JPH02168210A - レーザによる溝加工方法 - Google Patents
レーザによる溝加工方法Info
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- JPH02168210A JPH02168210A JP32396088A JP32396088A JPH02168210A JP H02168210 A JPH02168210 A JP H02168210A JP 32396088 A JP32396088 A JP 32396088A JP 32396088 A JP32396088 A JP 32396088A JP H02168210 A JPH02168210 A JP H02168210A
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Classifications
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- 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
- G02B6/36—Mechanical coupling means
- G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
- G02B6/3684—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier
- G02B6/3688—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the manufacturing process of surface profiling of the supporting carrier using laser ablation
-
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- G02B6/3648—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
- G02B6/3652—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers
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- 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］
この発明は、ぜい件部材からなる光集積回路に溝加工を
、容易且つ高速に施し得るレーザによる溝加工方法に関
するものである。
、容易且つ高速に施し得るレーザによる溝加工方法に関
するものである。
［従来技術］
最近のオプトエレクトロニクスの進展に伴ない、従来の
電気通信方式に代替するものとして光伝送方式が広く普
及する傾向にある。この光伝送方式は、光による情報の
伝送媒体として、例えば石英系や多成分系ガラスを材質
とする光ファイバを使用し、このため電磁誘導障害を受
けず、しかも大容量の情報伝送密度が得られる等の多く
の利点を有している。前述の光伝送技術では、発光素子
、導波路、受光素子等を集積化した光集積回路の基板に
前記光ファイバを結合し、この基板の光導波路と光ファ
イバとの間で光情報の交換（光の入射・出射）が行なわ
れる。
電気通信方式に代替するものとして光伝送方式が広く普
及する傾向にある。この光伝送方式は、光による情報の
伝送媒体として、例えば石英系や多成分系ガラスを材質
とする光ファイバを使用し、このため電磁誘導障害を受
けず、しかも大容量の情報伝送密度が得られる等の多く
の利点を有している。前述の光伝送技術では、発光素子
、導波路、受光素子等を集積化した光集積回路の基板に
前記光ファイバを結合し、この基板の光導波路と光ファ
イバとの間で光情報の交換（光の入射・出射）が行なわ
れる。
［発明が解決しようとする課題〕
光集積回路基板の先導波路と、光ファイバ等の光学系と
の間で光の入射及び出射を行なう手段として、一般に以
下の如き形態が知られている。
の間で光の入射及び出射を行なう手段として、一般に以
下の如き形態が知られている。
■第３図に示すように、光集積回路基板１０の表面に、
該基板の端部１０ａにおいて開放する所要深さの溝１２
を形成し、この溝１２中に光ファイバ１４の先端を臨ま
せて両者を紫外線硬化樹脂等により接着する結合方法。
該基板の端部１０ａにおいて開放する所要深さの溝１２
を形成し、この溝１２中に光ファイバ１４の先端を臨ま
せて両者を紫外線硬化樹脂等により接着する結合方法。
この結合方法によれば、光ファイバ１４の先端における
コア１４ａを、前記溝１２の最奥部に位置する光導波路
１８の端部１８ａに高精度で位置決めし得る利点がある
。しかしその反面、基板１０はガラス材やニオブ酸リチ
ウム等のぜい性の高い難削材を材質とし、前記溝部１２
の加工が一般に困難で、加工時の割れや欠けを生じて不
良率が高いとう欠点を有している。
コア１４ａを、前記溝１２の最奥部に位置する光導波路
１８の端部１８ａに高精度で位置決めし得る利点がある
。しかしその反面、基板１０はガラス材やニオブ酸リチ
ウム等のぜい性の高い難削材を材質とし、前記溝部１２
の加工が一般に困難で、加工時の割れや欠けを生じて不
良率が高いとう欠点を有している。
■第４図に示すように、光ファイバ１４からの光を集光
レンズ１６により集束し、その集束光を基板１０上の光
導波路１８における研磨端面１８ａに入射させる方法。
レンズ１６により集束し、その集束光を基板１０上の光
導波路１８における研磨端面１８ａに入射させる方法。
この方法は、集光レンズ１６を用いるため構成的に大型
化して製造コストが嵩み、光軸合わせが難しいという欠
点がある。
化して製造コストが嵩み、光軸合わせが難しいという欠
点がある。
■第５図に示すように、酸化チタン（ＴｉＯ２）を材質
とするルチルプリズム２０を基板１０の光導波路１８に
付設し、このルチルプリズム２０を介して先導波路１８
の中途に光を入射させたり、また導波路１８の中途から
該プリズム２０を介して光を出射させる方法。この方法
では、ルチルプリズムが高価であって一般的でなく、ま
