JPH031112A - 光フアイバの結合装置とその製法 - Google Patents
光フアイバの結合装置とその製法Info
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- JPH031112A JPH031112A JP1253720A JP25372089A JPH031112A JP H031112 A JPH031112 A JP H031112A JP 1253720 A JP1253720 A JP 1253720A JP 25372089 A JP25372089 A JP 25372089A JP H031112 A JPH031112 A JP H031112A
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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
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
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- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
- G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
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- Optical Couplings Of Light Guides (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】
C産業上の利用分野〕
本発明は、集積ブレーナ形の光デバイスの結合窓に光フ
ァイバを結合するための装置と、これを製造する方法に
関する。
ァイバを結合するための装置と、これを製造する方法に
関する。
光ファイバの信号伝送区間の特性は、送信モジュールお
よび受信モジュールにおけるグラスファイバの光結合の
品質に左右される。光ファイバ内を案内される光波は一
般にμ−単位の横方向のモード範囲を有するので、デバ
イス相互の正確な位!決めが必要である。m−rv族半
導体における単モード集積導波体の場合、許容可能な横
方向調整公差は、材料内における光波長が短いことによ
り1μ観をはるかに下回ることになる。
よび受信モジュールにおけるグラスファイバの光結合の
品質に左右される。光ファイバ内を案内される光波は一
般にμ−単位の横方向のモード範囲を有するので、デバ
イス相互の正確な位!決めが必要である。m−rv族半
導体における単モード集積導波体の場合、許容可能な横
方向調整公差は、材料内における光波長が短いことによ
り1μ観をはるかに下回ることになる。
損失の少ない従来の結合装置は、一般にハイプリシト形
モジエールの条件に合わされている。光ファイバ及び結
合すべき光デバイスは個々の担体上に据え付けられ、し
かもモードをマツチングするために必要な結合光学系と
一緒に据え付けられている。この結合光学系はレンズが
接続されたテーバ形ファイバから成っているか〔文献[
シーメンス研究開発報告書 (Siemens For
schungs−undEntwickelungsb
erieht )J第13SS 19B4年、第284
〜288頁参照)、あるいは球形レンズないしグラジェ
ントレンズから成っている(文献rシーメンス研究開発
報告書」第16巻、1987年、第141〜146頁参
照)、これによって形成される補助ユニットは直接に調
整する際に主担体に直接に相対的に固定してろう付けさ
れる。
モジエールの条件に合わされている。光ファイバ及び結
合すべき光デバイスは個々の担体上に据え付けられ、し
かもモードをマツチングするために必要な結合光学系と
一緒に据え付けられている。この結合光学系はレンズが
接続されたテーバ形ファイバから成っているか〔文献[
シーメンス研究開発報告書 (Siemens For
schungs−undEntwickelungsb
erieht )J第13SS 19B4年、第284
〜288頁参照)、あるいは球形レンズないしグラジェ
ントレンズから成っている(文献rシーメンス研究開発
報告書」第16巻、1987年、第141〜146頁参
照)、これによって形成される補助ユニットは直接に調
