JPH06138340A - 光導波路と光ファイバとの光結合構造 - Google Patents

光導波路と光ファイバとの光結合構造

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JPH06138340A
JPH06138340A JP28744292A JP28744292A JPH06138340A JP H06138340 A JPH06138340 A JP H06138340A JP 28744292 A JP28744292 A JP 28744292A JP 28744292 A JP28744292 A JP 28744292A JP H06138340 A JPH06138340 A JP H06138340A
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JP
Japan
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optical
optical fiber
optical waveguide
substrate
guide
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Application number
JP28744292A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Takahara
秀行 高原
Shinji Koike
真司 小池
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高さ方向の精度のよい位置合わせ
を確保する上において光導波路はコア層のみを高精度に
膜厚制御すればよく、光導波路および光ファイバをそれ
ぞれ複数としてもこれを一括して高精度に光結合させる
ことを目的とする。 【構成】 光ファイバ14を、光ファイバ固定基板19
の基板面19aに形成した光ファイバ固定溝20に、そ
の光軸中心から基板面19aまでの距離が光導波路12
の上面から光導波路コア15の中心までの距離と等しく
なるように固定し、光ファイバ固定基板19には光ファ
イバ固定溝20の両側方に2つの位置合わせ用突起18
を形成し、光導波路基板11には光導波路12上面と同
一高さのガイド面13aとガイド溝13bとを有する位
置合わせ用ガイド13を形成し、光ファイバ14先端と
光導波路12先端とを密接させた状態で2つの位置合わ
せ用突起18をガイド溝13bに挿入し、基板面19a
をガイド面13aに密着、固定したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信装置等におい
て、基板上に形成された光導波路と光ファイバとを光結
合させる光導波路と光ファイバとの光結合構造であっ
て、例えば光導波路モジュール同士の間、光導波路モジ
ュールと光導波路ボードとの間、あるいは光導波路ボー
ド同士の間を光ファイバで光結合させる光導波路と光フ
ァイバとの光結合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】光導波路と光ファイバとを光結合させる
光結合構造については、光軸調整を簡便にするために光
導波路が形成されている基板面に、光導波路と直列にガ
イド溝を設け、このガイド溝に光ファイバを挿入させて
光結合させる構造が報告されている(例えば Y.Yamada
et.al., "High-silica multimode channnel waveguides
tructure for minimizing fiber-waveguide-fiber coup
ling loss"; J.Lightwave Tech LT-4,277(1986))。図
2は、このガイド溝を用いた従来の光結合構造を示して
いる。図中、21は基板、22は光導波路、23は光フ
ァイバ挿入用ガイドであり、2個の光ファイバ挿入用ガ
イド23の間にガイド溝24が形成されている。25は
光ファイバ、26は光導波路コア、27は光導波路クラ
ッド、28は光ファイバコア(点線の円部分)である。
この光結合構造では、ガイド溝24の幅を光ファイバ2
5の外径と同等にし、かつ光ファイバコア28の位置が
光導波路コア26の位置と一致するように、光ファイバ
挿入用ガイド23の高さ(あるいはガイド溝24の深
さ)を制御することによって、ガイド溝24に光ファイ
バ25を挿入するだけで、複雑な位置合わせ操作を必要
とせずに光結合させることができるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、精度よ
く光結合させるためにはガイド溝24の幅および深さの
精度として1ミクロン以下が必要である。ガイド溝24
は反応性イオンエッチング(RIE)により形成するた
め、溝幅についてはマスク精度の範囲で1ミクロン以下
に制御することが可能である。しかしながら、溝深さに
ついて特にポリイミド材料のような有機光導波路材料で
は、基板21上に光導波路クラッド27層および光導波
路コア26層をスピンコーティングした後キュア工程を
経て光導波路22膜を形成していくため、スピンコーテ
ィング時の膜厚誤差とキュア時の膜収縮誤差が重畳して
光導波路コア26および光導波路クラッド27の膜厚を
設定値(例えば各々50ミクロンおよび40ミクロン)
に対して1ミクロン以下の誤差に制御することは困難で
あり、従って光ファイバコア28と光導波路コア26と
の高さ方向の精度のよい位置合わせは困難であった。ま
た、従来は光ファイバ25と光導波路22とを1箇所づ
つ位置合わせし、固定していたため、組立てが煩雑であ
った。さらに、1本の光ファイバ25の位置合わせ、固
定に、光ファイバ挿入用ガイド23が光ファイバ25の
両側に2箇所必要であるため、複数の光ファイバ25を
複数の光導波路22に光結合させる場合、光ファイバ2
5間のピッチを短縮することが困難であり、高密度化、
云い換えれば光結合構造の小型化を図ることが難かしか
った。
【0004】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたもので、高さ方向の精度のよい位置合わせを確
保する上において光導波路はコア層のみを高精度に膜厚
制御をすればよく、光導波路および光ファイバをそれぞ
れ複数としても、これを一括して高精度に光結合させる
ことができ、ガイド溝は高精度の深さ加工を不要とし、
さらに小型化が可能な光導波路と光ファイバとの光結合
構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、光導波路基板上に形成された光導波路と光
ファイバとを光結合させる光導波路と光ファイバとの光
結合構造において、前記光ファイバを、光ファイバ固定
基板の基板面に形成した光ファイバ固定溝に、当該光フ
ァイバの光軸中心から前記基板面までの距離が前記光導
波路の上面から当該光導波路コアの中心までの距離と等
距離になるように挿入、固定し、前記光ファイバ固定基
板には前記光ファイバ固定溝の両側方に2つの位置合わ
せ用突起を形成し、前記光導波路基板には前記光導波路
の上面と同一高さのガイド面と前記2つの位置合わせ用
突起に対応したガイド溝とを有する位置合わせ用ガイド
を形成し、前記光ファイバ先端と光導波路先端とを密接
させた状態で前記2つの位置合わせ用突起を前記ガイド
溝に挿入し、前記光ファイバ固定基板の基板面を前記ガ
イド面に密着、固定してなることを要旨とする。
【0006】
【作用】上記構成において、光ファイバは、光ファイバ
固定基板の基板面に形成した光ファイバ固定溝に、その
光軸中心から基板面までの距離が光導波路の上面から光
導波路コアの中心までの距離と等距離になるように挿
入、固定される。このようにして光ファイバ固定基板に
固定された光ファイバの先端を光導波路の先端に密接さ
せるようにして、光ファイバ固定基板側の2つの位置合
わせ用突起を位置合わせ用ガイドのガイド溝に挿入する
ことにより光導波路と光ファイバ間の横方向の位置合わ
せが行われる。次いで、光ファイバ固定基板の基板面を
位置合わせ用ガイドのガイド面に密着、固定することに
より高さ方向の位置合わせが行われ、光導波路と光ファ
イバとが高精度に光結合される。このように、光導波路
と光ファイバとの光結合の高さ方向の位置合わせ基準
を、光導波路の上面と同一高さのガイド面とすることに
より、光導波路はコア層のみを高精度に膜厚制御すれば
よく、従来のようにコア層に加えてクラッド層も高精度
に膜厚制御する必要がなくなる。光導波路基板には所要
間隔をおいて複数の光導波路を形成し、これに対応して
光ファイバ固定基板には2つの位置合わせ用突起の間に
複数の光ファイバ固定溝を形成して複数の光ファイバを
挿入、固定すれば、複数の光導波路と複数の光ファイバ
とを一括して高精度に光結合させることが可能となる。
またこの場合において、従来のように、各光ファイバの
両側に光ファイバ挿入用ガイドを設ける必要がないた
め、複数の光ファイバ間のピッチが短縮されて光結合構
造の小型化が可能となる。さらにガイド溝の深さは、光
ファイバ固定基板を位置合わせ用ガイドに位置決めする
際に光ファイバがその溝底に接する深さ以上に設定すれ
ばよく、従って高精度な溝深さ加工は不要となる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1に基づき詳細に
説明する。図中、11は光導波路12が形成されている
光導波路基板であり、この基板11上には、光導波路1
2形成部位の両側方に、さらに光導波路12の上面と同
一高さのガイド面13aと後述する2つの位置合わせ用
突起に対応したガイド溝13bとを有する位置合わせ用
ガイド13が形成されている。14は光ファイバ、15
は光導波路コア、16は光導波路クラッド、17は光フ
ァイバコア(点線の円部分)、19は光ファイバ固定基
板であり、その基板面19aには光ファイバ固定溝20
が形成され、光ファイバ固定溝20の両側方には2つの
位置合わせ用突起18が形成されている。
【0008】光導波路基板11は例えばSiやアルミナ
で作製されており、光導波路基板11上に形成された光
導波路12は、例えばポリイミドやポリメチルメタクリ
レート(PMMA)をスピンコーティングした後、反応
性イオンエッチングにより形成されている。光導波路コ
ア15と光導波路クラッド16の幅と高さは、例えば各
々50×50ミクロンと50×40ミクロンである。ま
た位置合わせ用ガイド13は光導波路基板11上に光導
波路12と同時に形成されるため、ガイド面13aの高
さは光導波路12の上面の高さに等しく、ガイド溝13
bの幅と深さは、例えば500×90ミクロンである。
光ファイバ固定基板19は例えばガラスから成り、光フ
ァイバ固定溝20は例えば化学エッチングあるいは機械
加工により形成されている。光ファイバ固定溝20の深
さ、幅および形状は、例えばファイバ径125ミクロ
ン、コア径50ミクロンの光ファイバ14を密着して挿
入した場合に、光ファイバコア17の中心から光ファイ
バ固定基板の基板面19aまでの距離が25ミクロンに
なるように、例えば深さ65ミクロン、幅130ミクロ
ンのV型溝となっている。光ファイバ14は光ファイバ
固定溝20に密着して挿入した後、例えば紫外線硬化型
接着剤により固定される。位置合わせ用突起18は、そ
れぞれ例えば幅が50ミクロン、高さが50ミクロンで
あり、2つの突起18の両外側部間の距離は500ミク
ロンである。
【0009】次に、光結合構造の位置合わせおよび組付
けを説明する。まず、光学顕微鏡下で2つの位置合わせ
用突起18をガイド溝13bに挿入することによって、
複数の光導波路12と複数の光ファイバ14間のx軸方
向の位置合わせを行う。光ファイバ固定基板19の材質
として、例えばガラスを用いた場合、x軸方向位置合わ
せは光学顕微鏡下で目視で容易に行える。材質としてS
i基板等を用いた場合には、基板面19aと反対側の
面、即ち上面において位置合わせ用突起18に相当する
位置にマーカを付与しておく等のことを行えばよい。次
いで、光ファイバ14の端面を光導波路12の端面に押
しつけた後、光ファイバ固定基板19の基板面19aを
図示していない治具を用いてガイド面13aに密着させ
ることにより、y軸およびz軸方向の位置合わせを行
う。各軸の位置合わせ状態において、引き続き、例えば
紫外線硬化型接着剤を用いて固定させることにより、光
導波路12と光ファイバ14とを高精度に光結合させる
ことができる。なお、光導波路は石英系ガラス材料から
形成されていてもよい。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板面に形成した光ファイバ固定溝に、光ファイバをそ
の光軸中心から前記基板面までの距離が光導波路の上面
から光導波路コア中心までの距離と等しくなるように固
定し、前記光ファイバ固定溝の両側方には2つの位置合
わせ用突起を設けた光ファイバ固定基板を用い、光導波
路基板には、光導波路の上面と同一高さのガイド面と前
記2つの位置合わせ用突起に対応したガイド溝とを有す
る位置合わせ用ガイドを形成し、光ファイバ先端と光導
波路先端とを密接させた状態で2つの位置合わせ用突起
をガイド溝に挿入し、光ファイバ固定基板の基板面をガ
イド面に密着、固定するようにしたため、高さ方向の位
置合わせ基準が光導波路の上面と同一高さのガイド面と
なるので、光導波路層はコア層のみを高精度に膜厚制御
すればよく、従来のようにコア層に加えてクラッド層も
高精度に膜厚制御をする必要がない。光導波路基板上の
光導波路を複数とし、これに対応して光ファイバ固定基
板には2つの位置合わせ用突起の間に複数の光ファイバ
固定溝を形成して複数の光ファイバを固定すれば複数の
光導波路と複数の光ファイバとを一括して高精度に光結
合させることができる。またこの場合において、従来の
ように、各光ファイバの両側に光ファイバ挿入用ガイド
を設ける必要がないので、光ファイバ間のピッチが短縮
されて光結合構造を小型化することができる。さらにガ
イド溝の深さは、光ファイバ固定基板を位置合わせ用ガ
イドに位置決めする際に光ファイバがその溝底に接する
深さ以上に設定すればよく、従って高精度な溝深さ加工
は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光導波路と光ファイバとの光結合
構造の実施例を示す構成図である。
【図2】従来の光導波路と光ファイバとの光結合構造を
示す構成図である。
【符号の説明】
11 光導波路基板 12 光導波路 13 位置合わせ用ガイド 13a ガイド面 13b ガイド溝 14 光ファイバ 15 光導波路コア 17 光ファイバコア 18 位置合わせ用突起 19 光ファイバ固定基板 20 光ファイバ固定溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導波路基板上に形成された光導波路と
    光ファイバとを光結合させる光導波路と光ファイバとの
    光結合構造において、前記光ファイバを、光ファイバ固
    定基板の基板面に形成した光ファイバ固定溝に、当該光
    ファイバの光軸中心から前記基板面までの距離が前記光
    導波路の上面から当該光導波路コアの中心までの距離と
    等距離になるように挿入、固定し、前記光ファイバ固定
    基板には前記光ファイバ固定溝の両側方に2つの位置合
    わせ用突起を形成し、前記光導波路基板には前記光導波
    路の上面と同一高さのガイド面と前記2つの位置合わせ
    用突起に対応したガイド溝とを有する位置合わせ用ガイ
    ドを形成し、前記光ファイバ先端と光導波路先端とを密
    接させた状態で前記2つの位置合わせ用突起を前記ガイ
    ド溝に挿入し、前記光ファイバ固定基板の基板面を前記
    ガイド面に密着、固定してなることを特徴とする光導波
    路と光ファイバとの光結合構造。
JP28744292A 1992-10-26 1992-10-26 光導波路と光ファイバとの光結合構造 Pending JPH06138340A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015098854A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 株式会社フジクラ 光学装置の製造方法
US10048455B2 (en) * 2016-01-18 2018-08-14 Cisco Technology, Inc. Passive fiber array connector alignment to photonic chip
JP2023024617A (ja) * 2019-04-24 2023-02-16 日本電信電話株式会社 光モジュールの組立方法

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