JPH09304651A - Optical coupler and its production - Google Patents
Optical coupler and its productionInfo
- Publication number
- JPH09304651A JPH09304651A JP11670196A JP11670196A JPH09304651A JP H09304651 A JPH09304651 A JP H09304651A JP 11670196 A JP11670196 A JP 11670196A JP 11670196 A JP11670196 A JP 11670196A JP H09304651 A JPH09304651 A JP H09304651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical waveguide
- optical fiber
- main surface
- waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 385
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 185
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 29
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 13
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 2
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Chemical compound [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光結合器及びその
製造方法に関し、特に、光ファイバが無調整実装により
結合される光導波路を有する光結合器とその製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupler and a manufacturing method thereof, and more particularly to an optical coupler having an optical waveguide in which optical fibers are coupled by unadjusted mounting and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の光ファイバ通信ネットワークの発
展に伴い、光信号の処理を行うネットワークノードの基
本構成要素の１つである光導波路デバイスとこれら光導
波路デバイス間を結ぶ光ファイバとの高効率の光結合は
ますます重要になってきている。2. Description of the Related Art With the recent development of optical fiber communication networks, high efficiency of an optical waveguide device, which is one of the basic components of a network node for processing optical signals, and an optical fiber connecting these optical waveguide devices. Optical coupling is becoming increasingly important.
【０００３】光導波路と光ファイバの最も一般的な結合
方法としては、結合効率をモニターしながら微動治具に
よって光ファイバ光軸の調芯を行い、接着剤によって固
定する方法がある。これに対して、光軸調整作業の除
去、一括処理による量産性、外力等による光軸精度の時
間経過に対する信頼性向上等を目的として、従来より、
光ファイバの光導波路への無調整実装方法が研究開発さ
れてきた。例えば、特開平４−５２６０６号公報や特開
平６−３４７６５５号公報などに示されるように、（０
０１）Ｓｉ基板などの上に光導波路を形成し、基板の異
方性エッチングを行うことによって同一基板上に光ファ
イバガイド用の所望の深さのＶ溝を形成する方法であ
る。この溝を構成する（１１１）面による光ファイバの
支持及びこの後の工程である光ファイバの接着を行うこ
とによって光ファイバの調芯作業無しで光ファイバが光
導波路に対して最適な位置で固定される。The most common method of coupling an optical waveguide and an optical fiber is a method of aligning the optical axis of the optical fiber with a fine movement jig while monitoring the coupling efficiency and fixing with an adhesive. On the other hand, for the purpose of eliminating the optical axis adjustment work, mass productivity by collective processing, and improving the reliability of the optical axis accuracy over time due to external force, etc.,
Research and development has been conducted on an unadjusted mounting method of an optical fiber on an optical waveguide. For example, as shown in JP-A-4-52606 and JP-A-6-347655, (0
01) A method in which an optical waveguide is formed on a Si substrate and the substrate is anisotropically etched to form a V groove having a desired depth for guiding an optical fiber on the same substrate. By supporting the optical fiber by the (111) plane forming this groove and adhering the optical fiber in the subsequent step, the optical fiber is fixed at the optimum position with respect to the optical waveguide without the optical fiber alignment work. To be done.
【０００４】この技術では、通常、Ｓｉからなる基板１
の面方位としては〈００１〉を用いる。このとき、図２
３（ａ）及び（ｂ）のように角度が〈１１０〉方向に目
合わせされた溝形成用マスクを用いて異方性エッチング
によって形成されるＶ溝８０４は２つの（１１１）面８
０２ａ，８０２ｂにより構成され、さらに光導波路に相
対する溝の終端にも（１１１）面８０３ａ，８０３ｂか
らなる溝が形成されている。光導波路が形成された同一
基板に光導波路と位置合わせ形成された前記Ｖ溝の（１
１１）面８０２ａ，８０２ｂによって光ファイバは支持
されるため、煩雑な光軸調整（調芯）作業の必要がな
く、かつ安定に光導波路と結合される。In this technique, the substrate 1 usually made of Si is used.
<001> is used as the plane orientation of. At this time, FIG.
3 (a) and 3 (b), the V groove 804 formed by anisotropic etching using a groove forming mask whose angles are aligned in the <110> direction has two (111) planes 8
02a, 802b, and a groove formed of (111) planes 803a, 803b is also formed at the end of the groove facing the optical waveguide. (1 of the V groove formed in alignment with the optical waveguide on the same substrate on which the optical waveguide is formed
11) Since the optical fiber is supported by the surfaces 802a and 802b, complicated optical axis adjustment (alignment) work is not required, and the optical fiber is stably coupled with the optical waveguide.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】光導波路形成（００
１）Ｓｉ基板の異方性エッチングによるＶ溝を用いた光
ファイバと光導波路の結合方法は上記のいくつかの利点
と同時に、以下に述べるような問題を有する。光導波路
を形成する基板１としてＳｉ（００１）基板を用い、こ
れの異方性エッチングによって光ファイバ実装用のＶ溝
を形成する場合、光導波路に相対するＶ溝の終端にも図
２３のように光導波路終端面１３ａに（１１１）面８０
３ａが形成される。この結果、この（１１１）面８０３
ａが障害となって光ファイバ終端面１２を光導波路終端
面１３ａに接近させることができないため、光導波路と
光ファイバの完全な突き合わせによる高効率な光結合を
行うことができない問題が発生する。これを防ぐための
１つの方法として、図２３（ｂ）のようにＶ溝形成部
７′と光導波路形成部６の間にダイシングソーなどを用
いて機械的に切断溝８０１を設けて、上記の（１１１）
面のＳｉを除去する必要があった。[Problems to be Solved by the Invention] Optical waveguide formation (00
1) The method of coupling an optical fiber and an optical waveguide using a V-groove by anisotropic etching of a Si substrate has the above-mentioned several advantages as well as the following problems. When a Si (001) substrate is used as the substrate 1 for forming the optical waveguide and a V groove for mounting an optical fiber is formed by anisotropic etching of the substrate, the end of the V groove facing the optical waveguide is also as shown in FIG. The optical waveguide termination surface 13a has a (111) plane 80
3a is formed. As a result, this (111) plane 803
Since "a" becomes an obstacle and the optical fiber termination surface 12 cannot be brought close to the optical waveguide termination surface 13a, there arises a problem that high-efficiency optical coupling cannot be performed by perfect abutting of the optical waveguide and the optical fiber. As one method for preventing this, as shown in FIG. 23B, a cutting groove 801 is mechanically provided between the V groove forming portion 7 ′ and the optical waveguide forming portion 6 by using a dicing saw or the like, and Of (111)
It was necessary to remove Si on the surface.
【０００６】本発明の目的は、調芯作業なしに光ファイ
バを光導波路に高効率にかつ信頼性良く光結合できる光
結合器を提供し、光ファイバ通信ネットワークにおける
低コストな光デバイスを実現することにある。An object of the present invention is to provide an optical coupler capable of optically coupling an optical fiber to an optical waveguide with high efficiency and reliability without alignment work, and to realize a low-cost optical device in an optical fiber communication network. Especially.
【０００７】本発明のもう一つの目的は、上述の光結合
器を機械的な方法を用いることなくウェハプロセスによ
る一括処理のみによって製造する方法を提供し、光ファ
イバ通信ネットワークにおける低コストな光デバイスを
実現することにある。Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the above-mentioned optical coupler by a batch process by a wafer process without using a mechanical method, and to provide a low-cost optical device in an optical fiber communication network. Is to realize.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、主面を
有する基板と、前記主面の第１の所定の領域上に形成さ
れた光導波路と、前記主面の第２の所定の領域に形成さ
れ、前記光導波路の光軸に平行な方向に延在し、光ファ
イバの一端を前記光導波路の一端に、前記光ファイバの
光軸が前記光導波路の光軸に一致した状態に結合させる
ように、前記光ファイバをガイドする光ファイバガイド
溝とを有する光結合器において、前記第１及び前記第２
の所定の領域に挟まれた前記主面の第３の所定の領域に
形成され、前記光導波路の前記一端の下方で前記光ファ
イバガイド溝の延在方向と交差する一つの内側面を有す
る溝を有し、前記内側面には、前記主面に対する斜めの
傾きを有する複数の平面からなるくぼみが形成されてい
ることを特徴とする光結合器が得られる。According to the present invention, a substrate having a principal surface, an optical waveguide formed on a first prescribed region of the principal surface, and a second prescribed surface of the principal surface. Is formed in a region and extends in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, one end of the optical fiber is at one end of the optical waveguide, and the optical axis of the optical fiber is aligned with the optical axis of the optical waveguide. An optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber so that the first and second optical fibers are coupled with each other.
A groove formed in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the predetermined regions of the optical waveguide and having one inner side surface below the one end of the optical waveguide and intersecting the extending direction of the optical fiber guide groove. The optical coupler is characterized in that the inner surface is formed with a plurality of indentations that are inclined with respect to the main surface.
【０００９】更に本発明によれば、主面を有する基板
と、前記主面の第１の所定の領域上に形成された光導波
路と、前記主面の第２の所定の領域に形成され、前記光
導波路の光軸に平行な方向に延在し、光ファイバの一端
を前記光導波路の一端に、前記光ファイバの光軸が前記
光導波路の光軸に一致した状態に結合させるように、前
記光ファイバをガイドする光ファイバガイド溝とを有す
る光結合器において、前記第１及び前記第２の所定の領
域に挟まれた前記主面の第３の所定の領域に形成され、
前記光導波路の前記一端の下方で前記光ファイバガイド
溝の延在方向と交差する一つの内側面を有するへこみを
有し、前記内側面には、前記主面に対する斜めの傾きを
有する複数の平面からなるくぼみが形成されていること
を特徴とする光結合器が得られる。Further, according to the present invention, a substrate having a main surface, an optical waveguide formed on a first predetermined region of the main surface, and a second predetermined region of the main surface, Extending in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, one end of the optical fiber to one end of the optical waveguide, so that the optical axis of the optical fiber is coupled to match the optical axis of the optical waveguide, In an optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber, the optical coupler is formed in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions,
Below the one end of the optical waveguide, there is a dent having one inner side surface that intersects with the extending direction of the optical fiber guide groove, and the inner side surface has a plurality of flat surfaces that are inclined with respect to the main surface. An optical coupler is obtained, which is characterized in that an indentation made of is formed.
