JPH04288507A - Optical fiber two-dimensional array module - Google Patents
Optical fiber two-dimensional array moduleInfo
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】この発明は二次元アレイモジュー
ルに関し、特に光通信の分野に於いて多数の光伝送用フ
ァイバと光信号処理装置等とを効率よく接続する光ファ
イバ二次元アレイモジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-dimensional array module, and more particularly to an optical fiber two-dimensional array module for efficiently connecting a large number of optical transmission fibers to an optical signal processing device, etc. in the field of optical communications.
【０００２】0002
【従来の技術】多数の光ファイバを光信号処理装置等に
接続するものとして、一方向に光ファイバを一定の間隔
で並べていく一次元アレイと二方向に所定の間隔で光フ
ァイバを並べる二次元アレイとがある。一般に、一次元
アレイは配列する光ファイバの本数に比例してモジュー
ルが大きくなるため、これと接続する装置等の小型化を
妨げる原因となる。また、多数の光ファイバを一方向に
並べるとき、各光ファイバを高精度に位置決めできるよ
うなモジュールを製作することも問題である。一方、二
次元アレイは多数の光ファイバをコンパクトにまとめら
れるため装置等の小型化には有利であるが、光ファイバ
の高精度位置決めに対しては一次元アレイと比べて制御
要因が多くなるので一層難しくなる。従来の技術として
、例えば図６及び図７に示される光ファイバ二次元アレ
イが報告されている。[Background Art] For connecting a large number of optical fibers to an optical signal processing device, etc., two-dimensional arrays include one-dimensional arrays in which optical fibers are arranged at regular intervals in one direction, and two-dimensional arrays in which optical fibers are arranged at predetermined intervals in two directions. There is an array. Generally, in a one-dimensional array, the size of the module increases in proportion to the number of optical fibers arranged, which hinders miniaturization of devices etc. connected to the one-dimensional array. Another problem is to manufacture a module that can position each optical fiber with high precision when arranging a large number of optical fibers in one direction. On the other hand, two-dimensional arrays are advantageous in reducing the size of equipment because they can compactly bundle many optical fibers, but they require more control factors than one-dimensional arrays for high-precision positioning of optical fibers. It becomes even more difficult. As a conventional technique, a two-dimensional optical fiber array shown in FIGS. 6 and 7, for example, has been reported.
【０００３】図６は、（１００）Ｓｉ基板１に異方性エ
ッチングで形成したＶ溝２に、光ファイバ３を固定した
基板を積層した二次元アレイモジュールを示したもので
ある。この場合、積層したＳｉ基板１は、接着剤４によ
り接着される。このモジュールの特徴は、Ｓｉ基板一層
に於ける光ファイバ３の横方向の位置精度が、Ｖ溝２に
よって決まるため比較的高精度となる。FIG. 6 shows a two-dimensional array module in which a substrate having an optical fiber 3 fixed thereto is stacked on a V-groove 2 formed by anisotropic etching on a (100) Si substrate 1. In this case, the stacked Si substrates 1 are bonded together using an adhesive 4. A feature of this module is that the lateral positional accuracy of the optical fiber 3 in one layer of the Si substrate is determined by the V-groove 2, so that it has relatively high accuracy.
【０００４】また、図７は（１００）Ｓｉ基板１に異方
性エッチングで四角形の貫通穴５を所定の間隔で形成し
、この穴の中に光ファイバ３を通して貫通穴５との接触
によって光ファイバの位置を決める二次元アレイモジュ
ールである。このモジュールでは、貫通穴５の位置はＳ
ｉ基板１の表面上に高精度で決定される。FIG. 7 shows that square through-holes 5 are formed at predetermined intervals in a (100) Si substrate 1 by anisotropic etching, and optical fibers 3 are passed through these holes and light is emitted by contact with the through-holes 5. It is a two-dimensional array module that determines the position of fibers. In this module, the position of the through hole 5 is S
It is determined with high precision on the surface of the i-substrate 1.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６の
二次元アレイモジュールでは、横方向の位置精度が高精
度となるが、縦方向の位置精度は、Ｓｉ基板１とこれら
Ｓｉ基板１間の接着剤４の厚さに依存している。また、
基板間相互の位置精度は、上下のＳｉ基板重ね合わせ精
度に影響される。このため、二次元の高精度位置決めは
困難なものであった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the two-dimensional array module shown in FIG. It depends on the thickness of agent 4. Also,
The mutual positional accuracy between the substrates is affected by the overlapping accuracy of the upper and lower Si substrates. For this reason, two-dimensional high-precision positioning has been difficult.
