JPH02285306A - 平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置
に関する。より詳細には、平面光導波路と光ファイバと
を結合損失を低く抑えて、容易に結合することを可能に
する補助装置に関する。

従来の技術 平面光導波路は、各種の光制御素子、光受動素子等を構
成するのに用いられている。これらの光素子は、実際に
使用する際には光ファイバと結合することが多い。結合
する数が少数であれば、それぞれの平面光導波路に光フ
ァイバを、光軸調整を行ってから樹脂等により直接結合
していた。また、複数の光ファイバを基体表面に平行に
形成された複数の平面光導波路に結合する際、光軸調整
を１回で済ませるため、平面光導波路の間隔と等しい間
隔で光ファイバを保持するコネクタを使用することもあ
る。

第５図（ａ）およびら）に本出願人が、昭和６３年１２
月８日に出願した特願第６３−３１０７３９号に開示さ
れている平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置を
示す。第５図の装置は、平滑に仕上げられ、中央部にコ
ネクタ搭載用の溝１０が形成され、さらにホルダ固定用
のボルト穴９が形成された搭載面１ａを有する基台１と
、基台１の搭載面１ａに搭載された先導波路基体２を固
定するホルダ４と、上側部材８ａおよび下側部材８ｂで
構成され、光ファイバ７を保持し、前記下側部材８ｂが
上記基台１の上記溝１０に嵌合して光ファイバ７と平面
光導波路３とを結合するコネクタ８とで主に構成される
。

光導波路基体２は、表面２ａに平面光導波路３が形成さ
れており、平面光導波路３が形成されている表面２ａの
反対側の面がホルダ４に樹脂固定され、表面２ａが基台
１の搭載面１ａに接するように基台１に搭載され、ホル
ダ４がボルト穴５を貫通するボルト６で固定されること
により基台１に固定されている。

また、コネクタ８は、光ファイバ７を固定するためのＶ
字型断面の溝１２を有する上側部材８ａおよび下側部材
８ｂを、それぞれの溝１２が互いに対向するように合わ
せてなる。溝１２は、平面光導波路３と等しい間隔で、
且つ光ファイバ７の光軸が上側部材８ａの溝１２が形成
されている面上に存在するように形成され、光ファイバ
７は、上側部材８ａの溝１２に固定されている。また、
下側部材８ｂの幅は、基台ｌの溝１０の幅に合わせてあ
り、上側部材８ａの幅は下側部材８ｂの幅より広く、上
側部材８ａの溝１２が形成されている面は下側部材の側
方に張り出し、高い精度で仕上げられている。光ファイ
バ７は、上側部材８ａの溝１２に固定されているため、
上側部材８ａと下側部材８ｂとの組立精度に関係なく光
ファイバ７の光軸は、上側部材８ａの溝１２が形成され
ている面上に存在する。上記のように構成されているコ
ネクタ８は、下側部材８ｂが基台１の溝１０に嵌合し、
上側部材８ａの上記面と基台１の搭載面１ａとが接した
状態で基台１に搭載される。

コネクタ８がこのように搭載されることにより、平面光
導波路３の光軸と光ファイバ７の光軸とは、その上下の
位置が正確に一致するので、光軸調整は、光ファイバ７
の半径方向で基台ｌの搭載面１ａに平行な方向および光
ファイバ７の軸方向の２方向のみに対して行えばよい。

光軸調整の後、樹脂でコネクタ８と光導波路基体２の間
を固定し、平面光導波路３と光ファイバ７との結合が完
了する。

発明が解決しようとする課題 平面光導波路中を伝搬する光の電磁界分布は、導波路中
心付近に強度のピークを有する。基体にいＮｂＯ５結晶
を用い、表面よりＴｉを拡散して形成した平面光導波〜
路を例として、第３図（ａ）〜（Ｃ）を参照して説明す
る。Ｔ１は、表面から深さ方向に拡がり導波路形状は゛
第３図（ａ）のようになる。この時Ｔ１濃度の深さ方向
の分布は、第３図ら）に示すよう表面の濃度が最も高く
、ガウス分布になることが知られている。このような導
波路を伝搬する光の電磁界分布は、空気中に分布が拡が
り、第３図（Ｃ）に示すよう導波路中心付近に強度のピ
ークを有する。

