JPH08240741A - 光伝送パスのアレイを相互接続する方法 - Google Patents
光伝送パスのアレイを相互接続する方法Info
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Abstract
その装置を提供する。 【解決手段】 光波パスのアレイの接続は外部の接続パ
ッドを用いて行われる。接続されるアレイの光学配列を
行ってから、接続パッドをアレイに接合して、互いに接
合する。本発明の実施形態において、一般的に薄いシリ
コンウェーであるパッドとアレイは金属化され、ハンダ
接続により結合される。光伝送パスのアレイを接続する
接続パッドを用いることにより、安定且つ頑丈な接続が
得られる。この方法は高速、簡単且つ廉価であり、電流
配列プロセスとの互換性がある。ハンダを用いてパッド
をアレイに、及びパッド同士を固着することにより、接
続を解除したり、やり直したりすることができる。すべ
ての接続は光学パスの外部で行われるため、光学接続の
経時劣化が起こらない。
Description
C)と光ファイバを含む、光伝送パスのアレイの相互接
続の装置及び方法に関する。
進歩は、光伝送システムの応用に対して非常に魅力的な
候補である。しかし、IOCをファイバ通信システムに
組み込む場合、この素子をガラスファイバに接続する実
用的、且つ市販可能なシステムが不可欠である。今日、
シリコン基板に堆積されたドープされたシリカで造られ
た集積光素子のガラスコア導波路は、一般的にUV硬化
性エポキシまたは熱硬化性エポキシのようなボンディン
グ材料により、入出力光ファイバのアレイに突き合わせ
接続する。光デバイスの導波路を隣接する光ファイバに
接合するのに使用される物質は、突き合わせ接続部に存
在するギャップを充填する機能をも有すべきである。論
文"Fiber Attachment for Guided Wave Devices"(E.J.
Murphy, Journal of Lightwave Technology, Vol.6, N
o.6, June 1988)では、導波デバイスにファイバを接着
する現状を述べた。この論文においては、低いファイバ
−導波路の挿入損失を実現する最新方法について説明
し、ファイバを配置し、永久的に接着する技術について
記述している。著者は、ボンディング材料及びボンディ
ング方法は、ファイバ−導波路結合の安定性及び信頼性
に影響するため、その適用は重要であることを述べてい
る。著者はまた、エポキシはファイバの配列を維持せず
急速に硬化するため、信頼性が悪いと強調している。エ
ポキシは高温、高圧、高湿度の環境で使用する場合、そ
の信頼性が問題となる。そのため、ボンディング材料の
破壊またはその光学特性の劣化が起こると、例えば、海
底ケーブルのような場合、その修理は非常に高価とな
り、このような材料は使用出来ない。
頼性のあるファイバ−導波路の突き合わせ結合を開示
し、ガラスがファイバを導波路に溶着するのに使用され
る。ガラス材料の溶融温度は、導波路の安全性を保つ温
度より低く、それを光ファイバ及び/または導波路にか
ける。そして、ガラス材料を加熱して、溶融されたガラ
スは、ファイバと導波路を接続させる。最近、米国特許
出願第08/105788号において、別の溶融ガラス
を使用せずに、直接に光ファイバを溶融して導波路に接
着する方法を開示した。
合する2つの方法は、エポキシを使用する方法より優れ
るが、それを取り扱うときの丈夫さ及び耐環境性を保証
するために、結合に対してさらに補強及び保護が必要で
ある。そのため、導波路構造体の接合は、直接に安定性
及び丈夫さが望ましい。
は、光導波パスのアレイ間の接合の安定性及び丈夫さを
有する接合方法を提供することである。
用いて結合される光ファイバの接合を保証する。本発明
の一実施形態によれば、接続パッドは各アレイ上に保持
される。そして、このアレイは自由に配置され、2つの
パッドは互いに固められて、頑丈且つ安定の機械的結合
を形成する。本発明による接続パッドを用いることによ
り、2つの光アレイを互いに接合することは光導波パス
の外側で行われる。それ故に、光学的相互接続の品質が
劣化し、低下することは一切なくなる。
レイに接合することができ、接続パッド同士の接合も可
能である。本発明の実施形態においては、パッドはアレ
イ及び他のパッドに固着される。また、様々な接続パッ
ドの配置は可能である。パッドの精密な構造は光学アレ
イの物理的構造及び光学回路の需要に依存する。
路の典型的な構成を示す。一般的にこの素子は、標準の
酸化物/シリコン(SiO2/Si)の方法によりシリ
コン基板にドープされたシリカ導波路を堆積することに
より製造される。これについては、論文"Silia Wavegui
des On Silicon And Their Application to Integrated
Optical Components"(M. Kawachi, Optical and Quant
um Electronics,22,1990,391-416)では詳述されてい
る。これらの素子は様々な実用の光回路に構成され、通
信及び信号処理ネットワークなど分野に利用される。図
1において、相互作用領域10は詳細に示していない。
1、11−2、…11−n及び12−1、12−2、…
12−mにより領域10に入、出力する。しかしなが
ら、導波路アレイ11と12の出入口と結合するために
は、ファイバ接合端は素子に固定される。図2に示すよ
うに、接合端は短い光ファイバ20であり、この光ファ
イバ20は1対のV溝チップ21と22により保持され
る。ファイバは隣接した導波路11−1、11−2…及
び12−1、12−2…の間隔と同等な距離で間隔配置
される。この間隔は通常250μmである。
のアレイを固着するために、図3に示す接続パッドを用
いる。図3は本発明により結合される光アレイの組立図
を示す。この光アレイには集積光回路30と、ファイバ
接合端アレイ31と、2つの接続パッド32、33とを
含む。集積光回路30の導波路34のアレイにファイバ
接合端アレイ31のファイバを固着するために、1つの
接続パッド32はファイバ接合端アレイ31の上部に固
着され、他の接続パッド33は集積光回路30の上部に
固着される。そして、2つのファイバ接合端アレイ31
と導波路34は自由に配置され、2つの接続パッド32
と33は相互に接続される。これにより得られた構造体
は図4に示す。図4はファイバ接続端31に突き合わせ
接続されたIOC30を示し、接続パッド32と33は
それぞれ集積光回路30とファイバ接合端アレイ31に
固着され、互いに接合される。接続は塗りつぶした領域
35と36により示される。前述したように、すべての
機械的接続は光導波パスの外部で行われるため、光パス
を干渉する材料はそれぞれの要素には固着されない。エ
ポキシの伝送特性が経時的に劣化するため、それは、接
続パッド32と33がそれぞれ集積光回路30及びファ
イバ接合端アレイ31へ、及びその間が瞬間固着するの
に使用される。しかし、あるエポキシは高温で使用され
る必要がある。これにより、配列プロセスにおいて、す
べての部品を高温に加熱する必要がある。さらに、ある
応用において、接続の解除も重要である。そのため、本
発明の実施形態においては、局所の加熱のみが必要なハ
ンダを用いて様々な接合を形成する。この方法により形
成された接点は頑丈且つ安定な結合を形成できると同時
に、簡単に分離され、やり直される。また、光学配置は
標準の配置設備及び方法により室温で行われる。
き、ファイバと回路光波パス間の反射を減少させる。図
5は突き合わせ接合の2つの光アレイに1つの接続パッ
ドを用いる本発明の第2実施形態を示す。この構成にお
いては、単一の橋形接続パッド50はファイバアレイを
集積光回路52の一端に接続させる。同様に、第2の単
一の橋形接続パッド53は第2ファイバアレイ54を集
積光回路52の他端に接続させる。
ッド50は2つの突き合わせ接続のアレイ51と集積光
回路52の界面55を跨っており、それぞれのアレイの
隣接した表面56と57を結合させる。
張に適合するために、接続パッドをシリコンで形成する
ことが有利である。もし、パッドはファイバアレイにハ
ンダ付けされれば、ハンダを受けるためにパッド及びア
レイチップはまず金属化する必要がある。これは標準の
スパッタリング法により行われる。この特殊の構成にお
いては、橋形接続パッド50の底面の部分及び対応する
光アレイの上部表面56と57の部分は金属化される。
そして、ハンダ58はパッドとアレイとの間に配置され
る。アレイは光学配列に保持されている内に、ハンダに
局所的に熱を与える。ハンダをペーストの形で付けるの
が便利である。本発明で使用するハンダは42%錫と5
8%ビスマスを含む。しかしながら、この特殊のハンダ
合金はこれに限定されず、他の種類の合金も使用でき
る。
500〜1500A(ここで、Aはオングストロームを
示す)のチタン層と、バリアとしての1500〜300
0Aのプラチナ層とバリア層の酸化防止層としての50
0〜2000Aの金層を含む。同様に、厚さ及び材料は
限定されるものではない。他の寸法及び材料は当業者に
とって所望の金属化を得るために使用される。接続パッ
ドの厚さは約25ミル(0.63mm)である。熱はホ
ットエアトーチランプにより局所的に与えられる。
とにより、突き合わせ接合部の伝送特性が改善される。
接続パッドは図7に示すように防水接続を形成するのに
使用される。この実施形態において、パッド1、2、
3、4は、矩形の包囲体70を形成するために一体に接
続される。この包囲体70には光アレイ71と72が取
り囲まれている。光学配列を行ってから、包囲体70と
アレイ71、72間の間隔はシールされて密閉の接続を
形成する。本発明の実施形態においては、包囲体の内縁
及び隣接する表面は金属化され、密閉のハンダシールが
形成される。
は光伝送パスのアレイを接続するのに使用することによ
り、安定、頑丈な接続が得られる。この方法は高速、簡
単且つ廉価であり、電流配列プロセスとの互換性があ
る。ハンダを用いてパッドをアレイに、及びパッド同士
を固着することにより、接続を解除したり、やり直した
りすることができる。すべての接続は光学パスの外部で
行われるため、光学接続の経時劣化が起こらない。最後
に、図3に示すようにアレイの外でパッドを配置するこ
とにより、実装プラットフォームは便利に提供される。
組立図。
形態を表す図。
成することを表す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 接続パッドを用いて、光波パスのアレイ
対を相互接続する方法において、 (A)前記アレイの光波パスを光学的に配置するステッ
プと、 (B)少なくとも1つの接続パッドを光アレイの前記配
置された対の外表面にボンディングするステップとを含
むことを特徴とする光波パスのアレイの相互接続方法。 - 【請求項2】 前記(B)ボンディングステップにおい
て、 (B1)第1パッドを前記アレイにボンディングするス
テップと、 (B2)第2パッドを他の前記アレイにボンディングす
るステップと、 (B3)前記パッドを相互ボンディングするステップと
を含むことを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記(B)ボンディングステップにおい
て、(B1)単一のパッドをアレイの前記配置された対
の隣接した外表面にボンディングするステップを含むこ
とを特徴とする請求項1の方法。 - 【請求項4】 接続パッドを用いて、1対の光波パスア
レイを相互接続する方法において、 (A)4つの接続パッドを接合して、前記光アレイを十
分に収納できる大きさの矩形状の包囲体を形成するステ
ップと、 (B)前記アレイを前記包囲体の対向端に挿入するステ
ップと、 (C)前記アレイの光波パスを光学的に配置するステッ
プと、 (D)前記包囲体と前記アレイとの間のすべての隙間を
シールするステップとを含むことを特徴とする光波パス
のアレイの相互接続方法。
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