【０００６】一方、図７の二次元モジュールアレイでは
、前記貫通穴５の内壁５′が約５４．７度傾斜している
ため、側壁と光ファイバ３が接触するのは、ナイフエッ
ジ６のようになった先端部分である。したがって、光フ
ァイバ３を貫通穴５に通すとき、この先端部分に光ファ
イバ３の先端が当たったり、外周部が擦れたりして不要
な力がかかると簡単に壊れてしまう。そのため、光ファ
イバを高精度に位置決めすることが困難になるという問
題があった。On the other hand, in the two-dimensional module array shown in FIG. 7, since the inner wall 5' of the through hole 5 is inclined at about 54.7 degrees, the side wall and the optical fiber 3 come into contact with each other at a knife edge 6. This is the tip. Therefore, when passing the optical fiber 3 through the through hole 5, if the tip of the optical fiber 3 hits this tip or the outer periphery is rubbed and unnecessary force is applied, it will easily break. Therefore, there was a problem in that it became difficult to position the optical fiber with high precision.
【０００７】この発明は前記課題に鑑みてなされたもの
で、Ｓｉ基板間の接着剤の厚さや上下のＳｉ基板重ね合
わせ精度に影響されず、また光ファイバの先端が当たっ
たり、外周部が擦れたりして不要な力がかかると簡単に
壊れることなく、光ファイバの二次元の高精度位置決め
を行うことのできる光ファイバ二次元モジュールを提供
することを目的とする。This invention was made in view of the above-mentioned problems, and is not affected by the thickness of the adhesive between the Si substrates or the overlapping accuracy of the upper and lower Si substrates, and is not affected by the tip of the optical fiber hitting or the outer periphery being rubbed. To provide an optical fiber two-dimensional module that can perform two-dimensional high-precision positioning of an optical fiber without easily breaking when unnecessary force is applied.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、Ｓ
ｉ基板に於いて、表面に対して垂直な側壁を有する貫通
穴を二次元の配列となるように形成し、この貫通穴に光
ファイバを挿入して、光ファイバの外周と穴の少なくと
も２つの隣り合う垂直壁とが接触するように光ファイバ
を固定保持することを特徴とする。[Means for solving the problem] That is, this invention
In the i-board, through-holes with side walls perpendicular to the surface are formed in a two-dimensional array, and optical fibers are inserted into the through-holes so that the outer periphery of the optical fiber and at least two of the holes are The optical fiber is fixedly held so that the adjacent vertical walls are in contact with each other.
【０００９】[0009]
【作用】この発明は、（１００）Ｓｉ基板の代わりに（
１１０）Ｓｉ基板を用いることにより、基板に形成した
貫通穴の内壁が基板表面と垂直になって、光ファイバの
外周と内壁が接触するため、貫通穴の位置精度と同じ高
精度で光ファイバを二次元に配列することができる。[Operation] This invention provides (100) Si substrate instead of (100) Si substrate.
110) By using a Si substrate, the inner wall of the through hole formed in the substrate is perpendicular to the substrate surface, and the outer periphery of the optical fiber and the inner wall are in contact, so the optical fiber can be inserted with the same high precision as the positional accuracy of the through hole. Can be arranged in two dimensions.
【００１０】0010
【実施例】以下図面を参照して、この発明の実施例を説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】図１は、この発明の第１の実施例で、（ａ
）は二次元アレイコネクタの外観図で、（ｂ）は（ａ）
の光ファイバと貫通穴の結合状態を示した拡大図である
。図１の（ａ）に於いて、二次元アレイコネクタは、（
１１０）Ｓｉ基板１１に貫通穴１２を形成し、この貫通
穴１２に光ファイバ１３を組込んだ構成となっている。
光ファイバ１３は、図１の（ｂ）にその結合状態を示す
ように、貫通穴１２の４つまたは２つの垂直な内壁１４
に接触している。そして、光ファイバ１３と貫通穴１２
の隙間には、接着剤（図示せず）が充填され、両者を固
定している。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which (a
) is an external view of the two-dimensional array connector, (b) is (a)
FIG. 3 is an enlarged view showing the state of connection between the optical fiber and the through hole. In FIG. 1(a), the two-dimensional array connector is (
110) A through hole 12 is formed in the Si substrate 11, and an optical fiber 13 is installed in the through hole 12. The optical fibers 13 are connected to four or two vertical inner walls 14 of the through hole 12, as shown in FIG.