【００１０】また本発明によれば、主面を有する基板
と、前記主面の第１の所定の領域上に形成された光導波
路と、前記主面の第２の所定の領域に形成され、前記光
導波路の光軸に平行な方向に延在し、光ファイバの一端
を前記光導波路の一端に、前記光ファイバの光軸が前記
光導波路の光軸に一致した状態に結合させるように、前
記光ファイバをガイドする光ファイバガイド溝とを有す
る光結合器を製造する方法において、前記第１の所定の
領域上に前記光導波路を形成する工程と、前記第１及び
前記第２の所定の領域に挟まれた前記主面の第３の所定
の領域に、前記光ファイバガイド溝の延在方向と交差す
る凹型の溝を形成する工程と、前記第２の所定の領域に
前記光ファイバガイド溝を形成すると共に、前記凹型の
溝に、前記光導波路の前記一端の下方で前記光ファイバ
ガイド溝の延在方向と交差する一つの内側面を有する溝
を、前記内側面に、前記主面に対する斜めの傾きを有す
る複数の平面からなるくぼみが形成された状態に、形成
する工程とを含むことを特徴とする光結合器の製造方法
が得られる。According to the present invention, a substrate having a main surface, an optical waveguide formed on a first predetermined area of the main surface, and a second predetermined area of the main surface are formed. Extending in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, one end of the optical fiber to one end of the optical waveguide, so that the optical axis of the optical fiber is coupled to match the optical axis of the optical waveguide, In a method of manufacturing an optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber, a step of forming the optical waveguide on the first predetermined region, and the first and second predetermined regions. A step of forming a concave groove intersecting the extending direction of the optical fiber guide groove in a third predetermined area of the main surface sandwiched between areas; and the optical fiber guide in the second predetermined area. The optical waveguide is formed in the concave groove while forming the groove. A groove having one inner side surface that intersects with the extending direction of the optical fiber guide groove is formed below the one end, and the inner side surface is formed with a recess formed of a plurality of flat surfaces having an oblique inclination with respect to the main surface. A method of manufacturing an optical coupler, characterized in that the state includes a forming step.
【００１１】更に本発明によれば、主面を有する基板
と、前記主面の第１の所定の領域上に形成された光導波
路と、前記主面の第２の所定の領域に形成され、前記光
導波路の光軸に平行な方向に延在し、光ファイバの一端
を前記光導波路の一端に、前記光ファイバの光軸が前記
光導波路の光軸に一致した状態に結合させるように、前
記光ファイバをガイドする光ファイバガイド溝とを有す
る光結合器を製造する方法において、前記第１の所定の
領域上に前記光導波路を形成する工程と、前記第１及び
前記第２の所定の領域に挟まれた前記主面の第３の所定
の領域に、前記光ファイバガイド溝の延在方向と交差す
る凹型のへこみを形成する工程と、前記第２の所定の領
域に前記光ファイバガイド溝を形成すると共に、前記凹
型のへこみに、前記光導波路の前記一端の下方で前記光
ファイバガイド溝の延在方向と交差する一つの内側面を
有するへこみを、前記内側面に、前記主面に対する斜め
の傾きを有する複数の平面からなるくぼみが形成された
状態に、形成する工程とを含むことを特徴とする光結合
器の製造方法が得られる。Further, according to the invention, a substrate having a main surface, an optical waveguide formed on a first predetermined region of the main surface, and a second predetermined region of the main surface are formed. Extending in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, one end of the optical fiber to one end of the optical waveguide, so that the optical axis of the optical fiber is coupled to match the optical axis of the optical waveguide, In a method of manufacturing an optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber, a step of forming the optical waveguide on the first predetermined region, and the first and second predetermined regions. Forming a concave indentation intersecting the extending direction of the optical fiber guide groove in a third predetermined region of the main surface sandwiched between regions; and the optical fiber guide in the second predetermined region. Along with forming the groove, the concave dent, the A dent having one inner side surface that intersects with the extending direction of the optical fiber guide groove below the one end of the waveguide, and the inner side surface has a recess formed of a plurality of flat surfaces having an oblique inclination with respect to the main surface. A method for manufacturing an optical coupler, including the step of forming in the formed state, is obtained.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について図面
を参照して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１３】図１及び図２を参照すると、本発明の第１
の実施例による光結合器は、主面を有する基板（１）
と、前記主面の第１の所定の領域上に形成された光導波
路（２、３、１５等）と、前記主面の第２の所定の領域
に形成され、光導波路（２、３、１５等）の光軸に平行
な方向（１４）に延在し、光ファイバ（１１）の一端を
光導波路（２、３、１５等）の一端に、光ファイバ（１
１）の光軸が光導波路（２、３、１５等）の光軸に一致
した状態に結合させるように、光ファイバ（１１）をガ
イドする光ファイバガイド溝（５）とを有する光結合器
において、前記第１及び前記第２の所定の領域に挟まれ
た主面の第３の所定の領域に形成され、光導波路（２、
３、１５等）の前記一端の下方で光ファイバガイド溝
（５）の延在方向と交差する一つの内側面を有する溝
（８）を有している。前記内側面には、前記主面に対す
る斜めの傾きを有する複数の平面（１０ａ及び１０ｂ）
からなるくぼみが形成されている。Referring to FIGS. 1 and 2, the first aspect of the present invention is shown.
The optical coupler according to the embodiment of the invention has a substrate (1) having a main surface.
An optical waveguide (2, 3, 15, etc.) formed on the first predetermined region of the main surface, and an optical waveguide (2, 3, 15 etc.) in the direction (14) parallel to the optical axis, and one end of the optical fiber (11) is connected to one end of the optical waveguide (2, 3, 15, etc.) and the optical fiber (1
An optical coupler having an optical fiber guide groove (5) for guiding an optical fiber (11) so that the optical axis of 1) is coupled to the optical waveguide (2, 3, 15, etc.) in a state of being aligned. In the third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions, the optical waveguide (2,
3, 15, etc.) has a groove (8) having one inner side surface that intersects the extending direction of the optical fiber guide groove (5) below the one end. On the inner surface, a plurality of flat surfaces (10a and 10b) having an oblique inclination with respect to the main surface.
An indentation consisting of is formed.
【００１４】この光結合器の製造方法は、後に詳述する
ように、基板（１）の主面の前記第１の所定の領域上に
光導波路（２、３、１５等）を形成する工程（図９）
と、前記第１及び前記第２の所定の領域に挟まれた前記
主面の第３の所定の領域に、光ファイバガイド溝（５）
の延在方向と交差する凹型の溝（図２（ａ）及び図１０
の１００）を形成する工程（図１０）と、前記第２の所
定の領域に光ファイバガイド溝（５）を形成すると共
に、前記凹型の溝（１００）に、光導波路（２、３、１
５等）の前記一端の下方で光ファイバガイド溝（５）の
延在方向と交差する一つの内側面を有する溝（８）を、
前記内側面に、前記主面に対する斜めの傾きを有する複
数の平面（１０ａ及び１０ｂ）からなるくぼみが形成さ
れた状態に、形成する工程（図１２）とを含んでいる。As will be described later in detail, the method of manufacturing the optical coupler includes a step of forming an optical waveguide (2, 3, 15, etc.) on the first predetermined region of the main surface of the substrate (1). (Figure 9)
And an optical fiber guide groove (5) in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions.
Concave groove (Fig. 2 (a) and Fig. 10) intersecting the extending direction of
No. 100) is formed (FIG. 10), and an optical fiber guide groove (5) is formed in the second predetermined region, and an optical waveguide (2, 3, 1) is formed in the concave groove (100).
5), the groove (8) having one inner side surface intersecting the extending direction of the optical fiber guide groove (5) below the one end,
And a step (FIG. 12) of forming a recess on the inner surface, the recess having a plurality of flat surfaces (10a and 10b) having an inclination with respect to the main surface.
【００１５】図３を参照すると、本発明の第２の実施例
による光結合器は、図１の溝（８）の代りに、へこみ
（３１）が形成されている。即ち、この光結合器は、主
面を有する基板（１）と、前記主面の第１の所定の領域
上に形成された光導波路（１５等）と、前記主面の第２
の所定の領域に形成され、光導波路（１５等）の光軸に
平行な方向（１４）に延在し、光ファイバ（１１）の一
端を光導波路（１５等）の一端に、光ファイバ（１１）
の光軸が光導波路（１５等）の光軸に一致した状態に結
合させるように、光ファイバ（１１）をガイドする光フ
ァイバガイド溝（５）とを有する光結合器において、前
記第１及び前記第２の所定の領域に挟まれた主面の第３
の所定の領域に形成され、光導波路（１５等）の前記一
端の下方で光ファイバガイド溝（５）の延在方向と交差
する一つの内側面を有するへこみ（３１）を有してい
る。前記内側面には、前記主面に対する斜めの傾きを有
する複数の平面（３３ａ及び３３ｂ）からなるくぼみが
形成されている。Referring to FIG. 3, an optical coupler according to a second embodiment of the present invention has a recess (31) formed in place of the groove (8) shown in FIG. That is, this optical coupler includes a substrate (1) having a main surface, an optical waveguide (15 etc.) formed on a first predetermined region of the main surface, and a second main surface.
Of the optical waveguide (15, etc.) extending in a direction (14) parallel to the optical axis of the optical waveguide (15, etc.). 11)
An optical fiber guide groove (5) for guiding the optical fiber (11) so that the optical axis of the optical fiber is coupled to the optical axis of the optical waveguide (15 or the like). The third main surface sandwiched between the second predetermined regions
Has a dent (31) formed in a predetermined area of the optical waveguide (15 etc.) and having one inner side surface which intersects the extending direction of the optical fiber guide groove (5) below the one end. The inner side surface is formed with a recess made up of a plurality of flat surfaces (33a and 33b) having an inclination with respect to the main surface.