た光集積回路基板上に突出して高張ると共に、光学系が
複雑化する等の難点がある。
とするルチルプリズム２０を基板１０の光導波路１８に
付設し、このルチルプリズム２０を介して先導波路１８
の中途に光を入射させたり、また導波路１８の中途から
該プリズム２０を介して光を出射させる方法。この方法
では、ルチルプリズムが高価であって一般的でなく、ま
た光集積回路基板上に突出して高張ると共に、光学系が
複雑化する等の難点がある。
■先導波路内にフレネルレンズの如き回折格子を作製し
、入射平面波から回折により円筒波を再生してレンズ作
用を果たさせるグレーティングレンズを使用するもの。
、入射平面波から回折により円筒波を再生してレンズ作
用を果たさせるグレーティングレンズを使用するもの。
これは製造工程が複雑で高価になると共に光の波長に依
存し、光軸合わせが難しいという欠点がある。
存し、光軸合わせが難しいという欠点がある。
■第６図に示すように、ＹＡＧレーザヘッド１００を被
加工物１０に近接させてビームを移動させて該溝形状を
被加工物１０上に形成する方法。これはビームの微細な
揺ぎによって加工壁面が滑かにならない欠点がある。
加工物１０に近接させてビームを移動させて該溝形状を
被加工物１０上に形成する方法。これはビームの微細な
揺ぎによって加工壁面が滑かにならない欠点がある。
［発明の目的］
この発明は、従来の光集積回路基板への光ファイバの結
合方法に内在している欠点に鑑み、これを好適に解決す
るべく提案されたものであって、ぜい柱部材である光集
積回路基板に対する容易な溝加工を実現した光集積回路
の溝加工方法を提供することを目的とする。
合方法に内在している欠点に鑑み、これを好適に解決す
るべく提案されたものであって、ぜい柱部材である光集
積回路基板に対する容易な溝加工を実現した光集積回路
の溝加工方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
この目的を達成するために本発明のレーザによる溝加工
方法では、光集積回路の基板に、高エネルギービームを
光学系により溝形状に整形して照射し、前記基板に所要
の溝加工を行なうことを特徴とする。
方法では、光集積回路の基板に、高エネルギービームを
光学系により溝形状に整形して照射し、前記基板に所要
の溝加工を行なうことを特徴とする。
［作用］
上記の構成を有する本発明のレーザによる溝加工方法に
よれば、光集積回路基板に溝形状の高エネルギービーム
を照射することにより、前記基板に所要の溝加工がなさ
れる。
よれば、光集積回路基板に溝形状の高エネルギービーム
を照射することにより、前記基板に所要の溝加工がなさ
れる。
［実施例］
以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
本発明に係わる溝加工方法では、その加工手段として高
エネルギービームを使用するが、実施例ではこの高エネ
ルギービームとして例えば波長２４８ｎｍのＫｒＦのエ
キシマレーザを使用する場合につき説明する。但し、ガ
ラス材やニオブ酸リチウムの結晶の如くぜい性の高い難
削材からなる光集積回路基板にビーム加工を施し得るも
ので、ビーム形状を制御できるものであれば他の高エネ
ルギービームも選択的に使用可能である。
エネルギービームを使用するが、実施例ではこの高エネ
ルギービームとして例えば波長２４８ｎｍのＫｒＦのエ
キシマレーザを使用する場合につき説明する。但し、ガ
ラス材やニオブ酸リチウムの結晶の如くぜい性の高い難
削材からなる光集積回路基板にビーム加工を施し得るも
ので、ビーム形状を制御できるものであれば他の高エネ
ルギービームも選択的に使用可能である。
第１図に示すようにＬｉＮｂＯ３を材質とする光集積回
路基板１０は図示しない公知のｘＹテーブルに載置され
、当該基板１０を平面座標においてＸ方向及びＹ方向に
移動させ得るようになっている。またＸＹ子テーブル移
動領域の上方にはエキシマレーザ加工機の加工ヘッド５
５が位置し、基板１０との間にはフッ化カルシウム等か
らなるシリンドリカルレンズ６０が設置されている。次
いで、基板１０上の光導波路５０と位置合わせを行なっ
て加工ヘッド５５からエキシマレーザビームを垂直下方
に向けて射出する。
路基板１０は図示しない公知のｘＹテーブルに載置され
、当該基板１０を平面座標においてＸ方向及びＹ方向に
移動させ得るようになっている。またＸＹ子テーブル移
動領域の上方にはエキシマレーザ加工機の加工ヘッド５
５が位置し、基板１０との間にはフッ化カルシウム等か
らなるシリンドリカルレンズ６０が設置されている。次
いで、基板１０上の光導波路５０と位置合わせを行なっ
て加工ヘッド５５からエキシマレーザビームを垂直下方
に向けて射出する。
レーザビームは一例としてエネルギー密度３Ｊ／ｃｊの
ものをパルス周波数１００Ｈ２で１２００パルス程度射
出する。加工ヘッド５５から射出する１０ｍ＋５Ｘ２５
＋ａｍのレーザ光をシリンドリカルレンズ６０で一方向
のみ１ｑ集束し、基板に射出することにより光ファイバ
を結合するのに好適な１２５Ｊａ幅６３腐深さの溝を得
る。
ものをパルス周波数１００Ｈ２で１２００パルス程度射
出する。加工ヘッド５５から射出する１０ｍ＋５Ｘ２５
＋ａｍのレーザ光をシリンドリカルレンズ６０で一方向
のみ１ｑ集束し、基板に射出することにより光ファイバ
を結合するのに好適な１２５Ｊａ幅６３腐深さの溝を得
る。
以上の方法によって振れの無い滑かな壁面が得られる。
またエキシマレーザはビーム径が大きいためレンズ６０
のみで所望の形状にビームを整形できる。
のみで所望の形状にビームを整形できる。
次に得られた溝１２中に光ファイバ６５の先端を臨ませ
そのコア（図示せず）が光導波路５０の端部に指向した
ところで例えば紫外線硬化樹脂により接着固定する。図
示例は三次元導波路に関しててあったが二次元導波路に
関しても同様な加工が行なえることはいうまでもない。
そのコア（図示せず）が光導波路５０の端部に指向した
ところで例えば紫外線硬化樹脂により接着固定する。図
示例は三次元導波路に関しててあったが二次元導波路に
関しても同様な加工が行なえることはいうまでもない。
尚、本実施例のエキシマレーザはビームが短形であるが
円形の高エネルギービームをアパーチャ、光学系で短形