is in contact with. Then, the optical fiber 13 and the through hole 12
An adhesive (not shown) is filled in the gap between the two to fix the two.
【００１２】図２は、（１１０）Ｓｉ基板１１に関する
もので、従来の異方性エッチング及びレーザと異方性エ
ッチングを組合わせた加工法による加工形状の違いを示
している。（１１０）Ｓｉ基板に水酸化カリウム等のア
ルカリ液で従来の異方性エッチングを行うと、（１１０
）表面に対して四つの垂直（１１１）面１４と、２つの
３５．２度傾斜（１１１）面１５とで囲まれた形状が得
られる。この形状が貫通穴になるかどうかは、加工形状
の寸法とＳｉ基板１１の厚さによって決定される。例え
ば、直径約１２５μｍの光ファイバ１３を通すための貫
通穴は、一辺が約１３３μｍの菱形状でなければならな
い。また、厚さ約３００μｍの基板にこの形状を加工す
ると、最大深さ約７７μｍの位置に傾斜（１１１）面１
５が現れるため、これ以上深くすることはできず貫通穴
の形成は不可能となる。FIG. 2 relates to the (110) Si substrate 11 and shows the difference in processed shape between conventional anisotropic etching and a processing method combining laser and anisotropic etching. When conventional anisotropic etching is performed on a (110) Si substrate with an alkaline solution such as potassium hydroxide, (110
) A shape surrounded by four (111) planes 14 perpendicular to the surface and two (111) planes 15 inclined at 35.2 degrees is obtained. Whether this shape becomes a through hole is determined by the dimensions of the processed shape and the thickness of the Si substrate 11. For example, a through hole for passing the optical fiber 13 having a diameter of about 125 μm must have a diamond shape with a side of about 133 μm. Furthermore, when this shape is processed on a substrate approximately 300 μm thick, an inclined (111) surface 1 is placed at a maximum depth of approximately 77 μm.
5 appears, the depth cannot be made any deeper and it becomes impossible to form a through hole.
【００１３】この形状に対して、レーザと異方性エッチ
ングを組合わせた加工法（特願平２−４９４２３）を用
いて、レーザビーム１６を傾斜（１１１）面に照射して
この面を除去すると、四つの垂直（１１１）面１４だけ
が残り、同時に菱形状の貫通穴１２が形成される。For this shape, using a processing method that combines laser and anisotropic etching (Japanese Patent Application No. 2-49423), laser beam 16 is irradiated onto the inclined (111) surface to remove this surface. Then, only the four vertical (111) planes 14 remain, and at the same time, the diamond-shaped through holes 12 are formed.
【００１４】図３は、貫通穴１２に光ファイバ１３を通
したときの貫通穴１２の形状と光ファイバ１３の位置と
の関係を示したものである。貫通穴１２に光ファイバ１
３を挿入するとき、位置精度に関しては同図（ａ）に示
されるように、光ファイバ１３の外周が貫通穴の四つの
内壁１４に接触していることが望ましいが、これでは光
ファイバ１３を貫通穴１２に通すことができない。そこ
で貫通穴１２の寸法を大きくして光ファイバ１３と内壁
１４との間に小さな隙間を設ける必要がある。しかしな
がら、この隙間をそのままの状態にしておくと、光ファ
イバの位置誤差の原因となる。このため、貫通穴１２に
光ファイバ１３を通した後、同図（ｂ）に示されるよう
に、全てのファイバの外周が広い角度で交差する２つの
（１１１）面１４と接触（図に於いて実線の状態）させ
るか、または狭い角度で交差する２つの（１１１）面１
４と接触（同点線の状態）させるかの何れかによって、
この位置誤差の原因を除くことができる。これは、貫通
穴の加工寸法が変わっても各貫通穴の位置は所定の間隔
に配列することができるからである。FIG. 3 shows the relationship between the shape of the through hole 12 and the position of the optical fiber 13 when the optical fiber 13 is passed through the through hole 12. Optical fiber 1 in through hole 12
3, in terms of positional accuracy, it is desirable that the outer periphery of the optical fiber 13 be in contact with the four inner walls 14 of the through hole, as shown in FIG. It cannot be passed through the through hole 12. Therefore, it is necessary to increase the size of the through hole 12 to provide a small gap between the optical fiber 13 and the inner wall 14. However, if this gap is left as it is, it will cause a position error of the optical fiber. Therefore, after passing the optical fibers 13 through the through holes 12, as shown in FIG. two (111) planes that intersect at a narrow angle
By either contacting with 4 (tie-dotted line state),
This cause of position error can be eliminated. This is because even if the processing dimensions of the through holes change, the positions of the through holes can be arranged at predetermined intervals.