【００１６】この光結合器の製造方法は、前記第１及び
前記第２の所定の領域に挟まれた前記主面の第３の所定
の領域に、光ファイバガイド溝（５）の延在方向と交差
する凹型のへこみ（図３（ｂ）の１００´）を、凹型の
溝（図２（ａ）及び図１０の１００）の代りに、形成す
る工程と、前記第２の所定の領域に光ファイバガイド溝
（５）を形成すると共に、前記凹型のへこみ（図３
（ｂ）の１００´）に、光導波路（１５等）の前記一端
の下方で光ファイバガイド溝（５）の延在方向と交差す
る一つの内側面を有するへこみ（３１）を、前記内側面
に、前記主面に対する斜めの傾きを有する複数の平面
（３３ａ及び３３ｂ）からなるくぼみが形成された状態
に、形成する工程とを含んでいる点を除けば、図１の光
結合器の製造方法と同じである。In this method for manufacturing an optical coupler, the optical fiber guide groove (5) extends in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions. Forming a concave recess (100 'in FIG. 3 (b)) that intersects with the recessed groove (100 in FIG. 2 (a) and FIG. 10), and in the second predetermined region. The optical fiber guide groove (5) is formed, and the concave recess (see FIG. 3) is formed.
The dent (31) having one inner side surface intersecting with the extending direction of the optical fiber guide groove (5) below the one end of the optical waveguide (15 etc.) is formed in the inner side surface of 100 ′ of (b). Except that it includes a step of forming an indentation formed of a plurality of flat surfaces (33a and 33b) having an inclination with respect to the main surface. The method is the same.
【００１７】図１及び図３の光結合器においては、後に
詳述するように、基板１はＳｉであり、主面が（００
１）面であり、くぼみの前記複数の平面がそれぞれ（１
１１）面である。また、光導波路は例えば石英系ガラス
材料からなる。In the optical couplers shown in FIGS. 1 and 3, the substrate 1 is made of Si and the main surface is (00
1) plane, and each of the plurality of planes of the depression is (1)
11) surface. The optical waveguide is made of, for example, a silica glass material.
【００１８】次に図１の光結合器を詳細に説明する。Next, the optical coupler shown in FIG. 1 will be described in detail.
【００１９】（００１）Ｓｉなどの基板１の上にコア２
及びクラッド３からなる光導波路が形成されており、光
導波路コア終端面４が露出している。さらに基板１上に
光ファイバガイド溝５が形成され、光導波路形成部６と
光ファイバガイド溝形成部７の間に光導波路終端溝８が
設けられている。光ファイバガイド溝５は２つのＳｉ
（１１１）面９ａ，９ｂから構成され、また光導波路終
端溝８は４つのＳｉ（１１１）面１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄから構成され光軸方向１４にくびれた形状で
ある。A core 2 is formed on a substrate 1 of (001) Si or the like.
An optical waveguide including the clad 3 is formed, and the optical waveguide core terminating surface 4 is exposed. Further, an optical fiber guide groove 5 is formed on the substrate 1, and an optical waveguide termination groove 8 is provided between the optical waveguide forming portion 6 and the optical fiber guide groove forming portion 7. The optical fiber guide groove 5 has two Si
The optical waveguide terminating groove 8 is composed of four (111) planes 9a, 9b, and four Si (111) planes 10a, 10b, 10 are formed.
It is composed of c and 10d and has a constricted shape in the optical axis direction 14.
【００２０】図２は、図１の光結合器において光ファイ
バと光導波路の結合時における位置関係、及び光ファイ
バ、光導波路や溝の寸法などの関係を説明するための図
（図２（ａ）は光ファイバ光軸長手方向での断面図、図
２（ｂ）は光ファイバ光軸直交方向での断面図）であ
る。（Ｓｉ）基板１の上に形成されたＶ字状の光ファイ
バガイド溝５の（１１１）面９ａ，９ｂで支持される光
ファイバ１１の終端面１２は光導波路終端側の（１１
１）面１０ｂにぶつからないため、光導波路の終端面１
３ａに接近させることができる。点線は、製造方法の１
つとして、Ｓｉ基板の異方性エッチングの前に、光導波
路形成部６と光ファイバガイド溝形成部７の間にドライ
エッチング等の方法によってトレンチ状の予備溝（凹型
の溝）１００を設ける場合のその予備溝１００の形状・
深さを示している。この予備溝１００の深さｄ1 は、光
ファイバ１１の外径２Ｒ，光導波路コア光軸の高さｈ，
異方性エッチングによって〈００１〉方向にエッチング
の行われる最大深さｄ，（１１１）面と（１００）面１
５のエッチング速度比を１：ｐとしたときに、ｄ1 ≧Ｒ
−ｈ−ｄ／ｐ／ｃｏｓθを満たす必要がある。FIG. 2 is a view for explaining the positional relationship when the optical fiber and the optical waveguide are coupled in the optical coupler of FIG. 1 and the relationship between the dimensions of the optical fiber, the optical waveguide and the groove (see FIG. 2) is a sectional view in the longitudinal direction of the optical fiber optical axis, and FIG. 2B is a sectional view in the direction orthogonal to the optical fiber optical axis). The end face 12 of the optical fiber 11 supported by the (111) faces 9a and 9b of the V-shaped optical fiber guide groove 5 formed on the (Si) substrate 1 is (11) on the optical waveguide end side.
1) Since it does not hit the surface 10b, the end surface 1 of the optical waveguide
3a can be approached. The dotted line is the manufacturing method 1
As an example, when a trench-shaped preliminary groove (concave groove) 100 is provided between the optical waveguide formation portion 6 and the optical fiber guide groove formation portion 7 by a method such as dry etching before anisotropic etching of the Si substrate. The shape of the spare groove 100 of
Depth is shown. The depth d 1 of the preliminary groove 100 is the outer diameter 2R of the optical fiber 11, the height h of the optical axis of the optical waveguide core,
Maximum depth d in which etching is performed in the <001> direction by anisotropic etching, (111) plane and (100) plane 1
When the etching rate ratio of 5 is 1: p, d 1 ≧ R
It is necessary to satisfy −hd / p / cos θ.
【００２１】次に図３の光結合器を詳細に説明する。Next, the optical coupler shown in FIG. 3 will be described in detail.
【００２２】図３（ａ）はこの光結合器の斜視図、図３
（ｂ）はこの光結合器に光ファイバ１１を実装し光導波
路に突き合わせ結合させた状態における光軸を含む面で
の断面図、図３（ｃ）はこの光結合器に光ファイバ１１
を実装し光導波路に突き合わせ結合させた状態おいて光
導波路方向から見た断面図である。図３において、光フ
ァイバガイド溝５と光導波路終端３２の間に光導波路終
端へこみ３１が位置している。光導波路終端へこみ３１
は図１の光結合器の光導波路終端溝８に対応し、８枚の
（１１１）面３３ａ〜３３ｈによって構成され、光軸方
向１４，及び光軸に垂直かつ基板に平行な方向に共にく
びれた形状である。この光結合器は図１の光結合器とは
光導波路終端溝８が光導波路終端へこみ３１に変更され
ている点のみが異なっており、他の形状は同じである。
図３（ｂ）において、（１１１）面３３ｂは光導波路側
に後退しているため、光ファイバ１１の終端面１２はこ
の（１１１）面３３ｂにぶつからなく光導波路の終端面
１３ａに接近させることができる。FIG. 3A is a perspective view of this optical coupler.
FIG. 3B is a sectional view taken along a plane including the optical axis in a state where the optical fiber 11 is mounted on the optical coupler and is butt-coupled to the optical waveguide. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view seen from the direction of the optical waveguide in a state in which is mounted and butt-coupled to the optical waveguide. In FIG. 3, an optical waveguide end dent 31 is located between the optical fiber guide groove 5 and the optical waveguide end 32. Optical waveguide end dent 31
Corresponds to the optical waveguide termination groove 8 of the optical coupler of FIG. 1 and is constituted by eight (111) faces 33a to 33h, and is constricted in the optical axis direction 14 and in the direction perpendicular to the optical axis and parallel to the substrate. It has a curved shape. This optical coupler differs from the optical coupler shown in FIG. 1 only in that the optical waveguide terminating groove 8 is changed to an optical waveguide terminating recess 31, and the other shapes are the same.
In FIG. 3B, since the (111) plane 33b recedes toward the optical waveguide side, the end face 12 of the optical fiber 11 should be close to the end face 13a of the optical waveguide without hitting the (111) face 33b. You can
【００２３】図４〜図１２は、図１の光結合器の製造方
法を示す工程図である。（００１）Ｓｉなどの基板１の
上に光ファイバガイド溝形成異方性エッチング用マスク
層４１を形成する（図４）。この上層にフォトリソグラ
フィ法等により形成したレジストパターンを用いてウェ
ットまたはＡｒイオンプラズマを使ったＥＣＲプラズマ
エッチング等のドライエッチングにより、光ファイバガ
イド溝形成異方性エッチング用マスク４１ａを形成する
（図５）。なお、図４及び図５の工程でのエッチングに
よる方法の代わりにリフトオフ法を用いて前記マスクを
形成しても構わない。4 to 12 are process diagrams showing a method of manufacturing the optical coupler shown in FIG. A mask layer 41 for anisotropic etching of optical fiber guide groove formation is formed on a substrate 1 of (001) Si or the like (FIG. 4). An optical fiber guide groove forming anisotropic etching mask 41a is formed on this upper layer by dry etching such as wet or ECR plasma etching using Ar ion plasma using a resist pattern formed by a photolithography method or the like (FIG. 5). ). The mask may be formed by using a lift-off method instead of the etching method in the steps of FIGS.
