光導
波路上又は前記光導波路形成用パターン上にガイド溝を
形成してこのガイド溝に光ファイバを収容し、次いで前
記光導波路基板の前記分割によって形成された端面と光
ファイバ整列用基板の前記分割によって形成された端面
とを結合する際に、分割後の前記基準面が分割前の状態
に復元するように結合させることにより前記光導波路の
端面と前記光ファイバの端面とを端面結合する、光導波
路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方法に
係るものである。
料から少なくとも一つの基準面を選択し、この基板材料
を分割して光導波路基板材と光ファイバ整列用基板材と
を作製し、分割後の前記基準面を位置基準として前記光
導波路基板材に光導波路を形成し、また分割後の前記基
準面を位置基準として前記光ファイバ整列用基板材にガ
イド溝を形成してこのガイド溝に光ファイバを収容し、
次いで光導波路基板の前記分割によって形成された端面
と光ファイバ整列用基板の前記分割によって形成された
端面とを結合する際に、分割後の前記基準面が分割前の
状態に復元するように結合させることにより前記光導波
路の端面と前記光ファイバの端面とを端面結合する、光
導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方
法に係るものである。また、本発明は、一つの基板材料
から少なくとも一つの基準面を選択し、この基板材料に
光導波路又は光導波路形成用パターンを形成し、この基
板材料を分割して光導波路基板と光ファイバ整列用基板
材とを作製し、この光ファイバ整列用基板材の前記光導
波路上又は前記光導波路形成用パターン上にガイド溝を
形成してこのガイド溝に光ファイバを収容し、次いで前
記光導波路基板の前記分割によって形成された端面と光
ファイバ整列用基板の前記分割によって形成された端面
とを結合する際に、分割後の前記基準面が分割前の状態
に復元するように結合させることにより前記光導波路の
端面と前記光ファイバの端面とを端面結合する、光導波
路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方法に
係るものである。
【０００８】
（実施例１）図１〜図６は、本発明の実施例を説明する
ためのものである。以下の実施例では、いわゆる４×４
列の光スイッチング素子に対して本発明を適用したが、
むろん他の光学デバイスに対して本発明を適用すること
もできる。まず、図１に示すように、基板材料１を準備
する。この基板材料１は、例えばニオブ酸リチウム単結
晶、タンタル酸リチウム(LiTaO3)単結晶からなってお
り、例えば機械加工によって母材から切り出す。このと
き、切り出した基板材料１のうち少なくとも一側面は、
後に基準面として使用することから、平面とすることが
望ましい。
ためのものである。以下の実施例では、いわゆる４×４
列の光スイッチング素子に対して本発明を適用したが、
むろん他の光学デバイスに対して本発明を適用すること
もできる。まず、図１に示すように、基板材料１を準備
する。この基板材料１は、例えばニオブ酸リチウム単結
晶、タンタル酸リチウム(LiTaO3)単結晶からなってお
り、例えば機械加工によって母材から切り出す。このと
き、切り出した基板材料１のうち少なくとも一側面は、
後に基準面として使用することから、平面とすることが
望ましい。
【０００９】次いで、図１に一点鎖線で示す分割位置２
で基板材料を分割する。この分割は、機械加工によって
行う。これにより、図２に示すように、光導波路基板材
４と、一組の光ファイバ整列用基板材３Ａ、３Ｂとを作
製する。
で基板材料を分割する。この分割は、機械加工によって
行う。これにより、図２に示すように、光導波路基板材
４と、一組の光ファイバ整列用基板材３Ａ、３Ｂとを作
製する。
【００１０】次いで、図３に示すように、光導波路基板
材に、例えば４列の光導波路６を形成する。この光導波
路の形成技術自体は、例えばチタン内拡散法、リチウム
外拡散法、プロトン交換法等による。現状では、チタン
内拡散法が最も有望と考えられている。チタン内拡散法
による場合には、フォトリソグラフィーによって、図３
に示す導波路パターンに沿ってチタン膜を形成し、次い
で光導波路基板材を熱処理してチタンを拡散させ、光導
波路６を得る。むろん、光導波路６の列数や平面形状
は、製品仕様に応じて適宜変更する。一対の光ファイバ
整列用基板材3A, 3Bには、それぞれ図３に示すように各
４列毎のＶ溝（ガイド溝）５を機械加工によって形成
し、一対の光ファイバ整列用基板13A, 13Bを得る。むろ
ん、Ｖ溝５の列数と形成位置とは、光導波路６の列数と
その端面の位置に合わせなければならない。また、各光
ファイバ整列用基板13A,13B に、それぞれ座ぐり16を形
成しておく。
材に、例えば４列の光導波路６を形成する。この光導波