【００１５】このように、（１１０）Ｓｉ基板にレーザ
と異方性エッチングを組合わせた加工を行うことにより
、垂直な内壁を有する貫通穴を形成することができ、こ
の内壁と光ファイバとが面接触した状態で固定すること
により、高精度の二次元アレイモジュールを形成するこ
とができる。As described above, by processing a (110) Si substrate using a combination of laser and anisotropic etching, a through hole having a vertical inner wall can be formed, and this inner wall and an optical fiber can be connected. By fixing in a state of surface contact, a highly accurate two-dimensional array module can be formed.
【００１６】尚、このモジュールでは光ファイバを貫通
穴に挿入するときには、光ファイバの位置のばらつきが
ファイバと貫通穴の隙間以下となるように、予め位置精
度を調整しておくものとする。この事前位置調整を行わ
ない場合には、光ファイバを一本ずつ貫通穴に組込むし
かなく、この方法では実用的な観点から接続できるファ
イバの本数に制限を受けることがある。したがって、事
前位置精度調整は、多数の光ファイバを一括でＳｉ基板
の貫通穴に組込む場合、その組込む工程に於いて重要な
問題となる。次に、この発明の第２の実施例について説
明する。In this module, when inserting the optical fiber into the through hole, the positional accuracy is adjusted in advance so that the variation in the position of the optical fiber is equal to or less than the gap between the fiber and the through hole. If this preliminary position adjustment is not performed, the optical fibers must be assembled into the through holes one by one, and with this method, the number of fibers that can be connected may be limited from a practical standpoint. Therefore, when a large number of optical fibers are to be assembled into the through-holes of the Si substrate at once, preliminary positional accuracy adjustment becomes an important issue in the assembly process. Next, a second embodiment of the invention will be described.
【００１７】図４は、前述した事前位置精度調整の問題
を解決するための二次元アレイモジュールを示したもの
であり、（ａ）はコネクタ全体の外観を示しており、（
ｂ）は（ａ）の基板の貫通穴に光ファイバを組込んだ断
面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。（１１０）Ｓｉ
基板１１と（１００）Ｓｉ基板１とは、両方の貫通穴が
一致するように重ね合わされている。（１１０）Ｓｉ基
板１１に対しては、前述した第１の実施例と同様に、レ
ーザと異方性エッチングの組合せ加工法により垂直な内
壁をもつ貫通穴１２を形成し、（１００）Ｓｉ基板１で
は従来の異方性エッチングで約５４．７度傾斜した四つ
の（１１１）面を内壁とする貫通穴５を加工する。この
とき各基板に形成するそれぞれの貫通穴の平面形状は、
異方性エッチングの特徴により異なるが、（１１０）Ｓ
ｉ基板の垂直貫通穴１２は、ファイバ３の直径より少し
だけ（数μｍの隙間ができる程度）大きくし、（１００
）Ｓｉ基板１の傾斜貫通穴５はこれと同じか、更に大き
くしてもよい。そして、両方の基板１１及び１が、図４
の（ｂ）及び（ｃ）の位置関係となるように重ね合わせ
、両者の基板を接着剤または陽極接合等の方法により固
定する。この結果、（１１０）基板１１の垂直貫通穴１
２は（１００）基板１の傾斜貫通穴５によって、見かけ
上拡大されたことになる。このため、ファイバ３の位置
が多少ずれていても、ファイバ３の端面が貫通穴５の傾
斜面上にあれば、そのまま押込むことによりファイバ３
を（１１０）基板１１の垂直貫通穴１２の中に通すこと
ができる。FIG. 4 shows a two-dimensional array module for solving the above-mentioned problem of advance position accuracy adjustment, and (a) shows the external appearance of the entire connector;
(b) is a cross-sectional view of the optical fiber installed in the through hole of the substrate of (a), and (c) is a plan view of (b). (110)Si
The substrate 11 and the (100) Si substrate 1 are placed on top of each other so that their through holes are aligned. In the (110) Si substrate 11, a through hole 12 with a vertical inner wall is formed by a combination processing method of laser and anisotropic etching, as in the first embodiment described above. In step 1, a through hole 5 whose inner walls are four (111) planes inclined at approximately 54.7 degrees is processed by conventional anisotropic etching. At this time, the planar shape of each through hole formed in each board is