【００２４】上記マスク層の材料としては、基板の溝形
成異方性エッチングに用いるエッチャントに対して耐久
性を持つものを用いる。すなわち、例えば基板の溝形成
異方性エッチングのエッチャントとしてＫＯＨ等のアル
カリ溶液を用いる場合、ＳｉＯ2 などを主成分とする石
英系ガラスを用いる。上記ＳｉＯ2 膜の形成方法として
はＣＶＤ法やスパッタ法やＳｉ基板をＨ2 Ｏ雰囲気中で
アニールすることなどによる表面熱酸化法などがある。
中でも表面熱酸化法による熱酸化ＳｉＯ2 膜は前記の他
の方法により形成するＳｉＯ2 膜よりも前記エッチャン
トに対するエッチレートが低いため、膜厚を薄くでき、
かつ異方性エッチング用マスクとして機能する際の形状
変化も少ない。故に、熱酸化ＳｉＯ2 膜を前記マスクと
して用いれば光ファイバガイド溝の形成精度が高くな
る。光ファイバガイド溝の深さは通常５０〜１００μｍ
程度必要であるため、異方性エッチャントとしてＫＯＨ
水溶液を用いる場合、ＳｉＯ2 とＳｉの選択比により熱
酸化ＳｉＯ2 膜の厚さは通常５００〜１０００オングス
トローム程度で充分である。なお、上記ＳｉＯ2 膜の代
わりに、スパッタ法や蒸着法によって形成したＡｕ，
Ｗ，ＷX Ｓｉ1-x （ｘ＝０〜１）などの金属膜を光ファ
イバガイド溝形成異方性エッチングマスク層として用い
ることも可能である。As a material for the mask layer, one having durability against an etchant used for anisotropic etching for forming a groove on the substrate is used. That is, for example, when an alkali solution such as KOH is used as an etchant for anisotropic etching for forming a groove in a substrate, silica glass having SiO 2 as a main component is used. Examples of the method of forming the SiO 2 film include a CVD method, a sputtering method, and a surface thermal oxidation method by annealing a Si substrate in an H 2 O atmosphere.
Among them, the thermally oxidized SiO 2 film formed by the surface thermal oxidation method has a lower etch rate for the etchant than the SiO 2 film formed by the other method described above, and thus the film thickness can be reduced.
Moreover, there is little change in shape when functioning as a mask for anisotropic etching. Therefore, if the thermally oxidized SiO 2 film is used as the mask, the accuracy of forming the optical fiber guide groove is increased. The depth of the optical fiber guide groove is usually 50 to 100 μm
As an anisotropic etchant, KOH
When an aqueous solution is used, the thickness of the thermally oxidized SiO 2 film is usually about 500 to 1000 Å, which is sufficient depending on the selection ratio of SiO 2 and Si. Instead of the SiO 2 film, Au formed by a sputtering method or a vapor deposition method,
It is also possible to use a metal film such as W, W X Si 1-x (x = 0 to 1) as the anisotropic etching mask layer for forming the optical fiber guide groove.
【００２５】次に、図６のように光ファイバガイド溝形
成部７を覆うように光導波路終端形成用マスク４２を形
成する。Ｓｉ基板の光導波路終端部に溝を設けるための
１つの方法としてＲＩＥドライエッチング法を用いる場
合には、Ｏ2 を添加したＣＦＣｌ3 等の反応性ガスを用
いたＳｉのドライエッチングにおいてＳｉに対するエッ
チレートの低い（選択比の高い）材料を、光導波路終端
溝形成用マスク４２に用いる。具体的には例えばＣＶＤ
法、スパッタ法や蒸着法等によって成膜した数μｍ〜数
十μｍのＳｉ3 Ｎ4 等を用いる。そして、前記光ファイ
バガイド溝形成用マスクの形成方法と同様の方法でフォ
トリソグラフィ法やリフトオフ法等を用いることによっ
て図６のように所望の形にパターン形成する。Next, as shown in FIG. 6, an optical waveguide termination forming mask 42 is formed so as to cover the optical fiber guide groove forming portion 7. When the RIE dry etching method is used as one method for forming a groove in the end portion of the optical waveguide of the Si substrate, in the dry etching of Si using a reactive gas such as CFCl 3 to which O 2 is added, the etching of Si is performed. A material having a low rate (high selection ratio) is used for the mask 42 for forming the optical waveguide termination groove. Specifically, for example, CVD
Law, using the Si 3 N 4, or the like of several μm~ several tens μm was deposited by sputtering or evaporation. Then, a pattern is formed into a desired shape as shown in FIG. 6 by using a photolithography method or a lift-off method in the same method as the method of forming the optical fiber guide groove forming mask.
【００２６】そして、前記光導波路終端溝形成用マスク
４２及びＳｉの基板面１ａの上にコア２とクラッド３か
ら成る光導波路を形成する（図７）。図８においてコア
２は光ファイバガイド溝形成部７に跨らないように終端
されているが、後の工程で光ファイバガイド溝形成部７
の光導波路層１５は除去されるので、コアは光ファイバ
ガイド溝形成部７の方まで伸びて形成されていても構わ
ない。この光導波路の形成は、例えばＰ，Ｇｅ，Ｂなど
を含有する石英系ガラスからなる光導波路層クラッド層
及び光導波路コア層のＣＶＤ法や火炎堆積法などを用い
た成膜と、ＲＩＥドライエッチング法などによる光導波
路コア層のエッチングを組み合わせることにより行う。
この光導波路層は、通常は図７及び図８のように光導波
路下層クラッド３ａの上の光導波路コア２が光導波路上
層クラッド３ｂで埋め込まれた構成にする。具体的な光
導波路の寸法は、例えば光導波路下層クラッドの厚さを
１０〜２０μｍ程度、コア断面を５×５μｍ程度の方形
状、光導波路上層クラッド層の厚さを１０μｍ程度にす
る。また、比屈折率差Δｎが例えば５％程度になるよう
にコアの屈折率はクラッドに対してわずかに高く設定し
て、シングルモード光導波路にする。Then, an optical waveguide comprising the core 2 and the clad 3 is formed on the optical waveguide termination groove forming mask 42 and the Si substrate surface 1a (FIG. 7). In FIG. 8, the core 2 is terminated so as not to straddle the optical fiber guide groove forming portion 7, but in a later step the optical fiber guide groove forming portion 7 is formed.
Since the optical waveguide layer 15 is removed, the core may be extended to the optical fiber guide groove forming portion 7. This optical waveguide is formed by, for example, film formation of the optical waveguide layer clad layer and the optical waveguide core layer made of silica-based glass containing P, Ge, B and the like by using a CVD method or a flame deposition method, and RIE dry etching. This is performed by combining etching of the optical waveguide core layer by a method or the like.
This optical waveguide layer usually has a structure in which the optical waveguide core 2 on the optical waveguide lower clad 3a is embedded in the optical waveguide upper clad 3b as shown in FIGS. As for the specific dimensions of the optical waveguide, for example, the thickness of the optical waveguide lower clad is about 10 to 20 μm, the core cross section is a square of about 5 × 5 μm, and the thickness of the optical waveguide upper clad layer is about 10 μm. Further, the refractive index of the core is set slightly higher than that of the clad so that the relative refractive index difference Δn is, for example, about 5% to form a single mode optical waveguide.
【００２７】次に、形成した光導波路層１５の上に光導
波路終端面形成用マスク４３を形成する。このマスク４
３は、例えば、厚さ数百〜数千オングストロームのＣ
ｒ，Ｔｉなどの金属とその上に厚さ数μｍ〜数十μｍ程
度のフォトレジストを積層し、これをフォトリソグラフ
ィなどによって所望のマスクパターンの形に残すことに
よって形成する。また、このマスクの形成位置は、光フ
ァイバガイド溝形成部７を避けて、図８のように光導波
路層のうち残したい部分の上部を覆うようにすればよ
い。Next, an optical waveguide end face forming mask 43 is formed on the formed optical waveguide layer 15. This mask 4
3 is, for example, C having a thickness of hundreds to thousands of angstroms.
It is formed by laminating a metal such as r or Ti and a photoresist having a thickness of several μm to several tens of μm thereon and leaving it in a desired mask pattern shape by photolithography or the like. Further, the mask may be formed at the position where the optical fiber guide groove forming portion 7 is avoided and the upper portion of the portion of the optical waveguide layer to be left is covered as shown in FIG.
【００２８】この後で、前記の光導波路終端面形成用マ
スク４３に覆われていない部分について、光導波路層１
５をエッチングする。このエッチングは基板面１ａ及び
前記光導波路終端溝形成用マスク４２が露出するまで行
い、光導波路の終端面１３ａを形成する（図９）。な
お、石英系ガラスの導波路層を例にとると、上記のエッ
チングはサイドエッチを少なくするために通常は例えば
Ｃx Ｆy 系やＣx Ｃｌy系の反応性ガスのイオン，ラジ
カルや中性分子を用いたドライエッチングで行う。この
時、前記光導波路終端溝形成用マスク４２は光導波路層
１５と比較して前記反応性ガスによるドライエッチング
のエッチレートが十分に低い（選択比の高い）材料から
成るので、エッチングを殆どされずに光導波路終端溝形
成用マスク４２のパターンのままの形にＳｉ基板１のド
ライエッチング用のマスクとして残る。Thereafter, with respect to the portion not covered with the optical waveguide termination surface forming mask 43, the optical waveguide layer 1 is formed.
5 is etched. This etching is performed until the substrate surface 1a and the optical waveguide termination groove forming mask 42 are exposed to form the optical waveguide termination surface 13a (FIG. 9). Incidentally, taking the waveguide layer of silica-based glass as an example, the above etching is usually in order to reduce the side etching for example C x F y type or C x Cl y system of reactive gas ions, radicals and medium It is performed by dry etching using a volatile molecule. At this time, since the optical waveguide termination groove forming mask 42 is made of a material having a sufficiently low dry etching rate (high selection ratio) by the reactive gas as compared with the optical waveguide layer 15, it is almost etched. Instead, the mask 42 for forming the optical waveguide termination groove is left as it is as a mask for dry etching of the Si substrate 1.
【００２９】また、上記ドライエッチングの工程の一部
をウェットエッチングに置き換える方法を用いることも
可能である。すなわち、例えば石英系ガラス光導波路を
エッチングする場合は、まずバッファード弗酸（弗化ア
ンモニウムと弗化水素の混合水溶液）を用いたウェット
エッチングなどによって、図１３のようにある程度の深
さまで光導波路層１５のエッチングを行う。ただし、こ
こでいうある程度の深さとは、前記光導波路終端溝形成
用マスク４２が露出しない程度の深さを意味する。具体
的には、光導波路層の厚さやエッチング速度のばらつき
を考慮して光導波路層１５ａを通常数百オングストロー
ム〜１μｍ程度残しておく。上記ウェットエッチングの
後に光導波路層１５ａのドライエッチングを行う。この
結果、光導波路終端溝形成用マスク４２がＳｉ基板１の
ドライエッチング用のマスクとして残る。It is also possible to use a method in which a part of the dry etching step is replaced with wet etching. That is, for example, in the case of etching a silica glass optical waveguide, first, by wet etching using buffered hydrofluoric acid (a mixed aqueous solution of ammonium fluoride and hydrogen fluoride), the optical waveguide is made to a certain depth as shown in FIG. The layer 15 is etched. However, the certain depth referred to here means a depth at which the optical waveguide termination groove forming mask 42 is not exposed. Specifically, the optical waveguide layer 15a is usually left in the order of several hundred angstroms to 1 μm in consideration of variations in the thickness of the optical waveguide layer and the etching rate. After the wet etching, the optical waveguide layer 15a is dry-etched. As a result, the mask 42 for forming the optical waveguide termination groove remains as a mask for dry etching the Si substrate 1.