路の形成技術自体は、例えばチタン内拡散法、リチウム
外拡散法、プロトン交換法等による。現状では、チタン
内拡散法が最も有望と考えられている。チタン内拡散法
による場合には、フォトリソグラフィーによって、図３
に示す導波路パターンに沿ってチタン膜を形成し、次い
で光導波路基板材を熱処理してチタンを拡散させ、光導
波路６を得る。むろん、光導波路６の列数や平面形状
は、製品仕様に応じて適宜変更する。一対の光ファイバ
整列用基板材3A, 3Bには、それぞれ図３に示すように各
４列毎のＶ溝（ガイド溝）５を機械加工によって形成
し、一対の光ファイバ整列用基板13A, 13Bを得る。むろ
ん、Ｖ溝５の列数と形成位置とは、光導波路６の列数と
その端面の位置に合わせなければならない。また、各光
ファイバ整列用基板13A,13B に、それぞれ座ぐり16を形
成しておく。
【００１１】次いで、図４に示すように、一対の光ファ
イバ整列用基板13A, 13Bの各Ｖ溝５に、それぞれ光ファ
イバ７を収容し、位置決めする。ただし、図４におい
て、８は光ファイバの被覆を示し、本実施例では、被覆
８の中に光ファイバ７が四本通っている。そして、光フ
ァイバ整列用基板13A, 13Bの前記分割によって形成され
た端面９をそれぞれ光学研摩すると共に、光導波路基板
14の前記分割によって形成された一対の端面19をそれぞ
れ光学研摩する。
イバ整列用基板13A, 13Bの各Ｖ溝５に、それぞれ光ファ
イバ７を収容し、位置決めする。ただし、図４におい
て、８は光ファイバの被覆を示し、本実施例では、被覆
８の中に光ファイバ７が四本通っている。そして、光フ
ァイバ整列用基板13A, 13Bの前記分割によって形成され
た端面９をそれぞれ光学研摩すると共に、光導波路基板
14の前記分割によって形成された一対の端面19をそれぞ
れ光学研摩する。
【００１２】そして、光導波路基板14の端面19と光ファ
イバ整列用基板13A の端面９とを結合する。これと共
に、光導波路基板14の端面19と光ファイバ整列用基板13
B の端面９とを結合し、図５の状態とする。
イバ整列用基板13A の端面９とを結合する。これと共
に、光導波路基板14の端面19と光ファイバ整列用基板13
B の端面９とを結合し、図５の状態とする。
【００１３】この結合の際には、三方向で位置決めを行
う必要がある。即ち、図５に示すｘ方向の位置決めにつ
いては、基板14と13A 、及び基板14と13B をそれぞれ隙
間なく密着させることで行う。図６に示すｙ方向、ｚ方
向の位置決めについては、各基板14, 13A,13B の外形輪
郭を利用する。この点について更に述べる。
う必要がある。即ち、図５に示すｘ方向の位置決めにつ
いては、基板14と13A 、及び基板14と13B をそれぞれ隙
間なく密着させることで行う。図６に示すｙ方向、ｚ方
向の位置決めについては、各基板14, 13A,13B の外形輪
郭を利用する。この点について更に述べる。
【００１４】即ち、基板材料１（図１参照）において、
底面と側面とのうちの少なくとも一方をまず基準面とし
て選択する。このうち基板材料１の側面を基準面として
選択した場合には、図６における側面11が基準面とな
る。そして、基板材料１を図２に示すように分割した後
に、この側面11を位置基準として光導波路６とＶ溝５と
を形成する。次いで、図５に示すように光導波路基板14
と光ファイバ整列用基板13A,13B とを結合する際には、
一旦分割されていた平坦な側面11が元の形状を復元する
ようにする。これにより、各光導波路６の端面と、Ｖ溝
５に収容、固定された光ファイバ７の端面とがＹ方向に
見て位置決めされる。
底面と側面とのうちの少なくとも一方をまず基準面とし
て選択する。このうち基板材料１の側面を基準面として
選択した場合には、図６における側面11が基準面とな
る。そして、基板材料１を図２に示すように分割した後
に、この側面11を位置基準として光導波路６とＶ溝５と
を形成する。次いで、図５に示すように光導波路基板14
と光ファイバ整列用基板13A,13B とを結合する際には、
一旦分割されていた平坦な側面11が元の形状を復元する
ようにする。これにより、各光導波路６の端面と、Ｖ溝
５に収容、固定された光ファイバ７の端面とがＹ方向に
見て位置決めされる。
【００１５】基板材料１の底面を基準面として選択した
場合には、図６における底面10が基準面となる。そし
て、基板材料１を図２に示すように分割した後に、この
底面10を位置基準として光導波路6 とＶ溝５とを形成す
る。次いで、図５に示すように光導波路基板14と光ファ
イバ整列用基板13A,13B とを結合する際には、一旦分割
されていた平坦な底面10が元の形状を復元するようにす
る。これにより、各光導波路６の端面と、Ｖ溝５に収
容、固定された光ファイバ７の端面とがＺ方向に見て位
置決めされる。
場合には、図６における底面10が基準面となる。そし