整する際に主担体に直接に相対的に固定してろう付けさ
れる。
この方法の場合、まず補助ユニットを個々に検査できる
利点および組立の際に追従調整できる利点を存するが、
結合個所ごとに場所を必要とし、組立経費がかかるとい
う欠点を有する。
利点および組立の際に追従調整できる利点を存するが、
結合個所ごとに場所を必要とし、組立経費がかかるとい
う欠点を有する。
また文献「オプチクス・レターズ(Optics Le
tt)J第11巻、第2号、1986年2月、第109
〜111真に、基体上に集積された超高密度電気回路の
フォトダイオードに光波を結合するために結合窓に光フ
ァイバを結合する構造が知られている。その場合、光フ
ァイバは基体に形成されその基体表面に対して垂直に向
いている盲孔の中に配置されている。フォトダイオード
の結合窓は盲孔の底に位置している。光ファイバを基体
表面に垂直に接続することにより、この方式は基体表面
の任意の個所において高い充填密度にできるが、この垂
直構造のために、集積光学系のブレーナ形構造物例えば
集積ブレーナ形光波導体に光ファイバを結合するために
は適用できない。
tt)J第11巻、第2号、1986年2月、第109
〜111真に、基体上に集積された超高密度電気回路の
フォトダイオードに光波を結合するために結合窓に光フ
ァイバを結合する構造が知られている。その場合、光フ
ァイバは基体に形成されその基体表面に対して垂直に向
いている盲孔の中に配置されている。フォトダイオード
の結合窓は盲孔の底に位置している。光ファイバを基体
表面に垂直に接続することにより、この方式は基体表面
の任意の個所において高い充填密度にできるが、この垂
直構造のために、集積光学系のブレーナ形構造物例えば
集積ブレーナ形光波導体に光ファイバを結合するために
は適用できない。
本発明の課題は、集積ブレーナ形デバイス、特に光デバ
イスが集積されている基体上に直接形成可能な集積ブレ
ーナ形導波体の結合窓に、光ファイバを結合するための
コンパクトで容易に据え付は可能な装置を提供すること
にある。
イスが集積されている基体上に直接形成可能な集積ブレ
ーナ形導波体の結合窓に、光ファイバを結合するための
コンパクトで容易に据え付は可能な装置を提供すること
にある。
本発明によればこの課題は、基体の表面に形成された溝
が、少なくとも一つの基体面で閉じられた端面を有し、
この端面に光デバイスの結合が配置され、溝の中に、光
ファイバの終端部分がその端部を結合窓に向かい合うよ
うに配置され、光ファイバ端部および結合窓を介して光
波が光ファイバとデバイスとの間を直接結合されること
によって解決される。
が、少なくとも一つの基体面で閉じられた端面を有し、
この端面に光デバイスの結合が配置され、溝の中に、光
ファイバの終端部分がその端部を結合窓に向かい合うよ
うに配置され、光ファイバ端部および結合窓を介して光
波が光ファイバとデバイスとの間を直接結合されること
によって解決される。
本発明に基づく案内通路は、モノリシック集積により作
られるグラスファイバ用支持構造物であり、これによっ
て狭い場所で僅かな調整においてグラスファイバを基体
上における集積ブレーナ形光デバイスに結合することが
できる。
られるグラスファイバ用支持構造物であり、これによっ
て狭い場所で僅かな調整においてグラスファイバを基体
上における集積ブレーナ形光デバイスに結合することが
できる。
好適には溝は特許請求の範囲の請求項2に基づいて断面
■字形にされる。
■字形にされる。
本発明に基づく結合装置の有利な製造方法は特許請求の
範囲の請求項3に記載されている。
範囲の請求項3に記載されている。
以下図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。
する。
本発明に基づく光ファイバの結合装置を製造するための
方法の第1図に示した最初の工程においては、集積ブレ
ーナ形導波体WLを支持する基体Subは、例えばIn
Pから成る担体TKで構成され、その上にエピタキシャ
ル成長でInPから成る緩衝層PSが、更にその上に[
nPから成る被覆層DSが設けられている。導波体WL
は、暖imps上にエピタキシャル成長で設けられ被覆
JiiDSで包囲され基体Subの表面Oと共に側縁K
aを規定する基体Subの側面SFから長手軸心Aに沿
って基体Subの内部に延びる4分割材料、例えばIn
CaAsP材料から成る条材で構成されている。導波体