Although it depends on the characteristics of anisotropic etching, (110)S
The vertical through hole 12 of the i-board is made slightly larger than the diameter of the fiber 3 (to the extent that there is a gap of several μm), and
) The inclined through hole 5 of the Si substrate 1 may be the same as this or may be made larger. Then, both substrates 11 and 1 are shown in FIG.
(b) and (c), and both substrates are fixed by adhesive or anodic bonding or the like. As a result, (110) vertical through hole 1 of substrate 11
2 is apparently enlarged by the inclined through hole 5 of the (100) substrate 1. Therefore, even if the position of the fiber 3 is slightly shifted, as long as the end face of the fiber 3 is on the inclined surface of the through hole 5, the fiber 3 can be inserted by simply pushing it in.
(110) can be passed through the vertical through hole 12 of the substrate 11.
【００１８】具体的な効果として、（１１０）基板上に
形成された一辺が約１３３μｍの貫通穴に直径約１２５
μｍのファイバを挿入する場合、挿入時の両者の位置ず
れは０μｍでなければならない。ところが、（１１０）
基板の上に厚さ約３００μｍの（１００）基板を図４の
（ｂ）のように重ねると、一辺が約５５０μｍの正方形
の開口となり、開口中心からのファイバの位置ずれは約
２１０μｍまで許容される。したがって、多数本の光フ
ァイバを一括でＳｉ基板に組込む場合でも、前述した事
前位置精度調整の必要がなくなる。As a specific effect, a through hole with a diameter of about 125 μm on one side formed on the (110) substrate has a diameter of about 133 μm.
When inserting a μm fiber, the positional deviation between the two at the time of insertion must be 0 μm. However, (110)
When a (100) substrate with a thickness of about 300 μm is stacked on top of the substrate as shown in Figure 4(b), a square opening with one side of about 550 μm is formed, and the positional deviation of the fiber from the center of the aperture is allowed up to about 210 μm. Ru. Therefore, even when a large number of optical fibers are assembled into a Si substrate at once, there is no need for the above-mentioned prior position accuracy adjustment.
【００１９】尚、この第２の実施例では、傾斜貫通穴の
材料に（１００）Ｓｉ基板を用いているが、要点は傾斜
貫通穴が形成できればよいのであって、金属やセラミッ
クス等、他の材料を使用することも可能である。例えば
金属は、後述する第３の実施例と同様にエッチングで貫
通穴を形成することができ、セラミックスはレーザアシ
ストエッチングで容易に貫通穴が加工できるので、（１
００）Ｓｉと同じように使うことができる。In this second embodiment, a (100) Si substrate is used as the material for the inclined through hole, but the point is that it is sufficient to form the inclined through hole, and other materials such as metals and ceramics are used. It is also possible to use materials. For example, in metals, through-holes can be formed by etching as in the third embodiment described later, and in ceramics, through-holes can be easily formed by laser-assisted etching.
00) Can be used in the same way as Si.
【００２０】以上により、第１及び第２の実施例のモジ
ュールは、高精度で光ファイバを配列しているので、光
ファイバ端面と他方の光部品とが接触しているか、或い
はかなり近接した位置にある場合の接続では、位置ずれ
による両者の接続損失は小さい。しかし光ファイバと他
方の光部品が離れている場合、光ファイバを出た光は発
散するので他方の光部品に到達できる光量は少なく、こ
のとき接続損失は大きくなる。次に、この発明の第３の
実施例を説明する。As described above, in the modules of the first and second embodiments, the optical fibers are arranged with high precision, so that the end face of the optical fiber and the other optical component are in contact with each other, or are located very close to each other. In the case where the connection is made between the two sides, the connection loss between the two due to positional deviation is small. However, when the optical fiber and the other optical component are separated, the light exiting the optical fiber diverges, so the amount of light that can reach the other optical component is small, and in this case, the connection loss increases. Next, a third embodiment of the invention will be described.
【００２１】図５は、ファイバと離れた位置にある光部
品との接続に於いて、その接続損失を低減するための光
収束型の二次元アレイモジュールを示したものである。
同図（ａ）はその外観図、（ｂ）はマイクロレンズアレ
イ基板１６、（ｃ）は貫通穴に装着した一本の光ファイ
バ１３と１つのマイクロレンズ１７の結合状態を示す断
面拡大図である。FIG. 5 shows a light convergence type two-dimensional array module for reducing connection loss when connecting a fiber to an optical component located at a remote location. (a) is an external view of the same, (b) is a microlens array substrate 16, and (c) is an enlarged cross-sectional view showing a coupled state of one optical fiber 13 and one microlens 17 attached to a through hole. be.
【００２２】マイクロレンズはガラス基板内に不純物を
拡散し、拡散領域と非拡散領域との屈折率の違いを利用
してレンズ効果を持たせたもので、光ファイバアレイと
同じ間隔となるようにガラス平板上に配列している。こ
のマイクロレンズアレイは全体が凹凸のない平板形状で
あるため、接着等により簡単に図５の（ａ）の形状にす
ることができる。そして、光ファイバ端面とマイクロレ
ンズ１７は、図５の（ｃ）のように、ほぼ接触した状態
で固定される。この結果、光ファイバ１３を出た光は、
すぐにマイクロレンズ１６に入り、そしてマイクロレン
ズの焦点へ絞りこまれる。このとき、接続する他方の光
部品（図示せず）をマイクロレンズ１７の焦点位置に設
置しておけば、光ファイバとこの光部品とを低損失で光
接続できる。尚、マイクロレンズの焦点距離は、ガラス
基板内に拡散する不純物濃度を変えることで、調整でき
る。[0022] Microlenses are made by diffusing impurities into a glass substrate and using the difference in refractive index between the diffused region and the non-diffused region to create a lens effect. Arranged on a flat glass plate. Since this microlens array has a flat plate shape with no irregularities, it can be easily formed into the shape shown in FIG. 5(a) by adhesion or the like. Then, the end face of the optical fiber and the microlens 17 are fixed in a substantially contacting state as shown in FIG. 5(c). As a result, the light exiting the optical fiber 13 is
The light immediately enters the microlens 16 and is narrowed down to the focal point of the microlens. At this time, if the other optical component (not shown) to be connected is installed at the focal position of the microlens 17, the optical fiber and this optical component can be optically connected with low loss. Note that the focal length of the microlens can be adjusted by changing the concentration of impurities diffused into the glass substrate.
【００２３】以上、説明したように（１１０）Ｓｉ基板
を用いると高精度の二次元アレイモジュールができ、（
１１０）Ｓｉ基板に（１００）Ｓｉ基板のような貫通穴
の開口を拡大する基板を重ね合わせると多数の光ファイ
バを高精度で一括組込みできる二次元アレイモジュール
が得られる。更に、マイクロレンズアレイを組合わせる
と光の発散による接続損失の低減、高精度一括組み込み
の可能な二次元アレイモジュールが作製できる。このよ
うな二次元アレイコネクタは空間光実装技術等に使用可
能である。As explained above, a high-precision two-dimensional array module can be made by using a (110) Si substrate, and (
By superimposing a substrate that enlarges the opening of a through hole, such as a (100) Si substrate, on a 110) Si substrate, a two-dimensional array module can be obtained in which a large number of optical fibers can be assembled at once with high precision. Furthermore, by combining microlens arrays, a two-dimensional array module can be produced that reduces connection loss due to light divergence and allows for high-precision batch assembly. Such a two-dimensional array connector can be used in spatial optical packaging technology and the like.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、Ｓｉ基
板間の接着剤の厚さや上下のＳｉ基板重ね合わせ精度に
影響されず、また光ファイバの先端が当たったり、外周
部が擦れたりして不要な力がかかると簡単に壊れること
なく、光ファイバの二次元の高精度位置決めを行うこと
のできる光ファイバ二次元モジュールを提供することが
できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is not affected by the thickness of the adhesive between the Si substrates or the overlapping accuracy of the upper and lower Si substrates, and there is no possibility that the tip of the optical fiber will hit or the outer periphery will be rubbed. It is possible to provide an optical fiber two-dimensional module that can perform two-dimensional high-precision positioning of an optical fiber without easily breaking when unnecessary force is applied thereto.
【図１】この発明の第１の実施例を示す（１１０）Ｓｉ
基板の二次元アレイモジュールで、（ａ）は二次元アレ
イコネクタの外観図、（ｂ）は（ａ）の光ファイバと貫
通穴の結合状態を示した拡大図である。FIG. 1: (110)Si showing a first embodiment of the present invention.
In the two-dimensional array module of the substrate, (a) is an external view of the two-dimensional array connector, and (b) is an enlarged view showing the state of connection between the optical fiber and the through hole in (a).
【図２】（１１０）Ｓｉ基板に対する従来の異方性エッ
チング及びレーザと異方性エッチングを組合わせた加工
法による加工形状の違いを比較した図である。FIG. 2 is a diagram comparing the difference in processed shape between conventional anisotropic etching and a processing method combining laser and anisotropic etching on a (110) Si substrate.
【図３】（１１０）Ｓｉ基板の貫通穴形状と光ファイバ
の位置関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the through hole shape of the (110) Si substrate and the optical fiber.
【図４】（１００）Ｓｉ基板と（１１０）Ｓｉ基板を組
合わせた二次元アレイモジュールで、（ａ）はコネクタ
全体の外観図、（ｂ）は（ａ）の基板の貫通穴に光ファ
イバを組込んだ断面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である
。[Figure 4] A two-dimensional array module that combines a (100) Si substrate and a (110) Si substrate. (a) is an external view of the entire connector, and (b) is an optical fiber inserted into the through hole of the substrate in (a). (c) is a plan view of (b).
【図５】（１００）Ｓｉ基板と（１１０）Ｓｉ基板とマ
イクロレンズアレイ基板を組合わせた二次元アレイモジ
ュールで、（ａ）は外観図、（ｂ）はマイクロレンズア
レイ基板を示した外観図、（ｃ）は貫通穴に装着した１
本の光ファイバと１つのマイクロレンズの結合状態を示
す断面拡大図である。FIG. 5 is a two-dimensional array module that combines a (100) Si substrate, a (110) Si substrate, and a microlens array substrate; (a) is an external view, and (b) is an external view showing the microlens array substrate. , (c) is 1 attached to the through hole.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a coupled state of a book optical fiber and one microlens.
【図６】（１００）Ｓｉ基板を積層した二次元アレイモ
ジュールを示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a two-dimensional array module in which (100) Si substrates are stacked.
【図７】（１００）Ｓｉ基板に傾斜貫通穴を二次元に配
列したアレイモジュールを示した斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an array module in which inclined through holes are arranged two-dimensionally on a (100) Si substrate.
１…（１００）Ｓｉ基板、２…Ｖ溝、３、１３…光ファ
イバ、４…接着剤、５、５′…（１００）Ｓｉ基板の貫
通穴（傾斜貫通穴）、６…ナイフエッジ、１１…（１１
０）Ｓｉ基板、１２…（１１０）Ｓｉ基板の貫通穴（垂
直貫通穴）、１４…（１１１）面（垂直内壁）、１５…
傾斜（１１１）面、１６…マイクロレンズアレイ基板、
１７…マイクロレンズ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... (100) Si substrate, 2... V groove, 3, 13... Optical fiber, 4... Adhesive, 5, 5'... (100) Si substrate through hole (slanted through hole), 6... Knife edge, 11 …(11
0) Si substrate, 12...(110) Si substrate through hole (vertical through hole), 14...(111) plane (vertical inner wall), 15...
Inclined (111) surface, 16... microlens array substrate,
17...Micro lens.
Claims (4)
な側壁を有する貫通穴を二次元の配列となるように形成
し、この貫通穴に光ファイバを挿入して、光ファイバの
外周と穴の少なくとも２つの隣り合う垂直壁とが接触す
るように光ファイバを固定保持することを特徴とする光
ファイバ二次元アレイモジュール。Claim 1: In a Si substrate, through-holes having side walls perpendicular to the surface are formed in a two-dimensional array, and optical fibers are inserted into the through-holes so that the outer periphery of the optical fibers and An optical fiber two-dimensional array module characterized in that an optical fiber is fixedly held so that at least two adjacent vertical walls of the hole are in contact with each other.
斜する四つの面で構成された内壁を有する貫通穴を、前
記Ｓｉ基板と同じ二次元配列で形成したＳｉ基板、また
は金属やセラミックスにＳｉ基板の貫通穴と同じ二次元
配列で、開口面積が大きくなるように穴の内壁が傾斜し
た貫通穴を形成した基板を用いて、これらの貫通穴が前
記Ｓｉ基板の貫通穴と一致するように両者の基板を重ね
合わせて、これらの貫通穴に光ファイバを挿入し、Ｓｉ
基板の貫通穴の内壁と光ファイバの外周とが接触するよ
うに、光ファイバを固定保持する請求項１に記載の光フ
ァイバ二次元アレイモジュール。2. A Si substrate in which a through hole having an inner wall composed of four planes inclined at about 54.7 degrees is formed in the same two-dimensional arrangement as the Si substrate, or a metal or Using a ceramic substrate in which through holes are formed in the same two-dimensional arrangement as the through holes of the Si substrate, and the inner walls of the holes are inclined so that the opening area is large, these through holes match the through holes of the Si substrate. Lay the two substrates on top of each other, insert optical fibers into these through holes, and
The optical fiber two-dimensional array module according to claim 1, wherein the optical fiber is fixedly held so that the inner wall of the through hole of the substrate and the outer periphery of the optical fiber are in contact with each other.
列で形成されたマイクロレンズアレイ基板を、前記表面
に対して垂直な側壁を有する貫通穴を二次元の配列とな
るように形成した構成を有するＳｉ基板の片面に取付け
る請求項１に記載の光ファイバ二次元アレイモジュール
。3. A configuration in which a microlens array substrate is formed in the same two-dimensional array as the through-holes of the Si substrate, and the through-holes having side walls perpendicular to the surface are formed in a two-dimensional array. 2. The optical fiber two-dimensional array module according to claim 1, wherein the optical fiber two-dimensional array module is attached to one side of a Si substrate.
で傾斜する四つの面で構成された内壁を有する貫通穴を
前記Ｓｉ基板と同じ二次元配列で形成したＳｉ基板、ま
たは金属やセラミックスにＳｉ基板の貫通穴と同じ二次
元配列で、開口面積が大きくなるように穴の内壁が傾斜
した貫通穴を形成した構成を有するＳｉ基板の片面に、
前記Ｓｉ基板の貫通穴と同じ二次元配列で形成されたマ
イクロレンズアレイ基板を取付ける請求項２に記載の光
ファイバ二次元アレイモジュール。4. The Si substrate has through holes formed in the same two-dimensional arrangement as the Si substrate, or a metal or On one side of a Si substrate, the through holes are formed in ceramic in the same two-dimensional arrangement as the through holes of the Si substrate, and the inner walls of the holes are inclined to increase the opening area.
The optical fiber two-dimensional array module according to claim 2, wherein a microlens array substrate formed in the same two-dimensional arrangement as the through-holes of the Si substrate is attached.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3052695A JPH04288507A (en) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | Optical fiber two-dimensional array module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3052695A JPH04288507A (en) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | Optical fiber two-dimensional array module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288507A true JPH04288507A (en) | 1992-10-13 |
Family
ID=12922024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3052695A Pending JPH04288507A (en) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | Optical fiber two-dimensional array module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04288507A (en) |
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1991
- 1991-03-18 JP JP3052695A patent/JPH04288507A/en active Pending
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