【００３０】この光導波路終端溝形成用マスク４２は例
えば数μｍ〜数十μｍのＳｉ3 Ｎ4からなり、このマス
クを用いて、例えばＯ2 を添加したＣＦＣｌ3 をエッチ
ングガスに用いて露出したＳｉ基板１の露出した基板面
１ａのＲＩＥドライエッチングを行い、基板垂直方向に
掘り下げる。これによって図１０のように光導波路部６
と光ファイバガイド溝形７との間にトレンチ状の予備溝
１００をＳｉ基板１に設ける。[0030] The optical waveguide termination trench forming mask 42 is made of Si 3 N 4, for example, several μm~ several tens [mu] m, using this mask, a CFCl 3 with the addition of for example O 2 was exposed using an etching gas The exposed substrate surface 1a of the Si substrate 1 is subjected to RIE dry etching to dig down in the substrate vertical direction. As a result, as shown in FIG.
A trench-shaped preliminary groove 100 is provided in the Si substrate 1 between the optical fiber guide groove 7 and the optical fiber guide groove 7.
【００３１】そして、前記光導波路終端溝形成用マスク
４２を図１１のように除去した後に、露出した光ファイ
バガイド溝形成用マスク４１ａを用いた異方性エッチン
グを行うことによって、図１２のように光ファイバガイ
ド溝５及び光導波路終端溝８が形成される。Ｓｉ基板の
異方性エッチングをする場合、エッチャントにはＫＯ
Ｈ，ＮａＯＨ，ＣｓＯＨ水溶液やエチレンジアミン・ピ
ロカテコール混合水溶液やヒドラジン等を用いればよ
い。Then, after removing the optical waveguide terminating groove forming mask 42 as shown in FIG. 11, anisotropic etching is carried out using the exposed optical fiber guide groove forming mask 41a, as shown in FIG. An optical fiber guide groove 5 and an optical waveguide terminal groove 8 are formed in the optical fiber. When anisotropically etching a Si substrate, KO is used as an etchant.
An H, NaOH, CsOH aqueous solution, an ethylenediamine / pyrocatechol mixed aqueous solution, hydrazine, or the like may be used.
【００３２】最後に、得られた光ファイバガイド溝５に
光ファイバを実装することによって光導波路と光ファイ
バが結合される。Finally, by mounting the optical fiber in the obtained optical fiber guide groove 5, the optical waveguide and the optical fiber are coupled.
【００３３】以上のような製造方法をとることで、本発
明の特徴として、Ｓｉ（１１１）面に光ファイバ端が斜
めにぶつかることによって接近が妨害されることなく光
ファイバと光導波路を完全に突き合わせて結合させるこ
とのできる光結合器を、図２３の光結合器のように光導
波路部６と光ファイバガイド溝部７との間にダイシング
ソー等の機械的手段によって切断溝８０１を設けること
をせずに全行程にウェハプロセスによる一括処理のみを
用いることによって得ることができる。By adopting the manufacturing method as described above, as a feature of the present invention, the optical fiber and the optical waveguide are completely protected without the obstruction of the approach due to the end of the optical fiber obliquely hitting the Si (111) plane. An optical coupler which can be butt-coupled to each other is provided with a cutting groove 801 between the optical waveguide portion 6 and the optical fiber guide groove portion 7 by a mechanical means such as a dicing saw like the optical coupler of FIG. Instead, it can be obtained by using only the batch processing by the wafer process for the entire process.
【００３４】なお、本発明において、光導波路終端面形
成用マスク４３及び光導波路終端溝形成用マスク４２の
形成位置精度はさほど必要ではない。すなわち、光ファ
イバ１１の終端が光導波路終端部のＳｉ（１１１）面１
０ｂにぶつからないように光導波路部６と光ファイバガ
イド溝部７との間に光導波路終端溝８が形成されるよう
な位置に前記マスク４２，４３を形成すればよい。In the present invention, the forming position accuracy of the optical waveguide terminating surface forming mask 43 and the optical waveguide terminating groove forming mask 42 is not required so much. That is, the end of the optical fiber 11 is the Si (111) plane 1 of the end portion of the optical waveguide.
The masks 42 and 43 may be formed at positions where the optical waveguide end groove 8 is formed between the optical waveguide portion 6 and the optical fiber guide groove portion 7 so as not to hit the optical waveguide 0b.
【００３５】本発明の実施例として、Ｈ2 Ｏ雰囲気中で
８５０℃近辺の温度でアニールすることによって形成し
たＳｉ熱酸化膜からなる光ファイバガイド溝形成用マス
ク、及びこの上部にＣＶＤ法によって形成したＳｉ3 Ｎ
4 からなる光導波路終端溝形成用マスクを形成したＳｉ
基板上に、ＴＥＯＳ−ＡＰ−ＣＶＤ法を用いてＰＳＧ膜
からなる下層クラッド層，ＧＰＳＧ膜からなるコア層の
堆積と、ＲＩＥドライエッチングによるコアリッジ形
成、及びＰＳＧ膜堆積によるコアの埋め込みによって石
英系光導波路を形成した。この後でＣｒ及びフォトレジ
ストからなる光導波路保護マスクを用いてウェット・及
びＲＩＥドライエッチングによって光導波路層を除去
し、さらにドライエッチングによって光導波路部と光フ
ァイバガイド溝形成部の間のＳｉ基板に深さ約５０〜６
０μｍ，幅約１００μｍのトレンチ状の予備溝を形成
し、Ｓｉ3 Ｎ4 からなる光導波路終端溝形成用マスクの
除去後に異方性エッチングによって、光ファイバガイド
溝を形成した。異方性エッチングの結果、光ファイバガ
イド溝の形成と同時に、光導波路部と光ファイバガイド
部の間には図１のように４つの（１１１）面１０ａ〜ｄ
によって構成された光軸方向にくびれた形状の光導波路
終端溝８が形成された。上記光ファイバガイド溝に光フ
ァイバを石英系光導波路と無調整実装した結果、光ファ
イバ終端は光導波路終端に完全に突き合わって光学的に
結合され、図１の光ファイバガイド溝形成マスク開口幅
５１の最適な値１２６．５μｍ付近において結合損失
は、図１４に示すように、０．２〜０．３ｄＢであっ
た。このように本発明の構造及び・製造方法を用いた光
結合器により、光ファイバガイド溝形成後にダイシング
ソーによって光導波路部と光ファイバガイド部の間に切
断溝を設けた場合と同様の高効率の結合が得られた。As an embodiment of the present invention, an optical fiber guide groove forming mask made of a Si thermal oxide film formed by annealing at a temperature near 850 ° C. in an H 2 O atmosphere, and a CVD method formed on the mask. Si 3 N
Si with a mask for forming the optical waveguide termination groove consisting of 4
By depositing a lower clad layer made of a PSG film and a core layer made of a GPSG film on the substrate by using the TEOS-AP-CVD method, forming a core ridge by RIE dry etching, and embedding the core by the deposition of the PSG film, a quartz-based optical waveguide A waveguide was formed. After that, the optical waveguide layer is removed by wet and RIE dry etching using an optical waveguide protection mask made of Cr and a photoresist, and the Si substrate between the optical waveguide portion and the optical fiber guide groove forming portion is further dry etched. Depth about 50-6
A trench-shaped preliminary groove having a width of 0 μm and a width of about 100 μm was formed, and the optical fiber guide groove was formed by anisotropic etching after removing the mask for forming the optical waveguide termination groove made of Si 3 N 4 . As a result of the anisotropic etching, at the same time when the optical fiber guide groove is formed, four (111) faces 10a to 10d are formed between the optical waveguide part and the optical fiber guide part as shown in FIG.
The optical waveguide terminating groove 8 having a constricted shape in the optical axis direction is formed. As a result of unadjusted mounting of the optical fiber in the optical fiber guide groove with the silica-based optical waveguide, the optical fiber end is completely butted against the optical waveguide end and optically coupled, and the optical fiber guide groove forming mask opening of FIG. As shown in FIG. 14, the coupling loss was 0.2 to 0.3 dB near the optimum value of the width 51 of 126.5 μm. As described above, with the optical coupler using the structure and manufacturing method of the present invention, the same high efficiency as when the cutting groove is provided between the optical waveguide portion and the optical fiber guide portion by the dicing saw after the optical fiber guide groove is formed. A bond of
【００３６】図１５、図１６、及び図１７は、本発明の
第３の実施例による光結合器を示している。この光結合
器は、図１の光結合器を複数個用いた場合の例である。
図１５はこの光結合器の斜視図，図１６は図１５におい
て光ファイバガイド溝５に光ファイバ１１を実装した状
態での第２の光結合器６２の光ファイバ光軸を含む面に
よる断面図である。光ファイバ１１は第１〜第３の光結
合器６１〜６３におけるファイバガイド溝にそれぞれ実
装され、第１〜第３の光結合器においてそれぞれ光導波
路６４，光導波路６５，光導波路６６と光学的に結合さ
れる。さらに、第１の光結合器６１には（Ｓｉ）基板面
１ａをプラットフォームとしてレーザーダイオード６
７、フォトダイオード６８が形成または固定実装され、
基板１上に形成した光導波路６４がフォトダイオード６
８と結合し、第２の光結合器６２には第１の光導波路６
５、及びこれと立体的に交差する第２の光導波路６９が
基板上に形成され、第３の光結合器６３には第２の光結
合器６２のそれとは異なる形態の光導波路６６が基板１
上に形成されている。そして、光導波路終端溝８の底部
に一本の円柱形状などのピン７０が着座させて橋渡しさ
れたそれぞれの光結合器６１，６２，６３が共通ベース
板７１上に配置されいてる。この円柱形状のピン７０に
よる光結合器間の連結により、それぞれの光結合器の光
ファイバ１１の光軸と平行な方向の相互の位置合わせが
高精度に行われる。この結果、第１の光結合器６１上の
レーザーダイオード６７と第２の光結合器６２上の第２
の光導波路６９、及び第２の光結合器６２上の第２の光
導波路６９と第３の光結合器６３上の光導波路６６とが
低損失で光学的に結合される。なお、図１６に示すよう
にピン７０には光導波路終端溝８の大きさに比べて充分
外径の細いものを用いることで、光ファイバ１１の光導
波路への接近が阻害されないようにできる。FIGS. 15, 16 and 17 show an optical coupler according to the third embodiment of the present invention. This optical coupler is an example when a plurality of optical couplers of FIG. 1 are used.