にしてもよいのである。
円形の高エネルギービームをアパーチャ、光学系で短形
にしてもよいのである。
［発明の効果］
以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、光集積回路基板に照射された高エネルギービームは、
溝形状に整形されているため、これと同一形状に基板を
浸食加工することができる。
、光集積回路基板に照射された高エネルギービームは、
溝形状に整形されているため、これと同一形状に基板を
浸食加工することができる。
従って基板に対する所要の溝加工を容易にしかも高速で
行なうことができる。
行なうことができる。
更に高エネルギービームは、ビーム加工時の入熱量が少
ないために、加工部位での熱影響も極住かに押えること
ができ、しかも基板中に残留している応力を除去しえる
付帯的な効果も得られる。
ないために、加工部位での熱影響も極住かに押えること
ができ、しかも基板中に残留している応力を除去しえる
付帯的な効果も得られる。
第１図から第４図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第１図は、本発明に係わるガイド溝加工方法
を説明するための図、第２図は、本発明のガイド溝加工
方法により溝加工を施した後の光素子を示す説明斜視図
、第３図は、従来実施されている光集積回路基板の溝部
と光ファイバとの結合関係を示す斜視図、第４図は、光
集積回路基板に集光レンズを使用して光の入射を行なう
従来技術の斜視図、第５図は、光集積回路基板にルチル
プリズムを使用して光の入出射を行なう従来技術の斜視
図、第６図は、従来のＹＡＧレーザによる加工を説明す
る斜視図である。 図中、１０は基板、１２は溝、５０は先導波路、５５は
加工ヘッド、６０はシリンドリカルレンズ６５は光ファ
イバである。
すもので、第１図は、本発明に係わるガイド溝加工方法
を説明するための図、第２図は、本発明のガイド溝加工
方法により溝加工を施した後の光素子を示す説明斜視図
、第３図は、従来実施されている光集積回路基板の溝部
と光ファイバとの結合関係を示す斜視図、第４図は、光
集積回路基板に集光レンズを使用して光の入射を行なう
従来技術の斜視図、第５図は、光集積回路基板にルチル
プリズムを使用して光の入出射を行なう従来技術の斜視
図、第６図は、従来のＹＡＧレーザによる加工を説明す
る斜視図である。 図中、１０は基板、１２は溝、５０は先導波路、５５は
加工ヘッド、６０はシリンドリカルレンズ６５は光ファ
イバである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光素子と光ファイバを接続するためのレーザによる
ガイド用溝加工方法において、 レーザ光のビーム形状を前記ガイド用溝の形状と合致さ
せて光素子に照射することにより、レーザ光を操作する
ことなく前記ガイド用の加工を行なうようにしたことを
特徴とするレーザによる溝加工方法。 ２、第１項に記載のレーザ溝加工方法においてレーザ光
源としてエキシマレーザを用いることを特徴とするレー
ザ溝加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32396088A JPH02168210A (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | レーザによる溝加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32396088A JPH02168210A (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | レーザによる溝加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02168210A true JPH02168210A (ja) | 1990-06-28 |
Family
ID=18160553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32396088A Pending JPH02168210A (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | レーザによる溝加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02168210A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02251806A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-09 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバと光導波路の接続構造の製造方法 |
| US6268585B1 (en) | 1997-08-29 | 2001-07-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Method of forming groove by laser |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP32396088A patent/JPH02168210A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02251806A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-09 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバと光導波路の接続構造の製造方法 |
| US6268585B1 (en) | 1997-08-29 | 2001-07-31 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Method of forming groove by laser |
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