JPH08110435A - 半導体光結合装置 - Google Patents
半導体光結合装置Info
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- JPH08110435A JPH08110435A JP6245916A JP24591694A JPH08110435A JP H08110435 A JPH08110435 A JP H08110435A JP 6245916 A JP6245916 A JP 6245916A JP 24591694 A JP24591694 A JP 24591694A JP H08110435 A JPH08110435 A JP H08110435A
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- Japan
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- optical
- fiber
- fibers
- groove
- fixed
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ファイバの先端は、予めフェルールの穴に固定
しておき、一方、ベースには、フェルール固定用の溝を
予め設けておく。組立は、ベースの中央に光部品を固定
し、電源用のワイヤボンディングを行う。電源を印加し
て光部品を動作させながらファイバとの光軸調整を行
い、両者を端面固定した後ベース溝にファイバを接合固
定する。 【効果】ファイバを固定したフェルールと光部品との間
で材料の違いに伴う接合部熱応力が発生しても、フェル
ール及び光部品はベースの溝に接合固定されており、光
軸ずれを起こすことはない。また、接合界面でクリープ
変形を起こすこともなく、長期の使用に対しても安定し
た光結合を得ることが可能となる効果がある。
しておき、一方、ベースには、フェルール固定用の溝を
予め設けておく。組立は、ベースの中央に光部品を固定
し、電源用のワイヤボンディングを行う。電源を印加し
て光部品を動作させながらファイバとの光軸調整を行
い、両者を端面固定した後ベース溝にファイバを接合固
定する。 【効果】ファイバを固定したフェルールと光部品との間
で材料の違いに伴う接合部熱応力が発生しても、フェル
ール及び光部品はベースの溝に接合固定されており、光
軸ずれを起こすことはない。また、接合界面でクリープ
変形を起こすこともなく、長期の使用に対しても安定し
た光結合を得ることが可能となる効果がある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを介して光
の伝送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変
調器、光導波路などの光部品を内在してなる半導体光結
合装置に係り、特に光集積回路、光スイッチ、光増幅
器、光変調器、光導波路の光信号入出力部に光ファイバ
を接合固定するに好適な半導体光結合装置に関する。
の伝送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変
調器、光導波路などの光部品を内在してなる半導体光結
合装置に係り、特に光集積回路、光スイッチ、光増幅
器、光変調器、光導波路の光信号入出力部に光ファイバ
を接合固定するに好適な半導体光結合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば図8(特開平5ー2880
3号公報)に記載(以下第1の従来例という)のように
光ファイバ芯線1a内を伝送されコリメータ2aから出
力された光信号が、光伝送媒体6を介してコリメータ2
bに入射して光ファイバ芯線1b内に導かれる光結合器
において、凹部を設けてコの字形とした固定用ブロック
を前記コリメータの少なくとも1つを固定する固定部材
とし、この固定用ブロックの前記凹部を避けた位置に一
本の固定用ねじを通すと共に、前記凹部の対向面の一方
に一本の締付用ねじを装着した固定となっている。
3号公報)に記載(以下第1の従来例という)のように
光ファイバ芯線1a内を伝送されコリメータ2aから出
力された光信号が、光伝送媒体6を介してコリメータ2
bに入射して光ファイバ芯線1b内に導かれる光結合器
において、凹部を設けてコの字形とした固定用ブロック
を前記コリメータの少なくとも1つを固定する固定部材
とし、この固定用ブロックの前記凹部を避けた位置に一
本の固定用ねじを通すと共に、前記凹部の対向面の一方
に一本の締付用ねじを装着した固定となっている。
【0003】また、図9(1992年電子情報通信学会
秋期大会 4ー232)に記載(以下第2の従来例とい
う)のように、8芯ファイバアレイで伝送された8本の
光を導波路に入射させ、導波路部を伝送した光をさらに
8芯ファイバアレイに出射させるプレーナ光波回路にお
いて、溝型ガラス筐体に固定した8芯ファイバアレイと
導波路部の端面同士を光軸合わせし、UV接着剤を塗布
し紫外線照射して接着固定しているものが知られてい
る。
秋期大会 4ー232)に記載(以下第2の従来例とい
う)のように、8芯ファイバアレイで伝送された8本の
光を導波路に入射させ、導波路部を伝送した光をさらに
8芯ファイバアレイに出射させるプレーナ光波回路にお
いて、溝型ガラス筐体に固定した8芯ファイバアレイと
導波路部の端面同士を光軸合わせし、UV接着剤を塗布