FIG. 15 is a perspective view of this optical coupler, and FIG. 16 is a sectional view taken along the plane including the optical fiber optical axis of the second optical coupler 62 in the state where the optical fiber 11 is mounted in the optical fiber guide groove 5 in FIG. Is. The optical fibers 11 are mounted in the fiber guide grooves of the first to third optical couplers 61 to 63, respectively, and are optically connected to the optical waveguide 64, the optical waveguide 65, and the optical waveguide 66 in the first to third optical couplers, respectively. Be combined with. Further, the first optical coupler 61 uses the (Si) substrate surface 1a as a platform for the laser diode 6
7. A photodiode 68 is formed or fixedly mounted,
The optical waveguide 64 formed on the substrate 1 is the photodiode 6
8 and the second optical coupler 62 has a first optical waveguide 6
5 and a second optical waveguide 69 that three-dimensionally intersects with the optical waveguide 66 are formed on the substrate, and the third optical coupler 63 has an optical waveguide 66 of a different form from that of the second optical coupler 62 on the substrate. 1
Formed on. Further, the optical couplers 61, 62, 63, each of which is bridged by a single pin 70 seated on the bottom of the optical waveguide termination groove 8, are arranged on the common base plate 71. Due to the connection between the optical couplers by the columnar pin 70, the mutual alignment of the optical couplers in the direction parallel to the optical axis of the optical fiber 11 is performed with high accuracy. As a result, the laser diode 67 on the first optical coupler 61 and the second diode on the second optical coupler 62 are connected.
The optical waveguide 69, and the second optical waveguide 69 on the second optical coupler 62 and the optical waveguide 66 on the third optical coupler 63 are optically coupled with low loss. As shown in FIG. 16, by using a pin 70 having an outer diameter that is sufficiently smaller than the size of the optical waveguide termination groove 8, it is possible to prevent the optical fiber 11 from approaching the optical waveguide.
【００３７】図１５の光結合器と同様にピンを用いて光
結合器相互の連結位置合わせする方法として、図１７に
示すように光導波路終端溝８の代わりにダイシングソー
などによる矩形の切断溝８０１の底面に円柱状のピン７
０を着座させる方法も考えられる。しかし、この場合に
は図において矩形の切断溝８０１の幅８０１ａと円柱状
のピン７０の外径７０ａに差異があるとピンの位置の変
動があるため、光結合器相互の位置が安定に定まらな
い。これに対して、図１５の光結合器における光導波路
終端溝８の断面形状はＶ字状のため、ピンの長手方向に
垂直な方向のずれが生じなく光結合器相互の光ファイバ
１１の光軸と平行な方向の位置も変動しない。As a method of aligning the optical couplers with each other by using pins as in the optical coupler of FIG. 15, as shown in FIG. 17, instead of the optical waveguide termination groove 8, a rectangular cutting groove formed by a dicing saw or the like is used. Cylindrical pin 7 on the bottom of 801
A method of seating 0 is also conceivable. However, in this case, if there is a difference between the width 801a of the rectangular cutting groove 801 and the outer diameter 70a of the cylindrical pin 70 in the figure, the position of the pin varies, so that the positions of the optical couplers can be stably determined. Absent. On the other hand, since the cross-sectional shape of the optical waveguide termination groove 8 in the optical coupler of FIG. 15 is V-shaped, there is no deviation in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the pins, and the light of the optical fiber 11 between the optical couplers does not occur. The position in the direction parallel to the axis does not change.
【００３８】以上のように適宜別々の条件によって光導
波路を形成した光結合器同志を選んで組み合わせて相互
の光結合を行うことで、基板面内のみならず基板高さ方
向にも立体的に集積化された光回路を構成できる。As described above, optical couplers having optical waveguides formed under different conditions are selected and combined to perform optical coupling with each other, so that not only in the substrate plane but also in the substrate height direction. An integrated optical circuit can be constructed.
【００３９】図１８及び図１９は、図１の光結合器に偏
波保存光ファイバ７０１を結合する例を示している。図
１８は斜視図であり、図１９は光ファイバを光ファイバ
ガイド溝に実装した状態での光軸を含み基板方向に垂直
な面での断面図及び光導波路７０３の方向から光ファイ
バ終端面７０２の方向を見た図である。図１８及び図１
９において、光結合器の光ファイバガイド溝５に偏波保
存光ファイバ７０１が実装される。偏波保存光ファイバ
の終端面７０２は図のように偏波保存方向７０４に垂直
或いは平行な方向と一致するように面が作られたバリ７
０５が残るように適宜加工されていて、このバリ７０５
が光導波路終端溝８の光導波路方向へのくぼみ７０６に
引っかかることによって偏波保存光ファイバの光軸周り
の回転を抑えられるため、偏波保存光ファイバの偏波保
存方向７０４の向きが所望の角度に定められる。この実
施例で用いる偏波保存光ファイバの終端面７０２の加工
形状の光ファイバ光軸方向の断面形状は図２０に限らず
図２１及び図２２のような形状でも構わない。18 and 19 show an example in which a polarization maintaining optical fiber 701 is coupled to the optical coupler of FIG. FIG. 18 is a perspective view, and FIG. 19 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the substrate direction including the optical axis when the optical fiber is mounted in the optical fiber guide groove, and the optical fiber termination surface 702 from the direction of the optical waveguide 703. It is the figure which looked at the direction of. FIG. 18 and FIG.
9, the polarization maintaining optical fiber 701 is mounted in the optical fiber guide groove 5 of the optical coupler. The terminating surface 702 of the polarization-maintaining optical fiber is a burr 7 whose surface is formed so as to coincide with a direction perpendicular or parallel to the polarization-maintaining direction 704 as shown in the figure.
It is properly processed so that 05 remains and this burr 705
Is restrained from rotating around the optical axis of the polarization maintaining optical fiber by being caught in the recess 706 of the optical waveguide terminating groove 8 in the direction of the optical waveguide, the direction of the polarization maintaining direction 704 of the polarization maintaining optical fiber is desired. Determined by the angle. The cross-sectional shape of the processed shape of the end surface 702 of the polarization-maintaining optical fiber used in this embodiment in the optical axis direction of the optical fiber is not limited to that shown in FIG. 20, and may be the shape shown in FIGS. 21 and 22.
【００４０】なお、本発明の光導波路がシングルモード
のみである必要はなく、マルチモード光導波路であって
もよいことは言うまでもない。また、光導波路の材料
は、石英系ガラスに何ら限定されることはなく、例えば
ＰＭＭＡなどやフッ素化ポリイミドなどを用いることも
あり得る。It is needless to say that the optical waveguide of the present invention does not have to be a single mode, and may be a multimode optical waveguide. Further, the material of the optical waveguide is not limited to quartz glass at all, and for example, PMMA or fluorinated polyimide may be used.
【００４１】さらに、本発明に用いられる基板の材料は
Ｓｉに限定されることはない。適切なエッチャントを選
ぶことにより、例えばＩｎＰやＧａＡｓ結晶などの基板
を用いる場合においても適用できる。エッチャントとし
ては例えばＨ2 ＳＯ4 ＋Ｈ2Ｏ2 ＋Ｈ2 ，ＨＣｌ，ＨＢ
ｒ等の水溶液を用いればよい。Further, the material of the substrate used in the present invention is not limited to Si. By selecting an appropriate etchant, it can be applied even when using a substrate such as InP or GaAs crystal. As the etchant, for example, H 2 SO 4 + H 2 O 2 + H 2 , HCl, HB
An aqueous solution such as r may be used.
【００４２】また、本発明においてファイバガイド溝及
び光導波路終端溝の断面形状は完全Ｖ字になっている必
要は勿論ない。断面形状が台形になっている場合にも適
用される。In the present invention, the fiber guide groove and the optical waveguide terminating groove do not need to be completely V-shaped in cross section. It is also applied when the cross-sectional shape is trapezoidal.
【００４３】また、光ファイバと結合させるのは、光導
波路に限ることはなく、Ｓｉ基板やＩｎＰやＧａＡｓな
どの上に成長したレーザーダイオードやフォトダイオー
ドである場合においても本発明を適用できる。The optical fiber is not limited to be coupled to the optical fiber, and the present invention can be applied to a laser diode or a photodiode grown on a Si substrate, InP, GaAs or the like.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光結合器
を用いれば、光導波路と光ファイバの高効率結合を調芯
作業なしで行うことができる。また、本発明の製造方法
によって、ダイシングソー等の機械的手段による切断溝
を設けることをせずに全行程をウェハプロセスによる一
括処理のみによって前記の光結合器が得られる。As described above, the use of the optical coupler of the present invention enables highly efficient coupling of the optical waveguide and the optical fiber without alignment work. Further, according to the manufacturing method of the present invention, the above-mentioned optical coupler can be obtained by only performing a batch process by a wafer process for the whole process without providing a cutting groove by a mechanical means such as a dicing saw.
【００４５】さらに、本発明の光結合器は、目的に合わ
せて適宜別々の条件によって光導波路を形成した光結合
器同士を選択・組み合わせ、相互の光結合を高効率に行
うことが可能であたるめ、基板面内のみならず基板高さ
方向にも立体的に集積化された必要回路を構成できる。Furthermore, in the optical coupler of the present invention, it is possible to select and combine the optical couplers having the optical waveguides formed under different conditions as appropriate according to the purpose, and perform the optical coupling with each other with high efficiency. Therefore, it is possible to construct a necessary circuit which is three-dimensionally integrated not only in the plane of the substrate but also in the height direction of the substrate.