て、基板材料１を図２に示すように分割した後に、この
底面10を位置基準として光導波路6 とＶ溝５とを形成す
る。次いで、図５に示すように光導波路基板14と光ファ
イバ整列用基板13A,13B とを結合する際には、一旦分割
されていた平坦な底面10が元の形状を復元するようにす
る。これにより、各光導波路６の端面と、Ｖ溝５に収
容、固定された光ファイバ７の端面とがＺ方向に見て位
置決めされる。
【００１６】そして、ここで最も重要なことは、これら
の基板14, 13A, 13Bがもともと同一の基板材料１に由来
し、かつ図５において結合される一対の端面が、分割位
置２における分割によって生じたものであることであ
る。従って、基板14と13A 、基板14と13B の外形輪郭、
端面９，19の輪郭は、もともと完全に一致しているの
で、これらの各基板を極めて精度良く結合できるのであ
る。前述したｘ，ｙ，ｚ方向の位置決め自体も、こうし
た構成によって初めて可能になるのである。従来のよう
に、例えば市販の光ファイバ整列用基板を光導波路基板
に結合しても、もともと各基板の端面、底面、側面の輪
郭に加工上のズレがあるのだから、高精度の位置決め
は、製造上不可能である。
の基板14, 13A, 13Bがもともと同一の基板材料１に由来
し、かつ図５において結合される一対の端面が、分割位
置２における分割によって生じたものであることであ
る。従って、基板14と13A 、基板14と13B の外形輪郭、
端面９，19の輪郭は、もともと完全に一致しているの
で、これらの各基板を極めて精度良く結合できるのであ
る。前述したｘ，ｙ，ｚ方向の位置決め自体も、こうし
た構成によって初めて可能になるのである。従来のよう
に、例えば市販の光ファイバ整列用基板を光導波路基板
に結合しても、もともと各基板の端面、底面、側面の輪
郭に加工上のズレがあるのだから、高精度の位置決め
は、製造上不可能である。
【００１７】このように、本実施例では、上記したよう
に、基板14と13A 、基板14と13B とをｘ，ｙ，ｚの三方
向でみて極めて精度良く結合できることから、光導波路
６の端面と光ファイバ７の端面との間で光軸のズレや隙
間などが生じにくい。特に、図４において互いに対向す
る端面９と19とは、分割位置２において基板材料１を分
割することで形成されたものであるから、当然端面９と
19とを結合する際に隙間が生じず、従って光導波路６の
端面と光ファイバ７の端面との間に隙間が生じない。こ
れにより、いわゆる端面反射による伝播損失が生じなく
なる。これらの理由から、実用的にみて、光ファイバ７
の端面と光導波路６の端面との間で光軸調整しなくと
も、充分光伝播損失を小さく抑えることができるので、
作業能率、生産性が飛躍的に向上する。
に、基板14と13A 、基板14と13B とをｘ，ｙ，ｚの三方
向でみて極めて精度良く結合できることから、光導波路
６の端面と光ファイバ７の端面との間で光軸のズレや隙
間などが生じにくい。特に、図４において互いに対向す
る端面９と19とは、分割位置２において基板材料１を分
割することで形成されたものであるから、当然端面９と
19とを結合する際に隙間が生じず、従って光導波路６の
端面と光ファイバ７の端面との間に隙間が生じない。こ
れにより、いわゆる端面反射による伝播損失が生じなく
なる。これらの理由から、実用的にみて、光ファイバ７
の端面と光導波路６の端面との間で光軸調整しなくと
も、充分光伝播損失を小さく抑えることができるので、
作業能率、生産性が飛躍的に向上する。
【００１８】なお、側面11と底面10との一方のみを基準
面として選択する場合には、側面11の方を基準面として
選択する方が効果が大きい。本実施例においては、チタ
ン内拡散法によって光導波路６を形成しているので、光
導波路６を形成する際にＺ方向の精度をある程度以上に
向上させることは困難だからである。この場合には、Ｚ
方向については必要に応じて光軸調整を行う。
面として選択する場合には、側面11の方を基準面として
選択する方が効果が大きい。本実施例においては、チタ
ン内拡散法によって光導波路６を形成しているので、光
導波路６を形成する際にＺ方向の精度をある程度以上に
向上させることは困難だからである。この場合には、Ｚ
方向については必要に応じて光軸調整を行う。
【００１９】また、基板材料１の材質として、LiNbO3の
ように、光ファイバに対して大きな屈折率差を有する物
質を使用する場合が多い。こうした場合には、光導波路
端面と光ファイバ端面との結合部分での反射光を除去す
るため、あえて端面９と19とを側面11に垂直な平面に対
して８度程度斜めに傾けることがある。このため、従来
は、端面９と19との切断角度を精密に合わせる精密加工
工程が不可欠であり、極めて煩雑かつ困難であった。こ
れに対し、本実施例では、基板材料１を切断して得た一
対の相対向する端面９と19とを再結合するので、端面９
と19との切断角度を精密に測定し、加工する工程が不要
であり、かつ光導波路基板14と光ファイバ整列用基板13
A,13B とを結合した後にも、光ファイバ７と光導波路６
との間で両者の光軸が傾くことがない。この意味で、本
実施例に示した方法が極めて有効である。
ように、光ファイバに対して大きな屈折率差を有する物
質を使用する場合が多い。こうした場合には、光導波路
端面と光ファイバ端面との結合部分での反射光を除去す
るため、あえて端面９と19とを側面11に垂直な平面に対
して８度程度斜めに傾けることがある。このため、従来
は、端面９と19との切断角度を精密に合わせる精密加工
工程が不可欠であり、極めて煩雑かつ困難であった。こ
れに対し、本実施例では、基板材料１を切断して得た一
対の相対向する端面９と19とを再結合するので、端面９
と19との切断角度を精密に測定し、加工する工程が不要
であり、かつ光導波路基板14と光ファイバ整列用基板13
A,13B とを結合した後にも、光ファイバ７と光導波路６
との間で両者の光軸が傾くことがない。この意味で、本
実施例に示した方法が極めて有効である。
【００２０】（実施例２）まず、図１に示したような基
板材料１を準備する。次いで、図７に示すように、各分
割位置２をまたいでその両側に延びるようなアライメン
トマーク12を設ける。アライメントマーク12の幅は、光
導波路の幅よりも小さくする。本例では、計４個のアラ
イメントマーク12を形成したが、この個数は変更でき
る。また、アライメントマーク12の形成方法としては、
機械加工またはフォトリソグラフィーによる。
板材料１を準備する。次いで、図７に示すように、各分
割位置２をまたいでその両側に延びるようなアライメン
トマーク12を設ける。アライメントマーク12の幅は、光
導波路の幅よりも小さくする。本例では、計４個のアラ
イメントマーク12を形成したが、この個数は変更でき
る。また、アライメントマーク12の形成方法としては、
機械加工またはフォトリソグラフィーによる。
【００２１】次いで、分割位置２で基板材料１を分割す
ると、図８に示すように、光導波路基板材４と、一対の
光ファイバ整列用基板材3A, 3Bとが形成される。この
際、同時にアライメントマーク12も分割され、光導波路
基板材４の方には計４個のアライメントマーク12b が残
り、各光ファイバ整列用基板材3A, 3Bの側にはそれぞれ
２個毎のアライメントマーク12a が残る。
ると、図８に示すように、光導波路基板材４と、一対の
光ファイバ整列用基板材3A, 3Bとが形成される。この
際、同時にアライメントマーク12も分割され、光導波路
基板材４の方には計４個のアライメントマーク12b が残
り、各光ファイバ整列用基板材3A, 3Bの側にはそれぞれ
２個毎のアライメントマーク12a が残る。
【００２２】他は前記した実施例１と同様に図３、図４
によって示す手順に従って加工を施し、図９に示すよう
な結合体を得る。ただし、本実施例においては、図５、
図６に示すｘ方向及びｚ方向の位置決めは実施例１と同
様にして行うが、加工時におけるｙ方向の位置決めに
は、分割されたアライメントマーク12a, 12b を用いて
もよい。即ち、分割されたアライメントマーク12bを位
置基準として、光導波路基板材４に所定パターンの光導
波路６を形成し、分割されたアライメントマーク12a を
位置基準として、光ファイバ整列用基板材3A,3B にそれ
ぞれＶ溝５を形成する。そして、今度は側面11を位置基
準としてｙ方向の位置決めを行いつつ、光導波路基板14
と光ファイバ整列用基板13A, 13Bとを結合する。これに
より、図９に示すように、対応するアライメントマーク
12a と12b とが再び結合され、当初のアライメントマー
ク12が復元される。本実施例においては、光導波路６及
びＶ溝５を形成する際の位置基準としてアライメントマ
ーク12a, 12bを使用することにより、上記ｙ方向の位置
決めが一層容易かつ確実になる。
によって示す手順に従って加工を施し、図９に示すよう
な結合体を得る。ただし、本実施例においては、図５、
図６に示すｘ方向及びｚ方向の位置決めは実施例１と同
様にして行うが、加工時におけるｙ方向の位置決めに
は、分割されたアライメントマーク12a, 12b を用いて
もよい。即ち、分割されたアライメントマーク12bを位
置基準として、光導波路基板材４に所定パターンの光導
波路６を形成し、分割されたアライメントマーク12a を
位置基準として、光ファイバ整列用基板材3A,3B にそれ
ぞれＶ溝５を形成する。そして、今度は側面11を位置基
準としてｙ方向の位置決めを行いつつ、光導波路基板14
と光ファイバ整列用基板13A, 13Bとを結合する。これに
より、図９に示すように、対応するアライメントマーク
12a と12b とが再び結合され、当初のアライメントマー
ク12が復元される。本実施例においては、光導波路６及
びＶ溝５を形成する際の位置基準としてアライメントマ
ーク12a, 12bを使用することにより、上記ｙ方向の位置
決めが一層容易かつ確実になる。
【００２３】（実施例３）まず、図１に示したような基
板材料１を準備する。次いで、図10に示すように、基板
材料１の表面に、前記したフォトリソグラフィー技術及
び熱処理によって光導波路６を形成する。次いで、基板
材料１を分割位置２で分割し、図11に示すように、光導
波路基板14と一対の光ファイバ整列用基板材3A, 3Bとを
形成する。本実施例では、各光ファイバ整列用基板材3
A, 3Bの表面にも光導波路６が形成されている。
板材料１を準備する。次いで、図10に示すように、基板
材料１の表面に、前記したフォトリソグラフィー技術及
び熱処理によって光導波路６を形成する。次いで、基板
材料１を分割位置２で分割し、図11に示すように、光導
波路基板14と一対の光ファイバ整列用基板材3A, 3Bとを
形成する。本実施例では、各光ファイバ整列用基板材3
A, 3Bの表面にも光導波路６が形成されている。
【００２４】次いで、各光ファイバ整列用基板材3A, 3B
にＶ溝５を設け、図３に示すように一対の光ファイバ整
列用基板13A, 13Bを作製する。この後は、前述した実施
例と同様に、図４〜図６で述べた手続に従って光ファイ
バの端面と光導波路６の端面とを結合する。
にＶ溝５を設け、図３に示すように一対の光ファイバ整
列用基板13A, 13Bを作製する。この後は、前述した実施
例と同様に、図４〜図６で述べた手続に従って光ファイ
バの端面と光導波路６の端面とを結合する。
【００２５】本実施例では、光ファイバ整列用基板材3
A, 3Bの表面に予め光導波路６を設けておき、光導波路
６を目印にして基板材3A,3B を削除しつつＶ溝５を形成
する。このため、Ｖ溝５の機械加工が一層容易であり、
かつこの機械加工の精度を向上させることができる。
A, 3Bの表面に予め光導波路６を設けておき、光導波路
６を目印にして基板材3A,3B を削除しつつＶ溝５を形成
する。このため、Ｖ溝５の機械加工が一層容易であり、
かつこの機械加工の精度を向上させることができる。
【００２６】また、本実施例において、図10に示す基板
材料１上に、光導波路形成用パターンを設けた後に、図
11に示すように、基板材料１を分割することができる。
ここで、光導波路形成用パターンとは、フォトリソグラ
フィー後の状態又はチタンパターン形成後の状態を意味
する。そして、光ファイバ整列用基板材3A,3B 上では、
光導波路形成用パターンに沿ってこのパターンを削除し
つつＶ溝５を形成する。また、光導波路形成用パターン
を設けた光導波路基板には、必要な熱処理を施し、光導
波路形成用パターンを光導波路６に変える。
材料１上に、光導波路形成用パターンを設けた後に、図
11に示すように、基板材料１を分割することができる。
ここで、光導波路形成用パターンとは、フォトリソグラ
フィー後の状態又はチタンパターン形成後の状態を意味
する。そして、光ファイバ整列用基板材3A,3B 上では、
光導波路形成用パターンに沿ってこのパターンを削除し
つつＶ溝５を形成する。また、光導波路形成用パターン
を設けた光導波路基板には、必要な熱処理を施し、光導
波路形成用パターンを光導波路６に変える。
【００２７】（実施例４）本実施例は、光変調素子のよ
うに、光導波路基板の表面に電極を設ける場合について
適用される。まず、図12に示すように、基板材料１の表
面に、フォトリソグラフィーによって、光導波路６と計
四個のアライメントマーク12とを設ける。この際、フォ
トリソグラフィー 用のマスクでは、光導波路６とアラ
イメントマーク12との位置関係が予め設定されており、
四列の光導波路６は、アライメントマーク12を位置基準
として基板材料１の表面に設けられる。
うに、光導波路基板の表面に電極を設ける場合について
適用される。まず、図12に示すように、基板材料１の表
面に、フォトリソグラフィーによって、光導波路６と計
四個のアライメントマーク12とを設ける。この際、フォ
トリソグラフィー 用のマスクでは、光導波路６とアラ
イメントマーク12との位置関係が予め設定されており、
四列の光導波路６は、アライメントマーク12を位置基準
として基板材料１の表面に設けられる。
【００２８】次いで、図13に示すように、計10箇所に電
極膜15を形成する。この際、アライメントマーク12を位
置基準として、電極膜15を形成するためのマスクを基板
材料１の表面に固定し、電極膜15を光導波路6 に対して
位置合わせする。次いで図14に示すように基板材料１を
分割し、光導波路基板14と、一対の光ファイバ整列用基
板材3A, 3Bとを形成する。光導波路基板14の表面には、
電極膜15が形成されていると共に、計４個所で、分割さ
れたアライメントマーク12b が残っている。各光ファイ
バ整列用基板材3A, 3Bの表面には、それぞれ２個毎のア
ライメントマーク12ａが残り、かつ四列毎の光導波路６
が形成されている。
極膜15を形成する。この際、アライメントマーク12を位
置基準として、電極膜15を形成するためのマスクを基板
材料１の表面に固定し、電極膜15を光導波路6 に対して
位置合わせする。次いで図14に示すように基板材料１を
分割し、光導波路基板14と、一対の光ファイバ整列用基
板材3A, 3Bとを形成する。光導波路基板14の表面には、
電極膜15が形成されていると共に、計４個所で、分割さ
れたアライメントマーク12b が残っている。各光ファイ
バ整列用基板材3A, 3Bの表面には、それぞれ２個毎のア
ライメントマーク12ａが残り、かつ四列毎の光導波路６
が形成されている。
【００２９】次いで、各光ファイバ整列用基板材3A, 3B
のアライメントマーク12a を目印として、光導波路６を
削除しつつＶ溝５を形成し、図15に示す状態とする。こ
の後は、実施例２で述べたようにして、、光導波路基板
14と一対の光ファイバ整列用基板13A, 13Bを結合し、図
16に示す状態とする。本実施例では、実施例１〜３で述
べた効果を奏しうる。更に、アライメントマーク12を位
置基準として光導波路６と電極膜15とを設けるので、両
者の位置合わせを容易に、正確に行える。
のアライメントマーク12a を目印として、光導波路６を
削除しつつＶ溝５を形成し、図15に示す状態とする。こ
の後は、実施例２で述べたようにして、、光導波路基板
14と一対の光ファイバ整列用基板13A, 13Bを結合し、図
16に示す状態とする。本実施例では、実施例１〜３で述
べた効果を奏しうる。更に、アライメントマーク12を位
置基準として光導波路６と電極膜15とを設けるので、両
者の位置合わせを容易に、正確に行える。
【００３０】上記の実施例２において、図12に示すよう
に、フォトリソグラフィーによってアライメントマーク
12と光導波路６とを同時に形成することもできる。上記
の各実施例においては、チタン内拡散法により光導波路
を形成したが、本発明を、いわゆるガラス光導波路（イ
オン交換ガラス光導波路、イオン注入ガラス光導波路）
に対して適用することができる。また、以上のように基
板材の内部に光導波路を形成する場合の他、光導波路基
板材の表面にスパッタリング又はエピタキシャル成長な
どの堆積法によって光導波路を形成する場合にも、本発
明を適用できる。この場合は、特に基板材料の側面を基
準面とする。前記したＺ方向については、光軸調整が必
要である。
に、フォトリソグラフィーによってアライメントマーク
12と光導波路６とを同時に形成することもできる。上記
の各実施例においては、チタン内拡散法により光導波路
を形成したが、本発明を、いわゆるガラス光導波路（イ
オン交換ガラス光導波路、イオン注入ガラス光導波路）
に対して適用することができる。また、以上のように基
板材の内部に光導波路を形成する場合の他、光導波路基
板材の表面にスパッタリング又はエピタキシャル成長な
どの堆積法によって光導波路を形成する場合にも、本発
明を適用できる。この場合は、特に基板材料の側面を基
準面とする。前記したＺ方向については、光軸調整が必
要である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、互いに結合される光導
波路基板と光ファイバ整列用基板とが同一の基板材料に
由来し、かつこの基板材料によって形成された端面同士
を結合しているので、光導波路基板と光ファイバ整列用
基板との側面、底面、端面の輪郭がもともと一致してい
るため、これらの基板を極めて精度良く結合できる。従
って光導波路の端面と光ファイバの端面との間で光軸の
ズレや隙間が生じにくく、この結合部位において光の漏
れや端面反射による伝播損失が生じにくい。これによ
り、光ファイバの端面と光導波路の端面との間で光軸調
整しなくとも、充分光伝播損失を小さく抑えることがで
きるので、作業能率、生産性が飛躍的に向上する。
波路基板と光ファイバ整列用基板とが同一の基板材料に
由来し、かつこの基板材料によって形成された端面同士
を結合しているので、光導波路基板と光ファイバ整列用
基板との側面、底面、端面の輪郭がもともと一致してい
るため、これらの基板を極めて精度良く結合できる。従
って光導波路の端面と光ファイバの端面との間で光軸の
ズレや隙間が生じにくく、この結合部位において光の漏
れや端面反射による伝播損失が生じにくい。これによ
り、光ファイバの端面と光導波路の端面との間で光軸調
整しなくとも、充分光伝播損失を小さく抑えることがで
きるので、作業能率、生産性が飛躍的に向上する。
【図１】基板材料を示す平面図である。
【図２】基板材料を分割して光導波路基板材と一対の光
ファイバ整列用基板材を形成した状態を示す平面図であ
る。
ファイバ整列用基板材を形成した状態を示す平面図であ
る。
【図３】光導波路基板及び一対の光ファイバ整列用基板
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図４】光ファイバ整列用基板のＶ溝に光ファイバを収
容した状態を示す平面図である。
容した状態を示す平面図である。
【図５】光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合
体を示す平面図である。
体を示す平面図である。
【図６】光導波路基板等をその端面側から見た正面図で
ある。
ある。
【図７】アライメントマークを設けた基板材料を示す平
面図である。
面図である。
【図８】図７の基板材料を分割した状態を示す平面図で
ある。
ある。
【図９】光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合
体を示す平面図である。
体を示す平面図である。
【図１０】光導波路を表面に設けた基板材料を示す平面
図である。
図である。
【図１１】図10の基板材料を分割した状態を示す平面図
である。
である。
【図１２】アライメントマーク及び光導波路を設けた基
板材料を示す平面図である。
板材料を示す平面図である。
【図１３】アライメントマーク、光導波路及び電極膜を
設けた基板材料を示す平面図である。
設けた基板材料を示す平面図である。
【図１４】図13の基板材料を分割した状態を示す平面図
である。
である。
【図１５】光導波路基板及び一対の光ファイバ整列用基
板を示す平面図である。
板を示す平面図である。
【図１６】光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結
合体を示す平面図である。
合体を示す平面図である。
１ 基板材料 ２ 分割位置 3A, 3B 光ファイバ整列用基板材 ４ 光導波路基板材 ５ Ｖ溝 ６ 光導波路 ７ 光ファイバ ９，19 分割によって形成された端面 12 アライメントマーク 12a, 12b 分割されたアライメントマーク 13A, 13B 光ファイバ整列用基板 14 光導波路基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−158410（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−28806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−295516（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/30
Claims (6)
- 【請求項１】 一つの基板材料から少なくとも一つの基
準面を選択し、この基板材料を分割して光導波路基板材
と光ファイバ整列用基板材とを作製し、分割後の前記基
準面を位置基準として前記光導波路基板材に光導波路を
形成し、また分割後の前記基準面を位置基準として前記
光ファイバ整列用基板材にガイド溝を形成してこのガイ
ド溝に光ファイバを収容し、次いで光導波路基板の前記
分割によって形成された端面と光ファイバ整列用基板の
前記分割によって形成された端面とを結合する際に、分
割後の前記基準面が分割前の状態に復元するように結合
させることにより前記光導波路の端面と前記光ファイバ
の端面とを端面結合する、光導波路基板と光ファイバ整
列用基板との結合体の製造方法。 - 【請求項２】 前記基板材料を分割する前に、光導波路
又は光導波路形成用パターンの幅よりも小さい幅を有す
るアライメントマークを分割位置の両側に延びるように
設け、この基板材料を分割する際にこのアライメントマ
ークをも分割し、分割後のアライメントマークを位置基
準として前記光導波路基板材に光導波路を形成し、また
分割後のアライメントマークを位置基準として前記光フ
ァイバ整列用基板材にガイド溝を形成する、請求項１記
載の光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の
製造方法。 - 【請求項３】 前記光導波路基板の前記分割によって形
成された端面と前記光ファイバ整列用基板の前記分割に
よって形成された端面とを結合する際に、分割された前
記アライメントマークを再び結合する、請求項２記載の
光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造
方法。 - 【請求項４】 一つの基板材料から少なくとも一つの基
準面を選択し、この基板材料に光導波路又は光導波路形
成用パターンを形成し、この基板材料を分割して光導波
路基板と光ファイバ整列用基板材とを作製し、この光フ
ァイバ整列用基板材の前記光導波路上又は前記光導波路
形成用パターン上にガイド溝を形成してこのガイド溝に
光ファイバを収容し、次いで前記光導波路基板の前記分
割によって形成された端面と光ファイバ整列用基板の前