これは、先導波路の屈折率が約２．２２であり、空気の
屈折率が１．０のためである。

第４図に、平面光導波路が表面に形成された基体表面と
光ファイバの光軸との距離と結合損失との関係を示す。

平面光導波路は、Ｌ＋ＮｂＯ＋を基体とし、Ｔｉを熱拡
散したもので、導波路深さは約２．３μｍ１導波路幅は
７μｍとした。また結合に用いた光ファイバは、コア径
ｌＯμｍのシングルモードファイバとした。基体表面と
光ファイバの光軸を一致させた時の損失を０とすると、
基体表面と光ファイバの光軸との距離が２μｍで、損失
が最低となる。

従って、平面光導波路と光ファイバとを結合する際には
、第２図に示すよう上記の導波路中心付近の電磁界分布
の強度ピークと光ファイバの光軸とを一致させることが
好ましい。しかしながら、従来の結合補助装置では、光
ファイバの光軸中心を基体表面に合わせていたため結合
効率が低い、即ち、結合損失が大きいという欠点があっ
た。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
た、平面光導波路と光ファイバとを光軸ずれが起こらな
いように、且つ容易に高効率で結合することができる補
助装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、光ファイバと基体表面に形成された平
面光導波路とを光学的に結合する際、光ファイバと基体
との位置を決定する装置であって、光ファイバの光軸が
所定の面上で所定の方向になるよう光ファイバを保持す
るコネクタと、平滑な搭載面と、前記平面光導波路が前
記搭載面と接するよう前記基体を搭載固定する手段と、
前記光ファイバの光軸のある面が前記基台の搭載面の上
側で前記搭載面に平行に保たれた状態で可動であるよう
に前記コネクタを搭載する手段とを備える基台と を具備することを特徴とする平面光導波路と光ファイバ
との結合補助装置が提供される。

作用 本発明の平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置は
、基台の平滑に仕上げられた搭載面を基準面とし、この
基準面上に平面光導波路の表面を配置する。また、この
基準面に平行で平面光導波路の光軸のある面に光ファイ
バの光軸を配置して、平面光導波路と光ファイバとを結
合する。従って、損失の少ない結合が可能になる。

また、本発明の装置では、平面光導波路を位置決めした
基準面がそのまま平面光導波路と光ファイバとを結合す
る際の基準面になる。従って、従来行っていた光ファイ
バの半径方向の異なる２方向および光ファイバの軸方向
の３方向での調整を、本発明の装置を使用することによ
り２方向のみとすることができる。すなわち、光軸調整
が必要なのは、光ファイバの半径方向で前記基準面と平
行な方向と光ファイバの軸方向のみである。

一方、本発明の装置において、光ファイバを位置決めし
、保持するコネクタは、Ｓｉ等の材料を用い、平滑に仕
上げた平面に光ファイバを納める溝を形成した構成であ
ることが好ましい。光ファイバを納める溝は、例えばＶ
字型の断面であり、上記の平面上に光ファイバの光軸が
存在するように形成されていることが好ましい。また、
複数の光ファイバを基体上のそれぞれ異なる平面光導波
路に結合する場合は、上記の溝は、保持された光ファイ
バの間隔が平面光導波路の間隔と等しくなるよう形成さ
れていることが好ましい。

また、上記のコネクタが、上記の平面上に光ファイバの
光軸が存在するよう構成されている場合には、このコネ
クタは上記平面が基台の搭載面と平行で、且つ所定の距
離だけ離れて基台に搭載できる構成であることが好まし
い。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲をなんら制限するものではない。

実施例 本発明の平面光導波路と光ファイバとの結合補助装置は
、第５図（ａ）および（ｂ）に示した従来の装置のコネ
クタ８を改良したものである。以下、本発明の装置の相
違点を中心に説明する。

第１図（ａ）〜（Ｃ）に本発明の装置で用いられるコネ
クタ８の例を示す。本実施例では、２本の光ファイバを
基体上の２本の平面光導波路に結合する。

コネクタ８は、光ファイバ７を固定するためのＶ字型断
面の溝１２を２本有する上側部材８ａに直方体の下側部
材８ｂを接着してなる。溝１２は、平面光導波路３と等
しい間隔で、光ファイバ７の光軸が上側部材８ａの面１
４よりも２μｍ内側（図で上側）に存在するように形成
され、光ファイバ７は、樹脂１６等で上側部材８ａの溝
１２に固定されている。また、下側部材８ｂの幅は、基
台１の溝１００幅に合わせてあり、上側部材８ａの幅は
下側部材８ｂの幅より広く、上側部材８ａの面１４は下
側部材８ｂの側方に張り出し、高い精度で仕上げられて
いる。光ファイバ７は、上側部材８ａの溝１２に固定さ
れているため、上側部材８ａと下側部材８ｂとの組立精
度に関係なく光ファイバ７の光軸は、上側部材８ａの面
１４よりも２μｍ内側に存在する。上記のように構成さ
れているコネクタ８は、下側部材８ｂが基台１の溝１０
に嵌合し、上側部材８ａの上記面１４と基台１の搭載面
１ａとが接した状態で基台１に搭載される。

第１図（ａ）のコネクタは、上側部材８ａに形成された
Ｖ字型断面の溝１２の形状および大きさを加減して、光
ファイバ７の光軸が上側部材８ａの上記面１４よりも２
μｍ内側となるよう構成されている。

第１図（ｂ）のコネクタは、上側部材８ａの面１３上に
光ファイバ７の光軸が存在するように溝１２の形成し、
さらに面１３上に金属膜１５を形成することで光ファイ
バ７の光軸が上側部材８ａの上記面１４よりも２μｍ内
側になるよう構成されている。

第１図（Ｃ）のコネクタは、第１図（ｂ）のコネクタの
上側部材８ａと同様な溝１２が形成された上側部材８ａ
を用い、溝１２に入る部分の外径を小さくした光ファイ
バ７を用いることでファイバ７の光軸が上側部材８ａの
上記面１４よりも２μｍ内側になるよう構成されている
。光ファイバ７の外径を小さくする方法としては、フッ
酸等を用いたエツチングが好ましい。

コネクタ８を上記のコネクタに替えた第５図（ａ）およ
び（ｂ）の装置で、平面光導波路３の両側に光ファイバ
７を結合して損失を測定した。総損失から光導波路自体
の導波損失および導波路と光ファイバとのモード不整合
を引いた結合損失は、０．８ｄＢであり、良好な結合が
行なえることがわかった。

発明の効果 以上詳述のように、本発明の補助装置を用いることによ
り、平面光導波路と光ファイバとを容易に高効率で結合
することが可能となる。これは、本発明の補助装置に独
特な、基台の搭載面を基準面とし、該基準面上に、平面
光導波路が形成しである面が接するように基体を搭載し
、光ファイバの光軸が平面光導波路の光軸のある面上に
くるようにコネクタを搭載する構成によるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明の装置で使用するコネ
クタの例の正面図であり、 第２図は、平面光導波路と光ファイバとの好ましい結合
状態を示す模式図であり、 第３図（ａ）は、基体に形成された平面光導波路の形状
の模式図であり、 第３図（ｂ）は、第３図（ａ）の平面光導波路において
Ｔ１濃度の分布を示すグラフであり、 第３図（Ｃ）は、第３図（ａ）の平面光導波路を伝搬す
る光の強度分布を示す概念図であり、 第４図は、平面光導波路が表面に形成された基体表面と
光ファイバの光軸との距離と結合損失との関係を示すグ
ラフであり、 第５図（ａ）および（５）は、従来の平面光導波路と光
ファイバとの結合補助装置の斜視図である。 〔主な参照番号〕 ■・・基台、　１ａ・・基台搭載面、 ２・・基体、 ２ａ・　・ ３　・　・ ４　・　・ ５．９ ７　・　・ ８　・　・ ８ａ・　・ ８ｂ・　・ １０・　・ １５・　・ 基体表面、 平面光導波路、 ホルダ、 ・・ボルト穴、６・・ボルト、 光ファイバ コネクタ、 コネクタ上側部材、 コネクタ下側部材、 コネクタ溝、１２・・Ｖ溝、 金属膜、　１６・・樹脂 特許出願人　住友電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバと基体表面に形成された平面光導波路
   とを光学的に結合する際、光ファイバと基体との位置を
   決定する装置であって、 光ファイバの光軸が所定の面上で所定の方向になるよう
   光ファイバを保持するコネクタと、平滑な搭載面と、前
   記平面光導波路が前記搭載面と接するよう前記基体を搭
   載固定する手段と、前記光ファイバの光軸のある面が前
   記基台の搭載面の上側で前記搭載面に平行に保たれた状
   態で可動であるように前記コネクタを搭載する手段とを
   備える基台と を具備することを特徴とする平面光導波路と光ファイバ
   との結合補助装置。