【００４６】また、本発明の光結合器は実装に際する光
軸回りの回転角度の精度が必要とされる偏波保存光ファ
イバなどの特殊光ファイバを、簡単な作業により精度良
く実装できる。In the optical coupler of the present invention, a special optical fiber such as a polarization-maintaining optical fiber, which requires precision in the rotation angle around the optical axis at the time of mounting, can be accurately mounted by a simple operation.
【図１】本発明の第１の実施例による光結合器の斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view of an optical coupler according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の光結合器を説明するための図で、（ａ）
は光ファイバ光軸長手方向での断面図、（ｂ）は光ファ
イバ光軸直交方向での断面図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the optical coupler of FIG. 1, (a)
Is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the optical fiber optical axis, and (b) is a cross-sectional view in the direction orthogonal to the optical fiber optical axis.
【図３】本発明の第２の実施例による光結合器を説明す
るための図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は光ファイバを
実装した状態における光軸を含む面での断面図、（ｃ）
は光ファイバを実装した状態における光導波路方向から
見た断面図である。3A and 3B are views for explaining an optical coupler according to a second embodiment of the present invention, FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is a cross section taken along a plane including an optical axis in a state where an optical fiber is mounted. Figure, (c)
FIG. 4 is a cross-sectional view seen from the direction of an optical waveguide with an optical fiber mounted.
【図４】図１の光結合器の製造方法を説明するための斜
視図である。FIG. 4 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図５】図１の光結合器の製造方法を説明するための斜
視図である。FIG. 5 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図６】図１の光結合器の製造方法を説明するための斜
視図である。FIG. 6 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図７】図１の光結合器の製造方法を説明するための斜
視図である。FIG. 7 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図８】図１の光結合器の製造方法を説明するための斜
視図である。FIG. 8 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図９】図１の光結合器の製造方法を説明するための斜
視図である。FIG. 9 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図１０】図１の光結合器の製造方法を説明するための
斜視図である。FIG. 10 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図１１】図１の光結合器の製造方法を説明するための
斜視図である。FIG. 11 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図１２】図１の光結合器の製造方法を説明するための
斜視図である。12 is a perspective view for explaining a method of manufacturing the optical coupler of FIG.
【図１３】図１の光結合器の製造方法を説明するための
斜視図である。FIG. 13 is a perspective view for explaining a method for manufacturing the optical coupler of FIG.
【図１４】図１の光結合器における光ファイバと光導波
路の結合損失の測定結果を示す図である。14 is a diagram showing measurement results of coupling loss between an optical fiber and an optical waveguide in the optical coupler of FIG.
【図１５】本発明の第３の実施例による光結合器の斜視
図である。FIG. 15 is a perspective view of an optical coupler according to a third embodiment of the present invention.
【図１６】図１５の光結合器に光ファイバを実装した状
態における光ファイバ光軸を含む面による断面図であ
る。16 is a sectional view taken along a plane including an optical axis of an optical fiber in a state where an optical fiber is mounted on the optical coupler of FIG.
【図１７】従来の光結合器によって本発明の第３の実施
例の効果を得ようとする場合の問題点を説明するための
図である。FIG. 17 is a diagram for explaining a problem when trying to obtain the effect of the third embodiment of the present invention by the conventional optical coupler.
【図１８】図１の光結合器に偏波保存光ファイバを結合
する例を説明するための斜視図である。18 is a perspective view for explaining an example of coupling a polarization maintaining optical fiber to the optical coupler of FIG.
【図１９】図１の光結合器に偏波保存光ファイバを実装
した状態における光ファイバ光軸を含む面による断面図
及び光ファイバ光軸直交方向での断面図である。19 is a sectional view taken along a plane including an optical fiber optical axis and a sectional view in a direction orthogonal to the optical fiber optical axis in a state in which a polarization maintaining optical fiber is mounted on the optical coupler of FIG.
【図２０】図１８及び図１９に使用され得る偏光保存光
ファイバの一例を示す光軸を含む面による断面図であ
る。20 is a cross-sectional view taken along a plane including the optical axis, showing an example of the polarization-maintaining optical fiber that can be used in FIGS. 18 and 19. FIG.
【図２１】図１８及び図１９に使用され得る偏光保存光
ファイバのもう一つの例を示す光軸を含む面による断面
図である。FIG. 21 is a sectional view taken along a plane including the optical axis, showing another example of the polarization-maintaining optical fiber that can be used in FIGS. 18 and 19.
【図２２】図１８及び図１９に使用され得る偏光保存光
ファイバの更にもう一つの例を示す光軸を含む面による
断面図である。22 is a sectional view taken along a plane including an optical axis, showing another example of the polarization-maintaining optical fiber that can be used in FIGS. 18 and 19. FIG.
【図２３】従来の光結合器を説明するための図で、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は光ファイバを実装した状態に
おける光ファイバ光軸を含む面による断面図である。FIG. 23 is a diagram for explaining a conventional optical coupler,
(A) is a perspective view, (b) is sectional drawing by the surface containing an optical fiber optical axis in the state which mounted the optical fiber.
１ 基板 １ａ 基板面 ２ コア ３ クラッド ３ａ 下層クラッド ３ｂ 上層クラッド ４ 光導波路コア終端面 ５ 光ファイバガイド溝 ６ 光導波路形成部 ７ 光ファイバガイド溝形成部 ７′ Ｖ溝形成部 ８ 光導波路終端溝 ９ａ，９ｂ Ｓｉ（１１１）面 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ Ｓｉ（１１１）面 １１ 光ファイバ １１ａ 光ファイバコア １２ 光ファイバ終端面 １３ 光導波路終端部 １３ａ 光導波路終端部 １４ 光軸方向 １５ 光導波路層 １５ａ 光導波路層 ３１ 光導波路終端へこみ ３２ 光導波路終端 ３３ａ〜３３ｈ （１１１）面 ３４ （００１）面 ４１ 光ファイバガイド溝形成異方性エッチング用マ
スク層 ４１ａ 光ファイバガイド溝形成異方性エッチング用
マスク層 ４２ 光導波路終端溝形成用マスク ４３ 光導波路終端面形成用マスク ５１ 光ファイバガイド溝形成マスク開口幅 ６１ 第１の光結合器 ６２ 第２の光結合器 ６３ 第３の光結合器 ６４ 光導波路 ６５ 第１の光導波路 ６６ 光導波路 ６７ レーザーダイオード ６８ フォトダイオード ６９ 第２の光導波路 ７０ ピン ７０ａ ピン外径 ７１ 共通ベース板 １００ 予備溝 ７０１ 偏光保存光ファイバ ７０２ 光ファイバ終端面 ７０３ 光導波路 ７０４ 偏波保存方向 ７０５ バリ ７０６ 光導波路方向へのくぼみ ８０１ 切断溝 ８０１ａ 切断溝の幅 ８０２ａ，８０２ｂ Ｓｉ（１１１）面 ８０３ａ，８０３ｂ Ｓｉ（１１１）面 ８０４ Ｖ溝1 substrate 1a substrate surface 2 core 3 clad 3a lower layer clad 3b upper layer clad 4 optical waveguide core termination surface 5 optical fiber guide groove 6 optical waveguide forming portion 7 optical fiber guide groove forming portion 7'V groove forming portion 8 optical waveguide terminal groove 9a , 9b Si (111) surface 10a, 10b, 10c, 10d Si (111) surface 11 Optical fiber 11a Optical fiber core 12 Optical fiber termination surface 13 Optical waveguide termination portion 13a Optical waveguide termination portion 14 Optical axis direction 15 Optical waveguide layer 15a Optical waveguide layer 31 Optical waveguide end dent 32 Optical waveguide end 33a to 33h (111) surface 34 (001) surface 41 Mask layer for anisotropic etching of optical fiber guide groove formation 41a Mask layer for anisotropic etching of optical fiber guide groove formation 42 Mask for forming optical waveguide termination groove 43 Mass for forming optical waveguide termination surface 51 optical fiber guide groove forming mask opening width 61 first optical coupler 62 second optical coupler 63 third optical coupler 64 optical waveguide 65 first optical waveguide 66 optical waveguide 67 laser diode 68 photodiode 69 2 optical waveguide 70 pin 70a pin outer diameter 71 common base plate 100 preliminary groove 701 polarization preserving optical fiber 702 optical fiber termination surface 703 optical waveguide 704 polarization preserving direction 705 burr 706 indentation in optical waveguide direction 801 cutting groove 801a cutting groove Width 802a, 802b Si (111) surface 803a, 803b Si (111) surface 804 V groove
Claims (12)
所定の領域上に形成された光導波路と、前記主面の第２
の所定の領域に形成され、前記光導波路の光軸に平行な
方向に延在し、光ファイバの一端を前記光導波路の一端
に、前記光ファイバの光軸が前記光導波路の光軸に一致
した状態に結合させるように、前記光ファイバをガイド
する光ファイバガイド溝とを有する光結合器において、
前記第１及び前記第２の所定の領域に挟まれた前記主面
の第３の所定の領域に形成され、前記光導波路の前記一
端の下方で前記光ファイバガイド溝の延在方向と交差す
る一つの内側面を有する溝を有し、前記内側面には、前
記主面に対する斜めの傾きを有する複数の平面からなる
くぼみが形成されていることを特徴とする光結合器。1. A substrate having a main surface, an optical waveguide formed on a first predetermined region of the main surface, and a second main surface.
Is formed in a predetermined region of the optical waveguide, extends in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, one end of the optical fiber coincides with one end of the optical waveguide, and the optical axis of the optical fiber coincides with the optical axis of the optical waveguide. In an optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber so as to be coupled in a
It is formed in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions and intersects the extending direction of the optical fiber guide groove below the one end of the optical waveguide. An optical coupler having a groove having one inner side surface, and a recess formed of a plurality of flat surfaces having an oblique inclination with respect to the main surface is formed on the inner side surface.
０１）面であり、前記くぼみの前記複数の平面がそれぞ
れ（１１１）面であることを特徴とする請求項１に記載
の光結合器。2. The substrate is Si and the main surface is (0
The optical coupler according to claim 1, wherein the optical coupler is a (01) plane, and each of the plurality of planes of the depression is a (111) plane.
ることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の光結合
器。3. The optical coupler according to claim 1, wherein the optical waveguide is made of a silica glass material.
所定の領域上に形成された光導波路と、前記主面の第２
の所定の領域に形成され、前記光導波路の光軸に平行な
方向に延在し、光ファイバの一端を前記光導波路の一端
に、前記光ファイバの光軸が前記光導波路の光軸に一致
した状態に結合させるように、前記光ファイバをガイド
する光ファイバガイド溝とを有する光結合器において、
前記第１及び前記第２の所定の領域に挟まれた前記主面
の第３の所定の領域に形成され、前記光導波路の前記一
端の下方で前記光ファイバガイド溝の延在方向と交差す
る一つの内側面を有するへこみを有し、前記内側面に
は、前記主面に対する斜めの傾きを有する複数の平面か
らなるくぼみが形成されていることを特徴とする光結合
器。4. A substrate having a main surface, an optical waveguide formed on a first predetermined region of the main surface, and a second main surface.
Is formed in a predetermined region of the optical waveguide, extends in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, one end of the optical fiber coincides with one end of the optical waveguide, and the optical axis of the optical fiber coincides with the optical axis of the optical waveguide. In an optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber so as to be coupled in a
It is formed in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions and intersects the extending direction of the optical fiber guide groove below the one end of the optical waveguide. An optical coupler having a dent having one inner side surface, and the inner side surface having a dent formed of a plurality of flat surfaces having an oblique inclination with respect to the main surface.
０１）面であり、前記くぼみの前記複数の平面がそれぞ
れ（１１１）面であることを特徴とする請求項４に記載
の光結合器。5. The substrate is Si and the main surface is (0
The optical coupler according to claim 4, wherein the optical coupler is a (01) plane, and each of the plurality of planes of the depression is a (111) plane.
ることを特徴とする前記請求項４又は５に記載の光結合
器。6. The optical coupler according to claim 4, wherein the optical waveguide is made of a silica glass material.
所定の領域上に形成された光導波路と、前記主面の第２
の所定の領域に形成され、前記光導波路の光軸に平行な
方向に延在し、光ファイバの一端を前記光導波路の一端
に、前記光ファイバの光軸が前記光導波路の光軸に一致
した状態に結合させるように、前記光ファイバをガイド
する光ファイバガイド溝とを有する光結合器を製造する
方法において、前記第１の所定の領域上に前記光導波路
を形成する工程と、前記第１及び前記第２の所定の領域
に挟まれた前記主面の第３の所定の領域に、前記光ファ
イバガイド溝の延在方向と交差する凹型の溝を形成する
工程と、前記第２の所定の領域に前記光ファイバガイド
溝を形成すると共に、前記凹型の溝に、前記光導波路の
前記一端の下方で前記光ファイバガイド溝の延在方向と
交差する一つの内側面を有する溝を、前記内側面に、前
記主面に対する斜めの傾きを有する複数の平面からなる
くぼみが形成された状態に、形成する工程とを含むこと
を特徴とする光結合器の製造方法。7. A substrate having a main surface, an optical waveguide formed on a first predetermined region of the main surface, and a second main surface.
Is formed in a predetermined region of the optical waveguide, extends in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, one end of the optical fiber coincides with one end of the optical waveguide, and the optical axis of the optical fiber coincides with the optical axis of the optical waveguide. A method of manufacturing an optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber so that the optical waveguide is formed on the first predetermined region; Forming a concave groove that intersects with the extending direction of the optical fiber guide groove in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions; While forming the optical fiber guide groove in a predetermined region, in the concave groove, a groove having one inner side surface intersecting the extending direction of the optical fiber guide groove below the one end of the optical waveguide, The inner surface is inclined with respect to the main surface. The state recess comprising a plurality of planes are formed with a slope, a method of manufacturing an optical coupler which comprises a step of forming.
０１）面であり、前記くぼみの前記複数の平面がそれぞ
れ（１１１）面であることを特徴とする請求項７に記載
の光結合器の製造方法。8. The substrate is Si and the main surface is (0
The method of manufacturing an optical coupler according to claim 7, wherein each of the plurality of planes of the depression is a (111) plane.
ることを特徴とする前記請求項７又は８に記載の光結合
器の製造方法。9. The method for manufacturing an optical coupler according to claim 7, wherein the optical waveguide is made of a silica glass material.
の所定の領域上に形成された光導波路と、前記主面の第
２の所定の領域に形成され、前記光導波路の光軸に平行
な方向に延在し、光ファイバの一端を前記光導波路の一
端に、前記光ファイバの光軸が前記光導波路の光軸に一
致した状態に結合させるように、前記光ファイバをガイ
ドする光ファイバガイド溝とを有する光結合器を製造す
る方法において、前記第１の所定の領域上に前記光導波
路を形成する工程と、前記第１及び前記第２の所定の領
域に挟まれた前記主面の第３の所定の領域に、前記光フ
ァイバガイド溝の延在方向と交差する凹型のへこみを形
成する工程と、前記第２の所定の領域に前記光ファイバ
ガイド溝を形成すると共に、前記凹型のへこみに、前記
光導波路の前記一端の下方で前記光ファイバガイド溝の
延在方向と交差する一つの内側面を有するへこみを、前
記内側面に、前記主面に対する斜めの傾きを有する複数
の平面からなるくぼみが形成された状態に、形成する工
程とを含むことを特徴とする光結合器の製造方法。10. A substrate having a major surface, and a first of the major surfaces.
Optical waveguide formed on a predetermined region of the optical waveguide and a second predetermined region of the main surface, extending in a direction parallel to the optical axis of the optical waveguide, and having one end of an optical fiber at the optical waveguide. A method of manufacturing an optical coupler having an optical fiber guide groove for guiding the optical fiber so that the optical axis of the optical fiber is coupled to the optical axis of the optical waveguide at one end thereof. A step of forming the optical waveguide on a first predetermined region; and a step of forming the optical fiber guide groove in a third predetermined region of the main surface sandwiched between the first and second predetermined regions. Forming a concave indentation intersecting the extending direction, forming the optical fiber guide groove in the second predetermined region, and forming the optical fiber in the concave indentation below the one end of the optical waveguide. Crosses the extension direction of the fiber guide groove Forming an indentation having one inner side surface in a state in which a recess formed by a plurality of flat surfaces having an oblique inclination with respect to the main surface is formed on the inner side surface. Manufacturing method.
（００１）面であり、前記くぼみの前記複数の平面がそ
れぞれ（１１１）面であることを特徴とする請求項１０
に記載の光結合器の製造方法。11. The substrate is Si, the main surface is a (001) plane, and each of the plurality of flat surfaces of the recess is a (111) plane.
A method for manufacturing the optical coupler according to item 1.
なることを特徴とする前記請求項１０又は１１に記載の
光結合器の製造方法。12. The method for manufacturing an optical coupler according to claim 10, wherein the optical waveguide is made of a silica glass material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11670196A JP2982861B2 (en) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Optical coupler and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11670196A JP2982861B2 (en) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Optical coupler and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304651A true JPH09304651A (en) | 1997-11-28 |
| JP2982861B2 JP2982861B2 (en) | 1999-11-29 |
Family
ID=14693704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11670196A Expired - Fee Related JP2982861B2 (en) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Optical coupler and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982861B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000352640A (en) * | 1999-06-10 | 2000-12-19 | Kyocera Corp | Optical component mounting board and optical module using the same |
| JP2009251218A (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method for manufacturing optical waveguide |
| JP2014134593A (en) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Nec Corp | Optical waveguide device and method of manufacturing the same |
| CN118519220A (en) * | 2024-07-23 | 2024-08-20 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | Optical path turning element and long focus camera module |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6920267B2 (en) | 2002-05-13 | 2005-07-19 | Alps Electric Co., Ltd | Optical coupling device and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP11670196A patent/JP2982861B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000352640A (en) * | 1999-06-10 | 2000-12-19 | Kyocera Corp | Optical component mounting board and optical module using the same |
| JP2009251218A (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method for manufacturing optical waveguide |
| JP2014134593A (en) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Nec Corp | Optical waveguide device and method of manufacturing the same |
| CN118519220A (en) * | 2024-07-23 | 2024-08-20 | 宁波舜宇光电信息有限公司 | Optical path turning element and long focus camera module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2982861B2 (en) | 1999-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7184630B2 (en) | Optical coupling module with self-aligned etched grooves and method for fabricating the same | |
| US6316281B1 (en) | Method for fabricating a hybrid optical integrated circuit employing SOI optical waveguide | |
| US9933570B2 (en) | Integration of V-grooves on silicon-on-insulator (SOI) platform for direct fiber coupling | |
| JP2964941B2 (en) | Manufacturing method and mounting structure of optical device | |
| US5907646A (en) | Optical coupling circuit and fabrication process therefor | |
| US5849204A (en) | Coupling structure for waveguide connection and process for forming the same | |
| JP2008505355A (en) | Method for manufacturing an optical waveguide assembly having an integral alignment mechanism | |
| JP2982861B2 (en) | Optical coupler and method of manufacturing the same | |
| EP0846966A2 (en) | Optical waveguide | |
| US6819841B2 (en) | Self-aligned optical waveguide to optical fiber connection system | |
| JP2771167B2 (en) | Optical integrated circuit mounting method | |
| JPH06230237A (en) | Optical circuit | |
| US6920267B2 (en) | Optical coupling device and manufacturing method thereof | |
| JP6345153B2 (en) | Si photonics lightwave circuit and manufacturing method thereof | |
| JP3175688B2 (en) | Optical connection device and method of manufacturing the same | |
| JPH06160676A (en) | Method for manufacturing semiconductor laser module | |
| JP3264256B2 (en) | Manufacturing method and mounting structure of optical device | |
| JP2663841B2 (en) | Manufacturing method of optical coupling structure | |
| JPH11337779A (en) | Optically coupled structure and its manufacture | |
| JP2003302545A (en) | Optical transmission module | |
| EP0871049A1 (en) | Semiconductor device | |
| KR100558887B1 (en) | Optical device manufacturing method | |
| JP2004047961A (en) | Optical connection device and method for manufacturing the same | |
| JPH05257035A (en) | Production of waveguide device | |
| JPH09197153A (en) | Production of spot size converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990825 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080924 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090924 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100924 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110924 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120924 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |