JPH09281356A - 導波路型ファイバコネクタ - Google Patents

導波路型ファイバコネクタ

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Publication number
JPH09281356A
JPH09281356A JP8090870A JP9087096A JPH09281356A JP H09281356 A JPH09281356 A JP H09281356A JP 8090870 A JP8090870 A JP 8090870A JP 9087096 A JP9087096 A JP 9087096A JP H09281356 A JPH09281356 A JP H09281356A
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JP
Japan
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waveguide
optical
silica
fiber connector
face
Prior art date
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Pending
Application number
JP8090870A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Morosawa
健一 諸沢
Ryoji Suzuki
良治 鈴木
Kazuhisa Matsumoto
和久 松本
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、半導体等の高屈折率光導波路
と石英系光ファイバを低損失で接続し、かつ接続する光
回路が複数であっても、ばらつきが少ない接続特性を実
現する導波路型コネクタを提供することにある。 【解決手段】石英基板1上にモードフィールド20a、
20b、20c、20dの径と形状が連続的に変化する
石英系光導波路2a、2b、2c、2dが形成されたコ
ネクタチップ3の片端に、石英系光ファイバ4a、4
b、4c、4dが融着接続され、他端は端面が形成され
た導波路型コネクタ5を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコネクタ、特に石英
系以外の材料を基板として光回路が形成された光素子の
入出力部に、石英系光ファイバを接続するための導波路
型ファイバコネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】石英系以外の材料、特に半導体材料を用
いた光素子の内で、フォトダイオードやレーザーダイオ
ード等は、単体で既に広く普及している。その他に、光
導波機構を利用した光変調器、光スイッチ、光増幅器等
も開発・実用化が急速に進んでいる。特に、光変調器や
光スイッチは、光信号を任意に制御・加工し、空間的に
処理できるため、光ジャイロ等の各種光センサから光通
信網におけるキーデバイスとして早期実用化が強く望ま
れている。
【0003】例えば半導体光スイッチではInP基板上
にInGaAsP系の混晶光導波路を形成して、キャリ
ア注入による局部的な屈折率の変化を利用する4×4光
スイッチが開発され、光の直接スイッチングによる高速
・高信頼性光交換への応用が検討されている。
【0004】半導体材料で形成された光素子を広く適用
するためには、光の伝送路である石英系光ファイバとの
接続が不可欠である。一般に半導体材料の屈折率は3か
ら3.5と、石英材料の1.46に比べてはるかに大き
い。従って導波路を単一モードにした場合、波長1.5
5μmでモードフィールド径を比較した時、石英系光フ
ァイバでは約10μm、InGaAsP系の光導波路で
は約3μmと大きく異なり、そのまま接続すると、接続
点でモードフィールドのミスマッチにより大きな接続損
失や屈折率の違いに基づく反射損失が生じる。
【0005】半導体材料で形成された光導波路と石英系
光ファイバとの接続においては、図5に示すように、光
ファイバジャケット21を剥いだ光ファイバ22の先端
を球状に加工してレンズ効果を持たせた、先端球ファイ
バが用いられる。この先端球ファイバを半導体材料で形
成された光導波路の端面に近づけて光を結合する。な
お、先端を球状に加工する方法は、研磨による方法やエ
ッチングによる方法など、適宜用いることができる。
【0006】図6は、複数の入出力端に複数の光ファイ
バを同時に接続する場合を示す。光ファイバジャケット
24を剥いで先端を球状に加工した光ファイバ25a〜
25dを、シリコンや石英基板の表面をV溝加工した治
具26に配列して並べ、このファイバアレイを半導体の
導波路端面に近づけて複数の光を同時に結合する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、以下に述べる問題点があった。図5に示した、光
ファイバの先端を球状に加工して結合する方法では、屈
折率の違いや球状に加工するにも限界があるため、接続
損失が一ヶ所当たり4から6dBと非常に大きいという問
題があった。更に、先端球ファイバは直径125μmの
ガラスの円柱の先端を直径10μm程度に削るため、接
触等によって容易に破壊する等、取り扱い上の難しさが
あった。
【0008】また、図6に示した、ファイバアレイを半
導体の導波路端面に近づけて複数の光を同時に結合する
方法では、各々のファイバと半導体の光導波路との光軸
が必ずしも一致せず、結合損失にばらつきが発生すると
いう問題があった。この損失のばらつきは、Siあるい
は石英基板の表面をV溝加工して治具を製作する際の、
加工ばらつきによるものである。
【0009】従って、本発明は上記の問題点を解決すべ
く創案されたものであり、石英系以外の材料を基板とし
て光回路が形成された光素子、特に半導体光スイッチ等
の入出力端に、低損失かつ簡便に石英系光ファイバを接
続するための導波路型ファイバコネクタを提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
実現するために、石英基板上に形成された石英系のコア
と、該コアを埋め込む石英系のクラッドから光導波路が
形成された石英系光導波路素子の片端に、石英系光ファ