記分割によって形成された端面とを結合する際に、分割
後の前記基準面が分割前の状態に復元するように結合さ
せることにより前記光導波路の端面と前記光ファイバの
端面とを端面結合する、光導波路基板と光ファイバ整列
用基板との結合体の製造方法。 - 【請求項５】 前記光導波路又は前記光導波路形成用パ
ターンの幅よりも小さい幅を有するアライメントマ−ク
を基板材料の分割位置の両側に延びるように設けると共
に、このアライメントマ−クを位置基準として基板材料
に光導波路又は光導波路形成用パターンを形成し、前記
基板材料を分割する際に前記アライメントマークをも分
割し、分割後のアライメントマークを位置基準として前
記光ファイバ整列用基板材に前記ガイド溝を形成する、
請求項４記載の光導波路基板と光ファイバ整列用基板と
の結合体の製造方法。 - 【請求項６】前記光導波路基板の前記分割によって形成
された端面と前記光ファイバ整列用基板の前記分割によ
って形成された端面とを結合する際に、分割された前記
アライメントマークを再び結合する、請求項５記載の光
導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108310A JP2773990B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方法 |
| US07/865,973 US5197109A (en) | 1991-04-15 | 1992-04-09 | Method of manufacturing assembly of optical waveguide substrate and optical fiber aligning substrate |
| EP92303388A EP0509789B1 (en) | 1991-04-15 | 1992-04-15 | Method of manufacturing assembly of optical waveguide substrate and optical fiber aligning substrate |
| DE69214869T DE69214869T2 (de) | 1991-04-15 | 1992-04-15 | Herstellungsverfahren einer Anordnung eines optischen Wellenleitersubstrats und eines Substrats zum Ausrichten von optischen Fasern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3108310A JP2773990B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04316005A JPH04316005A (ja) | 1992-11-06 |
| JP2773990B2 true JP2773990B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=14481470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3108310A Expired - Lifetime JP2773990B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光導波路基板と光ファイバ整列用基板との結合体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5197109A (ja) |
| EP (1) | EP0509789B1 (ja) |
| JP (1) | JP2773990B2 (ja) |
| DE (1) | DE69214869T2 (ja) |
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| TW323341B (ja) * | 1995-01-09 | 1997-12-21 | Minnesota Mining & Mfg | |
| JP2846594B2 (ja) * | 1995-01-27 | 1999-01-13 | 日本碍子株式会社 | 光基板の端面の平行度の調整装置 |
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| JP4218682B2 (ja) * | 2003-07-28 | 2009-02-04 | パナソニック電工株式会社 | 光導波路モジュールの製造方法 |
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-
1991
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