し紫外線照射して接着固定しているものが知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記第1の従来例は、
図8に示すように、固定用ねじ及び締付用ねじで軸ずれ
を調整して基板に取り付ける構造となっているが、コリ
メータと光伝送媒体との軸ずれは一般的に数ミクロンの
単位での調整が必要で、これをねじ締結だけで微妙な位
置調節を行うのは困難であり、ねじ締付時光ファイバ芯
線に回転力が加わったり、例え位置合わせできたとして
も調整に多くの時間がかかるという問題があった。
図8に示すように、固定用ねじ及び締付用ねじで軸ずれ
を調整して基板に取り付ける構造となっているが、コリ
メータと光伝送媒体との軸ずれは一般的に数ミクロンの
単位での調整が必要で、これをねじ締結だけで微妙な位
置調節を行うのは困難であり、ねじ締付時光ファイバ芯
線に回転力が加わったり、例え位置合わせできたとして
も調整に多くの時間がかかるという問題があった。
【0005】また、ねじ締付はねじの弾性締結力で固定
されるが、長期間の固定で温度変化、振動が加わり締結
力が緩んで光結合の変動を起こす可能性があるという問
題があった。◆更には、ねじ締結部が外部から遮断され
ていないため、外力をうけて位置ずれする可能性があっ
た。
されるが、長期間の固定で温度変化、振動が加わり締結
力が緩んで光結合の変動を起こす可能性があるという問
題があった。◆更には、ねじ締結部が外部から遮断され
ていないため、外力をうけて位置ずれする可能性があっ
た。
【0006】また、光伝送媒体とコリメータ固定用ブロ
ックとの線膨張係数を考慮した構造ではないため、光結
合器に温度変化が生じた場合、基板上に固定した光伝送
媒体とコリメータ固定用ブロック間で膨張係数差に基づ
く熱応力が発生し長期使用で繰り返し熱応力がかかり,
光結合ずれを起こす可能性があった。
ックとの線膨張係数を考慮した構造ではないため、光結
合器に温度変化が生じた場合、基板上に固定した光伝送
媒体とコリメータ固定用ブロック間で膨張係数差に基づ
く熱応力が発生し長期使用で繰り返し熱応力がかかり,
光結合ずれを起こす可能性があった。
【0007】また、第2の従来例では、図9に示すよう
に、8芯ファイバアレイと導波路部との接合が端面全体
で行っているが、ファイバアレイと導波路部とは材質が
異なっており、接合部に温度変化が生じた時膨張係数差
に基づく熱ひずみが接合部に発生し、光結合ずれを起こ
す問題があった。或いは、第1の例と同様に接続部が外
部から遮断されていないため、外力が接合部にかかり位
置ずれする可能性があった。
に、8芯ファイバアレイと導波路部との接合が端面全体
で行っているが、ファイバアレイと導波路部とは材質が
異なっており、接合部に温度変化が生じた時膨張係数差
に基づく熱ひずみが接合部に発生し、光結合ずれを起こ
す問題があった。或いは、第1の例と同様に接続部が外
部から遮断されていないため、外力が接合部にかかり位
置ずれする可能性があった。
【0008】本発明の目的は、光集積回路、光スイッ
チ、光増幅器、光変調器、光導波路と光信号を入出力す
る光ファイバとの光結合が、容易でしかも接合部が確実
に固定でき、温度変化、外力、振動或いは長期間の使用
に対して光結合劣化を起こさない構造を提供することに
ある。
チ、光増幅器、光変調器、光導波路と光信号を入出力す
る光ファイバとの光結合が、容易でしかも接合部が確実
に固定でき、温度変化、外力、振動或いは長期間の使用
に対して光結合劣化を起こさない構造を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光ファイバを介して光の伝送を行う光集
積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器などの光部品
を内在してなる半導体光結合装置において、前記ファイ
バはセラミックフェルールに固定するとともに、前記光
部品に溝を設け前記セラミックフェルール付ファイバを
この溝に密着するように保持固定したものである。
に、本発明は、光ファイバを介して光の伝送を行う光集
積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器などの光部品
を内在してなる半導体光結合装置において、前記ファイ
バはセラミックフェルールに固定するとともに、前記光
部品に溝を設け前記セラミックフェルール付ファイバを
この溝に密着するように保持固定したものである。
【0010】また本発明は、光ファイバを介して光の伝
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバはセラミックフェルールに固定すると
ともに、前記光部品に溝を長手方向がファイバの延長方
向と直角になるように設け、前記セラミックフェルール
付ファイバをこの溝に密着するように保持固定したもの
である。
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバはセラミックフェルールに固定すると
ともに、前記光部品に溝を長手方向がファイバの延長方
向と直角になるように設け、前記セラミックフェルール
付ファイバをこの溝に密着するように保持固定したもの
である。
【0011】また本発明は、光ファイバを介して光の伝
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、複数ファイバ固定用セラミックフェルールに固定す
るとともに、前記光部品の端部に溝を設け前記複数ファ