WLは例えばレーザーダイオードの光増幅導波層である
。
方法の第1図に示した最初の工程においては、集積ブレ
ーナ形導波体WLを支持する基体Subは、例えばIn
Pから成る担体TKで構成され、その上にエピタキシャ
ル成長でInPから成る緩衝層PSが、更にその上に[
nPから成る被覆層DSが設けられている。導波体WL
は、暖imps上にエピタキシャル成長で設けられ被覆
JiiDSで包囲され基体Subの表面Oと共に側縁K
aを規定する基体Subの側面SFから長手軸心Aに沿
って基体Subの内部に延びる4分割材料、例えばIn
CaAsP材料から成る条材で構成されている。導波体
WLは例えばレーザーダイオードの光増幅導波層である
。
第1の工程において、被覆NDS上にエツチングマスク
Maが設けられる。このマスクMaにはブレーナ形導波
体WLの両側に形成され導波体WLの長手軸心Aに対し
て平行に延び少な(とも基体Subの側縁Kaから結合
窓KFの高さ位置まで延びる細長いスリット311.S
12が開けられている。これらのスリットにおいて基体
Subの表面Oは露出している。結合窓KFの高さ位置
は長手軸心への方向に計って結合窓KFと基体Subの
側縁Kaとの距離に相応している。
Maが設けられる。このマスクMaにはブレーナ形導波
体WLの両側に形成され導波体WLの長手軸心Aに対し
て平行に延び少な(とも基体Subの側縁Kaから結合
窓KFの高さ位置まで延びる細長いスリット311.S
12が開けられている。これらのスリットにおいて基体
Subの表面Oは露出している。結合窓KFの高さ位置
は長手軸心への方向に計って結合窓KFと基体Subの
側縁Kaとの距離に相応している。
スリットS11、S12は公知のフォトリソグラフィ法
で作られる。
で作られる。
第2の工程において、これらのスリットS11、SI2
から出発して斜めに深くスリット状通路K11、KI2
が基体Subの中に、それが基体Subの深い所で導波
体WLの下側で互いに突き当たるか交差するまでエツチ
ングされる(第2図参照)、このスリット状通路K11
、K12は交差する二つの平面内に位置しており、その
基体Sub内を延びる図示していない交差線は、導波体
WLの下側をその長手軸心Aに対して平行に延びている
。
から出発して斜めに深くスリット状通路K11、KI2
が基体Subの中に、それが基体Subの深い所で導波
体WLの下側で互いに突き当たるか交差するまでエツチ
ングされる(第2図参照)、このスリット状通路K11
、K12は交差する二つの平面内に位置しており、その
基体Sub内を延びる図示していない交差線は、導波体
WLの下側をその長手軸心Aに対して平行に延びている
。
このエツチングにより、両方のスリット状通路K11、
に12の間に、断面三角形の片持ち支持の舌片Zが生じ
、これは基体Subの側縁Kaから導波体WLの長手軸
心Aの方向にマスクMaのスリットstt、stzの端
部e1、e2まで延びている。
に12の間に、断面三角形の片持ち支持の舌片Zが生じ
、これは基体Subの側縁Kaから導波体WLの長手軸
心Aの方向にマスクMaのスリットstt、stzの端
部e1、e2まで延びている。
エツチング方法としてレーザー誘起湿式エツチング(例
えば文献 「アプライド・フィジクス・レターズ(Ap
pl、Phya、Lstt、) 446.1985年、
第453〜455頁参照)が利用できる。
えば文献 「アプライド・フィジクス・レターズ(Ap
pl、Phya、Lstt、) 446.1985年、
第453〜455頁参照)が利用できる。
次の工程において、舌片Zは結合窓KFまで除去される
(第3図参照)、これは超音波浴において片持ち支持の
舌片Zを分離することによって行われる。
(第3図参照)、これは超音波浴において片持ち支持の
舌片Zを分離することによって行われる。
片持ち支持の舌片Zを除去した後、基体Subの表面O
には導波体WLの長手軸心Aの方向に延びる断面三角形
の溝FKが生ずる。この溝FKは基体Subの側縁Ka
における開放端oEと、長手軸心Aに対してほぼ垂直に
立っている三角形状の基体面SuFで閉じられた端面a
Eとを有している。この端面aEには結合窓KFが、基
体Subの端面SFから引込まされて露出した導波体W
Lの端面の形で配置されている。
には導波体WLの長手軸心Aの方向に延びる断面三角形
の溝FKが生ずる。この溝FKは基体Subの側縁Ka