イバが融着接続され、他端に前記光導波路の端面が形成
されていることを特徴とする導波路型ファイバコネクタ
を用いた。
【0011】更に、上記導波路型ファイバコネクタにお
いて、上記光導波路のコアは複数本設けられ、該コアの
間隔は上記石英系光ファイバの融着接続側と上記光導波
路の端面形成側とで異なるように形成したことを特徴と
する導波路型ファイバコネクタを用いた。
【0012】また、上記導波路型ファイバコネクタにお
いて、上記光導波路のモードフィールド径と形状は、上
記石英系光ファイバの融着接続側と上記光導波路の端面
形成側とで異なるように形成したことを特徴とする導波
路型ファイバコネクタを用いた。
【0013】更に、上記導波路型ファイバコネクタにお
いて、上記光導波路の端面にレンズや多層膜を形成した
ことを特徴とする導波路型ファイバコネクタを用いた。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明に係わる、第一の実施例を
図1に示す。石英基板1上にモードフィールド20a、
20b、20c、20dの径と形状が連続的に変化する
石英系光導波路2a、2b、2c、2dが形成されてい
る。その様に形成されたコネクタチップ3の片端に、石
英系光ファイバ4a、4b、4c、4dが融着接続さ
れ、コネクタチップ3の他端は端面が形成され、導波路
型コネクタ5が作製されている。フォトリソグラフ技術
により、導波路型コネクタ5の端面9の石英系光導波路
2a、2b、2c、2dは250μmピッチで形成さ
れ、石英系光ファイバ4a、4b、4c、4dを融着接
続する側は1mmピッチで形成されている。なお、ピッチ
はフォトリソグラフ技術により形成するため、任意の間
隔に設定できる。
【0015】図2に、本発明の導波路型コネクタを4×
4半導体光スイッチに適用した例を示す。導波路型コネ
クタ5aと5bは同じものである。この導波路型コネク
タ5a、5bを4×4半導体光スイッチ7の入出力端に
突き合わせ、マウント8の上で固定した。半導体光スイ
ッチ7の導波路は幅3μmであり、半導体導波路6a、
6b、6c、6dは250μmピッチで形成されてい
る。半導体光スイッチ7と導波路型コネクタ5a、5b
の接続損失は一ヶ所当たり3.2から4dBであり、ばら
つきの少ない良好な接続が得られた。ばらつきが少ない
理由は、導波路型コネクタ5a、5bの導波路がフォト
リソグラフ技術により形成しているためであり、コアの
位置精度±0.2μm以下を容易に達成している。
【0016】図3に、本発明の第二の実施例を示す。図
1で示したのと同様な導波路型コネクタ5の端面9に凸
レンズ10a、10b、10c、10dを形成したもの
である。この導波路型コネクタ5を前述の4×4半導体
光スイッチ7に、図2と同じように適用したところ、半
導体光スイッチ7と導波路型コネクタ5との接続損失は
一ヶ所当たり1.3から1.5dBと、低損失でばらつき
の少ない良好な接続特性が得られた。
【0017】図4に本発明1の第三の実施例を示す。導
波路型コネクタ12は石英系光ファイバ4が1本のみ融
着接続されている。光ファイバ接続側のモードフィール
ド径は約10μmであり、導波路型コネクタ12の端面
13ではモードフィールド径が約8μmとなるよう形成
されている。そして、端面13に多層膜フィルタ14が
形成されている。図4では、この導波路型コネクタ12
を1.3/1.55μm双方向光伝送素子15に適用し
た様子を示している。
【0018】図4において、16は受光素子、17は発
光素子、18は送信信号光、19は受信信号光を表わ
す。1.3/1.55μm双方向光伝送素子15と導波
路型コネクタ12の接続損失は3.5dB、アイソレーシ
ョンは50dBと良好な接続特性が得られた。
【0019】
【発明の効果】石英基板上に形成された石英系コアと、
該コアを埋め込む石英系クラッドから形成された石英系
光導波路素子の片端に、石英系光ファイバが融着接続さ
れ、他端に前記石英系光導波路の端面が形成されている
ことを特徴とする導波路型ファイバコネクタを用いたこ
と、更に、上記導波路型ファイバコネクタにおいて、上
記石英系光導波路のコアは複数本設けられ、該コアの間
隔は上記光ファイバ融着接続側と上記光導波路端面形成
側とで異なるように形成したことを特徴とする導波路型
ファイバコネクタを用いたこと、また、上記導波路型フ
ァイバコネクタにおいて、上記石英系光導波路のモード
フィールド径と形状は、上記光ファイバ融着接続側と上
記光導波路端面形成側とで異なるように形成したことを
特徴とする導波路型ファイバコネクタを用いたこと、そ
れに、上記導波路型ファイバコネクタにおいて、上記光
導波路端面にレンズや多層膜を形成したことを特徴とす
る導波路型ファイバコネクタを用いたことで次の効果が
得られる。
【0020】石英系光ファイバと半導体等の高屈折率光
導波路との、低損失接続が可能となる。また、多芯の接
続においても損失のばらつきが少ない良好な接続が達成
される。更に、導波路型コネクタの端面に多層膜フィル
タや各種の光デバイスを付与することができるため、接
続のみでなく、光信号の加工・処理等の機能を持たせる
ことができ、工業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わり、導波路型コネクタの第一の実
施例を示す平面図である。
【図2】本発明に係わり、導波路型コネクタと半導体光
スイッチの結合方法を示す平面図である。
【図3】本発明に係わり、導波路型コネクタの第二の実
施例を示す平面図である。
【図4】本発明に係わり、導波路型コネクタの第三の実
施例を示す平面図である。
【図5】従来技術に係わり、先端球ファイバの外観を示
す平面図である。
【図6】従来技術に係わり、先端球ファイバアレイの概
略を示す平面図である。
【符号の説明】
1 石英基板 2a、2b、2c,2d 石英系光導波路 3 コネクタチップ 4、4a、4b、4c、4d 石英系光ファイバ 5、5a、5b、12 導波路型コネクタ 6a、6b、6c、6d 半導体光導波路 7 半導体光スイッチ 8 マウント 9、13 端面 10a、10b、10c、10d 凸レンズ 14 多層膜フィルタ 15 双方向光伝送素子 16 受光素子 17 発光素子 18 送信信号光 19 受信信号光 20a、20b、20c、20d、23 モードフィー
ルド

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石英基板上に形成された石英系のコアと、
    該コアを埋め込む石英系のクラッドから光導波路が形成
    された石英系光導波路素子の片端に、石英系光ファイバ
    が融着接続され、他端に前記光導波路の端面が形成され
    ていることを特徴とする導波路型ファイバコネクタ。
  2. 【請求項2】請求項1記載の導波路型ファイバコネクタ
    において、上記光導波路のコアは複数本設けられ、該コ
    アの間隔は上記石英系光ファイバの融着接続側と上記光
    導波路の端面形成側とで異なるように形成したことを特
    徴とする導波路型ファイバコネクタ。
  3. 【請求項3】請求項2記載の導波路型ファイバコネクタ
    において、上記光導波路のモードフィールド径は、上記
    石英系光ファイバの融着接続側と上記光導波路の端面形
    成側とで異なるように形成したことを特徴とする導波路
    型ファイバコネクタ。
  4. 【請求項4】請求項3記載の導波路型ファイバコネクタ
    において、上記光導波路のモードフィールド形状は、上
    記石英系光ファイバの融着接続側と上記光導波路の端面
    形成側とで異なるように形成したことを特徴とする導波
    路型ファイバコネクタ。
  5. 【請求項5】請求項4記載の導波路型ファイバコネクタ
    において、上記光導波路の端面にレンズを形成したこと
    を特徴とする導波路型ファイバコネクタ。
  6. 【請求項6】請求項4記載の導波路型ファイバコネクタ
    において、上記光導波路の端面に多層膜フィルタが形成
    されていることを特徴とする導波路型ファイバコネク
    タ。
JP8090870A 1996-04-12 1996-04-12 導波路型ファイバコネクタ Pending JPH09281356A (ja)

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JP (1) JPH09281356A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018128100A1 (ja) * 2017-01-04 2018-07-12 住友電気工業株式会社 モードフィールド変換素子、モードフィールド変換部品、及びモードフィールド変換素子の製造方法
JP2019152804A (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 株式会社フジクラ 光コネクタ
JP2020160261A (ja) * 2019-03-26 2020-10-01 株式会社フジクラ 導波路基板、光コネクタ、及び導波路基板の製造方法

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