イバ固定用セラミックフェルール付ファイバの一部分を
この溝に密着するように保持固定したものである。
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、複数ファイバ固定用セラミックフェルールに固定す
るとともに、前記光部品の端部に溝を設け前記複数ファ
イバ固定用セラミックフェルール付ファイバの一部分を
この溝に密着するように保持固定したものである。
【0012】また本発明は、光ファイバを介して光の伝
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、一体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェル
ールに固定するとともに、前記光部品に溝を設け前記複
数ファイバ固定用セラミックフェルール付ファイバの一
部分をこの溝に密着するように保持固定したものであ
る。◆尚以上の4発明においては、溝の長手方向はファ
イバの延長方向に直角であることが好ましい。
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、一体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェル
ールに固定するとともに、前記光部品に溝を設け前記複
数ファイバ固定用セラミックフェルール付ファイバの一
部分をこの溝に密着するように保持固定したものであ
る。◆尚以上の4発明においては、溝の長手方向はファ
イバの延長方向に直角であることが好ましい。
【0013】また本発明は、光ファイバを介して光の伝
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、一体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェル
ールに固定するとともに、前記光部品に溝を長手方向が
ファイバの延長方向と直角になるように設け、前記複数
ファイバ固定用セラミックフェルール付ファイバの一部
分をこの溝に密着するように保持固定したものである。
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、一体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェル
ールに固定するとともに、前記光部品に溝を長手方向が
ファイバの延長方向と直角になるように設け、前記複数
ファイバ固定用セラミックフェルール付ファイバの一部
分をこの溝に密着するように保持固定したものである。
【0014】また本発明は、光ファイバを介して光の伝
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、一体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェル
ールに固定するとともに、固定したセラミックフェルー
ル付ファイバの中央部に溝を設け、この光部品の一部を
この溝に密着するように保持固定したものである。
送を行う光集積回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器
などの光部品を内在してなる半導体光結合装置におい
て、前記ファイバは2本またはそれ以上の本数から成
り、一体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェル
ールに固定するとともに、固定したセラミックフェルー
ル付ファイバの中央部に溝を設け、この光部品の一部を
この溝に密着するように保持固定したものである。
【0015】前記各本発明の半導体結合装置において、
セラミックフェルール付きファイバを固定する溝の断面
形状が三角形、四角形、U字形であることが好ましい。
また、セラミックフェルールの材質としてはアルミナ
(Al2O3)、ジルコニア(ZrO2)及びホウケイ
酸ガラス(Na2O−B2O3−SiO2)の群から選
ばれることが好ましく、外形が溝の形状にほぼ同等であ
ることが望ましい。
セラミックフェルール付きファイバを固定する溝の断面
形状が三角形、四角形、U字形であることが好ましい。
また、セラミックフェルールの材質としてはアルミナ
(Al2O3)、ジルコニア(ZrO2)及びホウケイ
酸ガラス(Na2O−B2O3−SiO2)の群から選
ばれることが好ましく、外形が溝の形状にほぼ同等であ
ることが望ましい。
【0016】
【作用】図1に示すように、予め複数のファイバはセラ
ミックフェルール内に設けた穴に固定する。このフェル
ール付ファイバをベースに設けた溝を介して置き、ファ
イバと光部品との光結合がとれるように位置合わせし、
固定する。このように構成すると、ファイバ先端は穴内
に確実に固定されており、フェルール内でファイバがず
れたり外力がかかりずれることはない。また、ベースの
溝上にフェルール付ファイバを抱え込み固定しており、
例えフェルール付ファイバと光部品との間で膨張係数差
に基づく熱ひずみが生じても、同一ベース上に固定した
ファイバと光部品間の光結合ずれを起こすことはない。
ミックフェルール内に設けた穴に固定する。このフェル
ール付ファイバをベースに設けた溝を介して置き、ファ
イバと光部品との光結合がとれるように位置合わせし、
固定する。このように構成すると、ファイバ先端は穴内
に確実に固定されており、フェルール内でファイバがず
れたり外力がかかりずれることはない。また、ベースの
溝上にフェルール付ファイバを抱え込み固定しており、
例えフェルール付ファイバと光部品との間で膨張係数差
に基づく熱ひずみが生じても、同一ベース上に固定した
ファイバと光部品間の光結合ずれを起こすことはない。
【0017】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1〜3によ
り説明する。◆図1は平面図で全体が四角形形状であ
る。ベース2の中央に光集積回路素子1を置き、光集積
回路素子1とファイバ4とをベース2の平面上で固定す
るように配置されている。
り説明する。◆図1は平面図で全体が四角形形状であ
る。ベース2の中央に光集積回路素子1を置き、光集積
回路素子1とファイバ4とをベース2の平面上で固定す
るように配置されている。
【0018】光集積回路素子1は外部から光ファイバ4
で入力した光情報を光集積回路素子内導波路で合分波、
スイッチ、増幅、波長変換、発光、受光し、その結果を
光情報として光ファイバ4から出力するもので、一方向
以上のファイバ4から光情報を入力し、一方向以上のフ
ァイバ4に出力できるようにファイバ4を設けた構造か
ら成っている。フェルール3には複数のファイバ先端部
を固定できるようにファイバ4と同程度の細い穴を複数
個設け、接着剤、はんだなどで固定する。例えば、フェ
ルール3の穴径127μmに対してファイバ外径125
μm、ファイバとファイバとの間隔250μm±1μm
である。ファイバ外径はこのほかに90、50μmなど
があり、フェルール穴径はこれに対し+2μm程度が適
している。フェルール3の外形は四角形、三角形のブロ
ックなどがよい。この場合の光集積回路素子1の周りで
ベース2上に設ける溝形状はそれぞれ四角形、三角形に
あった形状とする。
で入力した光情報を光集積回路素子内導波路で合分波、
スイッチ、増幅、波長変換、発光、受光し、その結果を
光情報として光ファイバ4から出力するもので、一方向
以上のファイバ4から光情報を入力し、一方向以上のフ
ァイバ4に出力できるようにファイバ4を設けた構造か
ら成っている。フェルール3には複数のファイバ先端部
を固定できるようにファイバ4と同程度の細い穴を複数
個設け、接着剤、はんだなどで固定する。例えば、フェ
ルール3の穴径127μmに対してファイバ外径125
μm、ファイバとファイバとの間隔250μm±1μm
である。ファイバ外径はこのほかに90、50μmなど
があり、フェルール穴径はこれに対し+2μm程度が適
している。フェルール3の外形は四角形、三角形のブロ
ックなどがよい。この場合の光集積回路素子1の周りで
ベース2上に設ける溝形状はそれぞれ四角形、三角形に
あった形状とする。
【0019】フェルール3は、穴をあけてファイバ4を
固定する他に、二枚の板に挟み込んで固定してもよい。
板にはファイバ4を安定して固定できるように、V、U
形状の溝を設けておく。フェルール3と溝との接合はエ
ポキシ接着剤、UV接着剤、セラミック接着剤、PbO
やB2O3から成る融点438℃の低融点ガラス或いは
Pb−Sn(40:60、95:5)、Au−Sn(8
0:20)、Au−Ge(88:12)、Au−Si
(98:2)はんだが適している。はんだ接合の場合
は、フェルール表面及び溝にTi−Pt−Au、Cu−
Niなどのメタライズ膜を予め付けておく。
固定する他に、二枚の板に挟み込んで固定してもよい。
板にはファイバ4を安定して固定できるように、V、U
形状の溝を設けておく。フェルール3と溝との接合はエ
ポキシ接着剤、UV接着剤、セラミック接着剤、PbO
やB2O3から成る融点438℃の低融点ガラス或いは
Pb−Sn(40:60、95:5)、Au−Sn(8
0:20)、Au−Ge(88:12)、Au−Si
(98:2)はんだが適している。はんだ接合の場合
は、フェルール表面及び溝にTi−Pt−Au、Cu−
Niなどのメタライズ膜を予め付けておく。
【0020】光集積回路素子1とベース2との組立は、
まずベース中央で素子の接合位置にTi−Pt−Au、
Cu−Niなどのメタライズを付けておき、Au−S
i、Au−Geはんだを使って接合する。次に、光集積
回路素子1に供給する電源リード5からワイヤボンディ
ング5’を行う。光集積回路素子1を動作させながらフ
ェルール3に固定したファイバ4からの入射光と素子1
との光軸調整を行いベース2とフェルール4とを固定す
る。
まずベース中央で素子の接合位置にTi−Pt−Au、
Cu−Niなどのメタライズを付けておき、Au−S
i、Au−Geはんだを使って接合する。次に、光集積
回路素子1に供給する電源リード5からワイヤボンディ
ング5’を行う。光集積回路素子1を動作させながらフ
ェルール3に固定したファイバ4からの入射光と素子1
との光軸調整を行いベース2とフェルール4とを固定す
る。
【0021】図2は、図1の一部分を拡大した斜視図で
ある。四角形ブロックのフェルール3にファイバ4を固
定しておき、ベース2に設けた四角溝上に固定した例を
示す。ベース上の溝は、中央の光集積回路素子1とベー
ス2とで囲まれ、四角溝を形成する。図2では、光集積
回路素子1とベース2が分割しておりベース2の中央に
固定する構造であるが、これに限るものではなく光集積
回路素子1とベース2が同一単一材質でもよい。或い
は、ベース2上にフォトレジスト技術を使って光集積回
路素子1を形成し,ファイバ4との結合部にフェルール
を固定する溝を設けてもよい。
ある。四角形ブロックのフェルール3にファイバ4を固
定しておき、ベース2に設けた四角溝上に固定した例を
示す。ベース上の溝は、中央の光集積回路素子1とベー
ス2とで囲まれ、四角溝を形成する。図2では、光集積
回路素子1とベース2が分割しておりベース2の中央に
固定する構造であるが、これに限るものではなく光集積
回路素子1とベース2が同一単一材質でもよい。或い
は、ベース2上にフォトレジスト技術を使って光集積回
路素子1を形成し,ファイバ4との結合部にフェルール
を固定する溝を設けてもよい。
【0022】図3は、図2の縦断面図を示す。光集積回
路素子1には光を伝送できる導波路7を形成しており、
セラミックフェルール3に固定したファイバ4と光結合
している。ファイバ4は、光伝送を行う石英ガラス41
と石英ガラス41を保護するガイド42とで構成されて
いる。石英ガラス41には光をファイバ内に閉じこめて
伝送できるように、内側コアと外側クラッドの2層に分
かれており、シングルモード伝送用(コア径10μm)
とマルチモード伝送用(コア径50μm)がある。クラ
ッドの外径はいずれも125μmが基準である。ガイド
42の材質としては、ナイロン、UV樹脂が適してい
る。
路素子1には光を伝送できる導波路7を形成しており、
セラミックフェルール3に固定したファイバ4と光結合
している。ファイバ4は、光伝送を行う石英ガラス41
と石英ガラス41を保護するガイド42とで構成されて
いる。石英ガラス41には光をファイバ内に閉じこめて
伝送できるように、内側コアと外側クラッドの2層に分
かれており、シングルモード伝送用(コア径10μm)
とマルチモード伝送用(コア径50μm)がある。クラ
ッドの外径はいずれも125μmが基準である。ガイド
42の材質としては、ナイロン、UV樹脂が適してい
る。
【0023】光集積回路素子1とフェルール付きファイ
バ4はベース2の溝を介して接合されている。今、光集
積回路素子1より更に一段深い溝にフェルール3が固定
されているがこれに限るものではなく、フェルール3部
と光集積回路素子1とが同一の深さでも同様の効果があ
る。また、フェルール3とベース2との固定は、接合面
31だけではなく、接合面32或いは接合面33での固
定も適している。例えば、まず、接合面31、33をA
u−Sn、Pb−Snはんだを使って接合し、その後接
合面32にエポキシ接着剤、UV接着剤を注入固定す
る。また、光集積回路素子1とフェルール付きファイバ
3との光軸合わせを行ってそれぞれの端部接合面32を
接着剤で予め固定した後接合面31、33を接合面32
とは違った接着剤、はんだなどで固定する。或いはすべ
ての接合面31、32、33をエポキシ、UV接着剤で
一度に固定する方法も良い。
バ4はベース2の溝を介して接合されている。今、光集
積回路素子1より更に一段深い溝にフェルール3が固定
されているがこれに限るものではなく、フェルール3部
と光集積回路素子1とが同一の深さでも同様の効果があ
る。また、フェルール3とベース2との固定は、接合面
31だけではなく、接合面32或いは接合面33での固
定も適している。例えば、まず、接合面31、33をA
u−Sn、Pb−Snはんだを使って接合し、その後接
合面32にエポキシ接着剤、UV接着剤を注入固定す
る。また、光集積回路素子1とフェルール付きファイバ
3との光軸合わせを行ってそれぞれの端部接合面32を
接着剤で予め固定した後接合面31、33を接合面32
とは違った接着剤、はんだなどで固定する。或いはすべ
ての接合面31、32、33をエポキシ、UV接着剤で
一度に固定する方法も良い。
【0024】接合面32は、ベース2に対し直角に接す
る形をとっているがこれに限るものではなく、ベース2
に対して4゜から8゜傾斜を持っていてもよい。接合面
32の傾斜がベース2を基準にする他の方法としては、
光集積回路素子1が四角形ではなく菱形になるように傾
斜させる方法もある。傾斜角度は4゜から8゜が適して
いる。光集積回路素子1の傾斜に伴ってフェルール付フ
ァイバ3も同等の傾斜を設ける。
る形をとっているがこれに限るものではなく、ベース2
に対して4゜から8゜傾斜を持っていてもよい。接合面
32の傾斜がベース2を基準にする他の方法としては、
光集積回路素子1が四角形ではなく菱形になるように傾
斜させる方法もある。傾斜角度は4゜から8゜が適して
いる。光集積回路素子1の傾斜に伴ってフェルール付フ
ァイバ3も同等の傾斜を設ける。
【0025】図4は、図3の他の実施例を示す縦断面図
である。光集積回路素子1とファイバ4との間にレンズ
6を挿入した光結合系である。ベース2には、光集積回
路素子1、レンズ6、フェルール付きファイバ4がそれ
ぞれ固定できる溝を設けている。レンズ6の溝形状とし
ては、円錐、三角形、四角形が適している。フェルール
4の溝形状は、三角形、四角形がよい。
である。光集積回路素子1とファイバ4との間にレンズ
6を挿入した光結合系である。ベース2には、光集積回
路素子1、レンズ6、フェルール付きファイバ4がそれ
ぞれ固定できる溝を設けている。レンズ6の溝形状とし
ては、円錐、三角形、四角形が適している。フェルール
4の溝形状は、三角形、四角形がよい。
【0026】図5、図6は、図3の他の実施例を示す平
面図である。図5は、ファイバを固定するフェルール3
の形状を四角柱からコの字型四角柱30とし、光集積回
路素子1の一端面を囲み、接触端面を大きくしたもので
ある。コの字型フェルール30は、ベース2の溝にはめ
る或いは溝を造らないで平面ベース2に置き、光集積回
路素子1と光結合する。光結合後の固定は、光集積回路
素子1との接合面32、34、35を固定する。固定剤
としては、エポキシ、UV接着剤が適している。今、接
合面32と接合面34或いは35との長さの比率は、接
合面32が1に対し接合面34或いは35は1/3から
1/5が適している。
面図である。図5は、ファイバを固定するフェルール3
の形状を四角柱からコの字型四角柱30とし、光集積回
路素子1の一端面を囲み、接触端面を大きくしたもので
ある。コの字型フェルール30は、ベース2の溝にはめ
る或いは溝を造らないで平面ベース2に置き、光集積回
路素子1と光結合する。光結合後の固定は、光集積回路
素子1との接合面32、34、35を固定する。固定剤
としては、エポキシ、UV接着剤が適している。今、接
合面32と接合面34或いは35との長さの比率は、接
合面32が1に対し接合面34或いは35は1/3から
1/5が適している。
【0027】接合面32は、ベース2に対し直角に接す
る形をとっているがこれに限るものではなく、ベース2
に対して4゜から8゜傾斜を持っていてもよい。接合面
32の傾斜がベース2を基準にする他の方法としては、
光集積回路素子1が四角形ではなく菱形になるように傾
斜させる方法もある。傾斜角度は4゜から8゜が適して
いる。光集積回路素子1の傾斜に伴ってフェルール付フ
ァイバ3も同等の傾斜を設ける。図5では、フェルール
3の形状を四角形からコの字型四角形30としたがこれ
に限るものでなく、光集積回路素子1の端面32をコの
字型にしてフラットなフェルール3を覆うように接合固
定する方法もある。
る形をとっているがこれに限るものではなく、ベース2
に対して4゜から8゜傾斜を持っていてもよい。接合面
32の傾斜がベース2を基準にする他の方法としては、
光集積回路素子1が四角形ではなく菱形になるように傾
斜させる方法もある。傾斜角度は4゜から8゜が適して
いる。光集積回路素子1の傾斜に伴ってフェルール付フ
ァイバ3も同等の傾斜を設ける。図5では、フェルール
3の形状を四角形からコの字型四角形30としたがこれ
に限るものでなく、光集積回路素子1の端面32をコの
字型にしてフラットなフェルール3を覆うように接合固
定する方法もある。
【0028】図6は、ファイバ4を固定するフェルール
3を分割し光集積回路素子1に入り込むように固定した
ものである。フェルール3の形状としては四角形或いは
円柱が適しており、光集積回路素子1側の切り込み溝は
四角形或いは円筒である。フェルール3は1個ずつの分
割のほかに、図7の斜視図に示すように、2或いは3個
のファイバ4を一体フェルールにとりつけたものが適し
ている。この場合フェルールは付け根部分でつながって
おり、先端部ファイバ間にスリットをいれ光集積回路素
子1とスリット部で勘合した形となる。
3を分割し光集積回路素子1に入り込むように固定した
ものである。フェルール3の形状としては四角形或いは
円柱が適しており、光集積回路素子1側の切り込み溝は
四角形或いは円筒である。フェルール3は1個ずつの分
割のほかに、図7の斜視図に示すように、2或いは3個
のファイバ4を一体フェルールにとりつけたものが適し
ている。この場合フェルールは付け根部分でつながって
おり、先端部ファイバ間にスリットをいれ光集積回路素
子1とスリット部で勘合した形となる。
【0029】ファイバ4は光を伝播する石英ガラス41
と石英ガラス41を保護するナイロン或いはUV樹脂4
2から構成されている。石英ガラス41は、シングルモ
ードファイバ(コア径10μm)が適している。セラミ
ックフェルール3の材質は、アルミナ(Al2O3)、
ジルコニア(ZrO2)、ホウケイ酸ガラス(Na2O
−B2O3−SiO2)が好適である。基板2の材料と
しては、リチウム酸化物(LiNbO3)、ホウケイ酸
ガラス(Na2O−B2O3−SiO2)、Si単結
晶、InP化合物或いはFe−Ni−Co(Fe−29
Ni−17Co)、鉄材、Fe−50Ni、Fe−45
Niが適しており、光集積回路素子1としては、InP
化合物、リチウム酸化物(LiNbO3)、石英ガラ
ス、Si単結晶が適している。
と石英ガラス41を保護するナイロン或いはUV樹脂4
2から構成されている。石英ガラス41は、シングルモ
ードファイバ(コア径10μm)が適している。セラミ
ックフェルール3の材質は、アルミナ(Al2O3)、
ジルコニア(ZrO2)、ホウケイ酸ガラス(Na2O
−B2O3−SiO2)が好適である。基板2の材料と
しては、リチウム酸化物(LiNbO3)、ホウケイ酸
ガラス(Na2O−B2O3−SiO2)、Si単結
晶、InP化合物或いはFe−Ni−Co(Fe−29
Ni−17Co)、鉄材、Fe−50Ni、Fe−45
Niが適しており、光集積回路素子1としては、InP
化合物、リチウム酸化物(LiNbO3)、石英ガラ
ス、Si単結晶が適している。
【0030】半導体光結合装置の組立は、まず、セラミ
ックフェルール3とファイバとを接着固定する。つぎ
に、ベース中央に光集積回路素子1をAu−Siはんだ
或いはAu−Geはんだを使って接合固定する。フェル
ール付ファイバを光集積回路素子1の回りに配置し、光
集積回路素子を動作させながらX、Y方向の光軸位置合
わせを行いセラミックフェルール3を溝に固定する。固
定する材料としては、Au−Sn、Pb−Snはんだ或
いはUV接着剤、エポキシ接着剤を使用する。
ックフェルール3とファイバとを接着固定する。つぎ
に、ベース中央に光集積回路素子1をAu−Siはんだ
或いはAu−Geはんだを使って接合固定する。フェル
ール付ファイバを光集積回路素子1の回りに配置し、光
集積回路素子を動作させながらX、Y方向の光軸位置合
わせを行いセラミックフェルール3を溝に固定する。固
定する材料としては、Au−Sn、Pb−Snはんだ或
いはUV接着剤、エポキシ接着剤を使用する。
【0031】本実施例によれば、光集積回路素子1とフ
ェルール付ファイバの端面同士を光結合後接合固定す
る。つぎに、ベースに設けた溝にフェルール付きファイ
バを固定する。光ファイバ先端はフェルール穴に固定さ
れている。ファイバ端面と光集積回路素子端面はフェル
ール、ベース溝を介して固定されることになる。したが
って、例えフェルールと光集積回路素子接合界面で材料
の違いによる熱応力が生じても、フェルールを溝でバッ
クアップ固定しているため相対ずれはなく、また、外
力、振動に伴う力が作用しても相対位置ずれを起こすこ
とがない。また、長期使用に対しても光結合を劣化させ
ることはない。
ェルール付ファイバの端面同士を光結合後接合固定す
る。つぎに、ベースに設けた溝にフェルール付きファイ
バを固定する。光ファイバ先端はフェルール穴に固定さ
れている。ファイバ端面と光集積回路素子端面はフェル
ール、ベース溝を介して固定されることになる。したが
って、例えフェルールと光集積回路素子接合界面で材料
の違いによる熱応力が生じても、フェルールを溝でバッ
クアップ固定しているため相対ずれはなく、また、外
力、振動に伴う力が作用しても相対位置ずれを起こすこ
とがない。また、長期使用に対しても光結合を劣化させ
ることはない。
【0032】本実施例では、光集積回路素子で説明した
が、この他に光スイッチ、光増幅器、光変調器、光導波
路を使った半導体光結合装置でも同様の効果がある。
が、この他に光スイッチ、光増幅器、光変調器、光導波
路を使った半導体光結合装置でも同様の効果がある。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、ファイバは予めフェル
ールの穴に接着固定されている。ベースには、あらかじ
めフェルール固定用溝が設けられ、ベースに固定された
光集積回路素子との光結合を取りながら溝にフェルール
付ファイバを固定する。このようにすると、光集積回路
素子とファイバとの界面に例え熱応力が発生しても、フ
ェルール付ファイバがベースに溝固定されているため、
ファイバと光集積回路素子との相対位置ずれを起こさな
い効果がある。
ールの穴に接着固定されている。ベースには、あらかじ
めフェルール固定用溝が設けられ、ベースに固定された
光集積回路素子との光結合を取りながら溝にフェルール
付ファイバを固定する。このようにすると、光集積回路
素子とファイバとの界面に例え熱応力が発生しても、フ
ェルール付ファイバがベースに溝固定されているため、
ファイバと光集積回路素子との相対位置ずれを起こさな
い効果がある。
【0034】また、フェルール付ファイバに外力が加わ
った場合、ベース溝へのフェルール固定でファイバと光
集積回路素子との相対ずれを起こさない効果がある。ま
た、固定後のクリープ変形も起こすことはなく、長期の
使用に対して安定した光結合が得られる効果がある。さ
らに、フェルールには複数のファイバを一括して固定し
ており、多数の情報を同時に光り伝送できる効果があ
る。また、フェルール、ファイバなどを接着固定するこ
とにより、装置を安く組み立てられる効果がある。ま
た、ファイバの固定にネジの締め付けを使用しないため
ファイバの回転があったり締結ごのゆるみを考慮する必
要もない。
った場合、ベース溝へのフェルール固定でファイバと光
集積回路素子との相対ずれを起こさない効果がある。ま
た、固定後のクリープ変形も起こすことはなく、長期の
使用に対して安定した光結合が得られる効果がある。さ
らに、フェルールには複数のファイバを一括して固定し
ており、多数の情報を同時に光り伝送できる効果があ
る。また、フェルール、ファイバなどを接着固定するこ
とにより、装置を安く組み立てられる効果がある。ま
た、ファイバの固定にネジの締め付けを使用しないため
ファイバの回転があったり締結ごのゆるみを考慮する必
要もない。
【図1】本発明の一実施例の平面図である。
【図2】本発明の実施例を説明する斜視図である。
【図3】本発明の実施例を説明する横断面図である。
【図4】本発明の一実施例の変形例を示す横断面図であ
る。
る。
【図5】本発明の一実施例の変形例を示す平面図であ
る。
る。
【図6】本発明の一実施例の変形例を示す平面図であ
る。
る。
【図7】本発明の一実施例の変形例を示す斜視図であ
る。
る。
【図8】従来技術を示す断面図である。
【図9】従来技術を示す断面図である。
1…光集積回路素子、2…ベース、3…フェルール、4
…ファイバ、5…電源リード、7…導波路。
…ファイバ、5…電源リード、7…導波路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊沢 鉄雄 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (8)
- 【請求項1】光ファイバを介して光の伝送を行う光集積
回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器、光導波路など
の光部品を内在してなる半導体光結合装置において、前
記光ファイバはセラミックフェルールに固定するととも
に、該光部品に溝を設けセラミックフェルール付きファ
イバをこの溝に密着するように保持固定し、上記光ファ
イバと上記光部品とが光結合することを特徴とする半導
体光結合装置。 - 【請求項2】光ファイバを介して光の伝送を行う光集積
回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器、光導波路など
の光部品を内在してなる半導体光結合装置において、前
記光ファイバはセラミックフェルールに固定するととも
に、該光部品の端部に溝を設けセラミックフェルール付
きファイバをこの溝に密着するように保持固定し、上記
光ファイバと上記光部品とが光結合することを特徴とす
る半導体光結合装置。 - 【請求項3】光ファイバを介して光の伝送を行う光集積
回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器、光導波路など
の光部品を内在してなる半導体光結合装置において、前
記光ファイバは2本またはそれ以上の本数からなり、複
数ファイバ固定用セラミックフェルールに固定するとと
もに、該光部品に溝を設け複数ファイバ固定用セラミッ
クフェルール付きファイバの一部をこの溝に密着するよ
うに保持固定し、上記光ファイバと上記光部品とが光結
合することを特徴とする半導体光結合装置。 - 【請求項4】光ファイバを介して光の伝送を行う光集積
回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器、光導波路など
の光部品を内在してなる半導体光結合装置において、前
記光ファイバは2本またはそれ以上の本数からなり、一
体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェルールに
固定するとともに、該光部品に溝を設けセラミックフェ
ルール付きファイバの一部をこの溝に密着するように保
持固定し、上記光ファイバと上記光部品とが光結合する
ことを特徴とする半導体光結合装置。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかにおいて、溝の
長手方向がファイバの延長方向に直角であることを特徴
とする半導体光結合装置。 - 【請求項6】光ファイバを介して光の伝送を行う光集積
回路、光スイッチ、光増幅器、光変調器、光導波路など
の光部品を内在してなる半導体光結合装置において、前
記光ファイバは2本またはそれ以上の本数からなり、一
体成形した複数ファイバ固定用セラミックフェルールに
固定するとともに、固定したセラミックフェルール付き
ファイバの中央部に溝を設け、該光部品の一部をこの溝
に密着するように保持固定し、上記光ファイバと上記光
部品とが光結合することを特徴とする半導体光結合装
置。 - 【請求項7】請求項1乃至6のいずれかにおいて、セラ
ミックフェルール付きファイバを固定する溝の断面形状
が三角形、四角形若しくはU字形であることを特徴とす
る半導体光結合装置。 - 【請求項8】請求項1乃至7のいずれかにおいて、セラ
ミックフェルールの材質としては、アルミナ(Al2O
3)、ジルコニア(ZrO2)、ホウケイ酸ガラス(N
a2O−B2O3−SiO2)の群から選ばれるもので
あり、かつV字形、U字形、角形若しくは円筒形状を呈
するものであることを特徴とする半導体光結合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6245916A JPH08110435A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 半導体光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6245916A JPH08110435A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 半導体光結合装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08110435A true JPH08110435A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17140750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6245916A Pending JPH08110435A (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 半導体光結合装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08110435A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006035499A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 光電気集積回路素子およびそれを用いた伝送装置 |
-
1994
- 1994-10-12 JP JP6245916A patent/JPH08110435A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006035499A1 (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | 光電気集積回路素子およびそれを用いた伝送装置 |
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