における開放端oEと、長手軸心Aに対してほぼ垂直に
立っている三角形状の基体面SuFで閉じられた端面a
Eとを有している。この端面aEには結合窓KFが、基
体Subの端面SFから引込まされて露出した導波体W
Lの端面の形で配置されている。
結合窓KFの位置はエツチングマスクMaのスリシトS
11、S12の端部i+1..e2だけでほぼ規定され
、問題はない、実際には結合窓KFは上述したスリット
端部e1、e2よりも幾分基体Subの側縁Kaの近く
に位置している。
11、S12の端部i+1..e2だけでほぼ規定され
、問題はない、実際には結合窓KFは上述したスリット
端部e1、e2よりも幾分基体Subの側縁Kaの近く
に位置している。
最後の工程において、適当に寸法づけられた溝PKには
、例えばコアにとクラッドMとを有するコア・クラシト
形グラスファイバの終端部分EFが、その端部FEが導
波体WLの結合窓FKに対して正確に位置し、その終端
部分EFと導波体WLが一直線に並ぶように取り付けら
れる(第4図参照) モードの適合を良好にするために、その終端部分EFの
端部FEは、レンズが接続されているテーバ体として形
成される。
、例えばコアにとクラッドMとを有するコア・クラシト
形グラスファイバの終端部分EFが、その端部FEが導
波体WLの結合窓FKに対して正確に位置し、その終端
部分EFと導波体WLが一直線に並ぶように取り付けら
れる(第4図参照) モードの適合を良好にするために、その終端部分EFの
端部FEは、レンズが接続されているテーバ体として形
成される。
溝FKの底面が互いにα−45°の角度を成し、光ファ
イバのクラッドMの外径をdとした場合、長手輪心Aに
対して同心にされたファイバのコアにの軸心が基体Su
bの表面0より距離aだけ下側で導波体WLに突き当た
るようにするために、溝FKの暢りはり、=fi・d+
2aでなければならない。
イバのクラッドMの外径をdとした場合、長手輪心Aに
対して同心にされたファイバのコアにの軸心が基体Su
bの表面0より距離aだけ下側で導波体WLに突き当た
るようにするために、溝FKの暢りはり、=fi・d+
2aでなければならない。
多数の光ファイバを結合する場合、個々の結合窓あるい
は結合個所の相互の横間隔は最も小さな最小所要場所で
済む、この方法は、断面■字形の溝内部における調整を
情無ないしは僅かにして、ファイバを結合窓ないしは結
合個所に対して十分に正確に位置決めするために、フォ
トリソグラフィおよびエツチング技術で得られる公差で
足りるような用途に適している。
は結合個所の相互の横間隔は最も小さな最小所要場所で
済む、この方法は、断面■字形の溝内部における調整を
情無ないしは僅かにして、ファイバを結合窓ないしは結
合個所に対して十分に正確に位置決めするために、フォ
トリソグラフィおよびエツチング技術で得られる公差で
足りるような用途に適している。
一実施例においては、幅が約50μ−の舌片Zをレーザ
ー誘起式湿式エツチングにより形成し、そのエツチング
マスクとして1着したチタン層を使用した。
ー誘起式湿式エツチングにより形成し、そのエツチング
マスクとして1着したチタン層を使用した。
光ファイバの終端部分を取り付けるための溝は一端が必
ずしも開放している必要はない、これは基体Subの表
面の任意の個所に形成し、両側端を基体面で閉じること
もできる。この場合には、基体の表面に平行に繰り出さ
れたファイバーの連結台は、溝が光ファイバを湾曲によ
り基体表面から溝の閉鎖端に繰り出すのに十分な長さを
有しているときに可能である。
ずしも開放している必要はない、これは基体Subの表
面の任意の個所に形成し、両側端を基体面で閉じること
もできる。この場合には、基体の表面に平行に繰り出さ
れたファイバーの連結台は、溝が光ファイバを湾曲によ
り基体表面から溝の閉鎖端に繰り出すのに十分な長さを
有しているときに可能である。
第1図は本発明に基づいて光ファイバの結合装置を製造
する第1工程を示した斜視図、第2図および第3図はそ
れぞれ本発明に基づく光ファイバの結合装置を製造する
第2および第3の工程を示した斜視図、第4図は本発明
に基づく完成した光ファイバの結合装!の斜視図である
。 Sub、、、基体 WL 、、、導波体 KF 、、、結合窓 FK 、、、溝 0 1.、基体の表面 S u F、、、溝を境界づける基体表面EF 、、
、光ファイバの終端部分 aE 、、、溝の端面 K11.、、スリット K l 2.、、スリット
する第1工程を示した斜視図、第2図および第3図はそ
れぞれ本発明に基づく光ファイバの結合装置を製造する
第2および第3の工程を示した斜視図、第4図は本発明
に基づく完成した光ファイバの結合装!の斜視図である
。 Sub、、、基体 WL 、、、導波体 KF 、、、結合窓 FK 、、、溝 0 1.、基体の表面 S u F、、、溝を境界づける基体表面EF 、、
、光ファイバの終端部分 aE 、、、溝の端面 K11.、、スリット K l 2.、、スリット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)基体(Sub)上に集積にされたプレーナ形光デバ
イス(WL)からのないしはそこへの光波の入結合ない
し出結合のために結合窓(KF)に光ファイバを結合す
るための装置において、基体(Sub)の表面(O)に
形成された溝(FK)が、少なくとも一つの基体面(S
uF)で閉じられた端面(aE)を有し、この端面(a
E)に光デバイス(WL)の結合窓(KF)が配置され
、溝(FK)の中に、光ファイバの終端部分(EF)が
その端部(FE)を結合窓(KF)に向かい合うように
配置され、光ファイバ端部(FE)および結合窓(KF
)を介して光波がファイバとデバイス(WL)との間を
直接結合されることを特徴とする光ファイバの結合装置
。 2)溝(FK)が断面V字形をしていることを特徴とす
る請求項1記載の装置。 3)基体(Sub)の表面(O)に、少なくとも結合窓
(KF)の高さ位置まで延びる二つのスリット状の通路
(K11、K12)が、これらが光デバイス特に導波体
(WL)の下側で互いに突き当たるか交差するように、
表面(O)から斜めに基体(Sub)の中に深くエッチ
ング加工され、それにより生じた斜めの通路(K11、
K12)によって両側が基体(Sub)から分離され少
なくとも結合窓(KF)の近くで基体(Sub)につな
がっているブリッジ又は舌片(Z)が結合窓(KF)の
高さ位置まで除去され、これにより溝(FK)および結
合窓(KF)が露出され、ブリッジ又は舌片(Z)を除
去して生じた断面V字形の溝(FK)の中に、光ファイ
バの終端部分(EF)が取り付けられることを特徴とす
る請求項1又は2記載の装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3833147 | 1988-09-29 | ||
DE3833147.0 | 1988-09-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH031112A true JPH031112A (ja) | 1991-01-07 |
Family
ID=6364022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1253720A Pending JPH031112A (ja) | 1988-09-29 | 1989-09-27 | 光フアイバの結合装置とその製法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4973133A (ja) |
EP (1) | EP0361153A3 (ja) |
JP (1) | JPH031112A (ja) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4741796A (en) * | 1985-05-29 | 1988-05-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for positioning and bonding a solid body to a support base |
DE58904033D1 (de) * | 1988-02-19 | 1993-05-19 | Siemens Ag | Isoliereinrichtung zum optischen isolieren integrierter komponenten. |
GB8805015D0 (en) * | 1988-03-02 | 1988-03-30 | British Telecomm | Optical fibre locating apparatus |
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