JP3199145B2 - Optical coupling device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体光導波路や光フ
ァイバ等の光導波路間を簡易に結合し、高効率な光結合
および製品の高信頼性をもたらす光結合装置（光結合部
固定構造）に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling device (optical coupling portion fixing structure) for easily coupling between optical waveguides such as a semiconductor optical waveguide and an optical fiber, thereby achieving high-efficiency optical coupling and high product reliability. ).
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１に、アレー形半導体光導波路Ｉとア
レー形光ファイバIIを互いに固定する従来の固定構造
（光結合装置）を示した。図中、１は半導体光導波路Ｉ
のクラッド、２は同光導波路のコアであり、３はヒート
シンク、４はヒートシンク３を固定している台座であ
る。一方、５はＳｉ基板や石英基板などで製作したファ
イバホルダ、６は単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）のク
ラッド、７は同ＳＭＦのコアであり、８は前記ファイバ
ホルダ５に形成したＶ溝、９は半導体基板とファイバホ
ルダ５とを固定するための接着剤である。なお、前記ク
ラッド６およびコア７とからなるＳＭＦは、ファイバホ
ルダ５のＶ溝８に接着剤により固定されている。図２
は、図１のＡ−Ａ′線に沿う断面図であり、図３は図１
に示した構造の上面図である。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a conventional fixing structure (optical coupling device) for fixing an array type semiconductor optical waveguide I and an array type optical fiber II to each other. In the figure, 1 is a semiconductor optical waveguide I
2 is a core of the optical waveguide, 3 is a heat sink, and 4 is a pedestal to which the heat sink 3 is fixed. On the other hand, 5 is a fiber holder made of a Si substrate or a quartz substrate, 6 is a cladding of a single mode optical fiber (SMF), 7 is a core of the SMF, 8 is a V-groove formed in the fiber holder 5, 9 is an adhesive for fixing the semiconductor substrate and the fiber holder 5. The SMF composed of the clad 6 and the core 7 is fixed to the V-groove 8 of the fiber holder 5 with an adhesive. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1, and FIG.
3 is a top view of the structure shown in FIG.
【０００３】一般に、半導体光導波路Ｉの端面とヒート
シンク３や台座４の端面とを互いに平行に固定すること
は、かなり精密な加工が要求されるため、実際的には、
極めて困難である。また、図１と図３からわかるよう
に、半導体光導波路Ｉはヒートシンク３や台座４に対し
て斜めに固定されてしまう場合がある。In general, fixing the end face of the semiconductor optical waveguide I and the end faces of the heat sink 3 and the pedestal 4 in parallel to each other requires considerably precise processing.
Extremely difficult. In addition, as can be seen from FIGS. 1 and 3, the semiconductor optical waveguide I may be fixed obliquely to the heat sink 3 or the pedestal 4.
【０００４】一方、スポットサイズｗの光導波路同士が
結合する場合の結合効率ηは、On the other hand, when the optical waveguides having the spot size w are coupled to each other, the coupling efficiency η is
【０００５】[0005]
【数１】 η＝ｅｘｐ（−π2 θ2 ｗ2 ／λ2 ） (1) と表される（文献：河野著『光デバイスのための光結合
系の基礎と応用』現代工学社）。ここで、λは波長であ
る。つまり、θの傾きがあると、式（１）に従って、結
合効率が劣化することになる。Η = exp (−π 2 θ 2 w 2 / λ 2 ) (1) (Reference: Kono, “Basic and Application of Optical Coupling System for Optical Device”, Hyundai Kogakusha). Here, λ is a wavelength. That is, if there is a gradient of θ, the coupling efficiency is degraded according to the equation (1).
【０００６】その結果、半導体光導波路Ｉとアレー形光
ファイバII同士を直接に互いに固定する従来の構造で
は、図１，図２および図３に示したように、半導体光導
波路Ｉをヒートシンク３から突きださせ、この光導波路
Ｉの端面にアレー形光ファイバII を接着剤９により固
定していた。As a result, in the conventional structure in which the semiconductor optical waveguide I and the array type optical fiber II are directly fixed to each other, the semiconductor optical waveguide I is separated from the heat sink 3 as shown in FIGS. The optical waveguide I was fixed to the end face of the optical waveguide I with an adhesive 9.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従って、この従来の光
結合装置では、接着強度は、半導体光導波路端面の面積
で決まってしまうことになる。ところが、端面を精度よ
く劈開するために、半導体光導波路基板の厚みは、１０
０μｍ程度と薄く研磨されているために、半導体光導波
路Ｉとアレー形光ファイバIIとの接着面積が少なくな
り、従って接着強度が低い。その結果、使用しているう
ちに軸ずれを起こす、あるいは、突きだした半導体光導
波路部分が折れてしまうなど、信頼性の上で問題があっ
た。Therefore, in this conventional optical coupling device, the bonding strength is determined by the area of the end face of the semiconductor optical waveguide. However, in order to cleave the end face accurately, the thickness of the semiconductor optical waveguide substrate is 10
Since the semiconductor optical waveguide I and the array type optical fiber II are bonded to a small thickness of about 0 μm, the bonding area is small, and thus the bonding strength is low. As a result, there has been a problem in reliability, such as the occurrence of axial misalignment during use or the protruding portion of the semiconductor optical waveguide being broken.
【０００８】したがって、本発明の課題は、これらの問
題を解決し、信頼性の点で優れた光結合装置を提供する
ことにある。Therefore, an object of the present invention is to solve these problems and to provide an optical coupling device excellent in reliability.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係る光結合装置の第１の構成は、少なくと
も１本の光導波路からなり、少なくとも１つの台座に固
定された第１の光導波路と、少なくとも１本の光導波路
からなり、ホルダに固定された第２の光導波路と、これ
ら第１の光導波路と第２の光導波路とを互いに光結合さ
せるとともに、位置的に固定する固定用治具と、を有
し、前記固定用治具が天板部分とこの天板部分を支持す
る側壁部分とを少なくとも有してなり、該固定用治具の
前記天板部分もしくは前記側壁部分の少なくとも一方に
前記ホルダが固定されるとともに、該固定用治具の少な
くとも側壁部分が前記台座に固定され、これにより、前
記第１の光導波路と前記第２の光導波路がほぼ直線状に
互いに光結合されていることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, a first configuration of an optical coupling device includes at least one optical waveguide and is fixed to at least one pedestal. , And a second optical waveguide fixed to a holder, and the first optical waveguide and the second optical waveguide are optically coupled to each other and fixed in position. A jig for fixing, wherein the jig for fixing has at least a top plate portion and a side wall portion supporting the top plate portion, and the top plate portion of the fixing jig or the The holder is fixed to at least one of the side wall portions, and at least the side wall portion of the fixing jig is fixed to the pedestal, so that the first optical waveguide and the second optical waveguide are substantially linear. Optically coupled to each other And wherein the Rukoto.
【００１０】また、本発明に係る光結合装置の第２の構
成は、少なくとも１本の光導波路からなり、少なくとも
１つの台座に固定された第１の光導波路と、少なくとも
１本の光導波路からなり、ホルダに固定された第２の光
導波路と、これら第１の光導波路と第２の光導波路とを
互いに光結合させるとともに、位置的に固定する固定用
治具と、を有し、前記固定用治具が天板部分とこの天板
部分を支持する側壁部分とを少なくとも有してなり、該
固定用治具の前記天板部分もしくは前記側壁部分の少な
くとも一方に前記ホルダが固定されるとともに、該固定
用治具の少なくとも側壁部分が前記台座と前記第２の光
導波路との間に設けたスペーサに固定され、これによ
り、前記第１の光導波路と前記第２の光導波路がほぼ直
線状に互いに光結合されていることを特徴とする。A second configuration of the optical coupling device according to the present invention comprises at least one optical waveguide, the first optical waveguide fixed to at least one pedestal, and the at least one optical waveguide. A second optical waveguide fixed to the holder, and a fixing jig that optically couples the first optical waveguide and the second optical waveguide to each other and fixes the position. The fixing jig has at least a top plate portion and a side wall portion supporting the top plate portion, and the holder is fixed to at least one of the top plate portion or the side wall portion of the fixing jig. In addition, at least a side wall portion of the fixing jig is fixed to a spacer provided between the pedestal and the second optical waveguide, whereby the first optical waveguide and the second optical waveguide are substantially Optical coupling with each other in a straight line It is characterized in that is.
【００１１】すなわち、２種の光導波路を光結合する本
発明に係る光結合装置は、一方の光導波路を固定してい
る台座と、他方の光導波路を固定しているホルダと、こ
れら台座とホルダとにそれぞれ固定される固定用治具と
を、必須構成要素として有しており、前記固定用治具の
少なくとも側壁部分が前記台座に固定されていてもよい
し、該固定用治具の少なくとも側壁部分が前記台座と前
記第２の光導波路との間に設けたスペーサに固定されて
いてもよい構成となっている。That is, an optical coupling device according to the present invention for optically coupling two types of optical waveguides includes a pedestal fixing one optical waveguide, a holder fixing the other optical waveguide, and a pedestal. Fixing jigs respectively fixed to the holder, as an essential component, at least a side wall portion of the fixing jig may be fixed to the pedestal, or the fixing jig of the fixing jig At least a side wall portion may be fixed to a spacer provided between the pedestal and the second optical waveguide.
【００１２】また、前記構成において、台座もしくは前
記スペーサの少なくとも一部の高さが前記固定治具の高
さよりも高くてもよい。In the above structure, at least a part of the pedestal or the spacer may be higher than the fixing jig.
【００１３】また、前記構成において、台座に対して前
記第１の光導波路が斜めに固定され、それにより、前記
第１の光導波路が前記固定用治具の側壁部分間に斜めに
位置する場合に、該第１の光導波路と前記ホルダに固定
された第２の光導波路とのほぼ直線状の光結合を維持す
るために、前記固定用治具の側壁部分間の間隔が、該側
壁部分が前記光導波路と前記ホルダとに干渉しないだけ
の寸法に設定されていてもよい。In the above structure, the first optical waveguide is fixed obliquely to the pedestal, so that the first optical waveguide is positioned obliquely between the side walls of the fixing jig. In order to maintain a substantially linear optical coupling between the first optical waveguide and the second optical waveguide fixed to the holder, the distance between the side wall portions of the fixing jig is changed to the side wall portion. May be set so as not to interfere with the optical waveguide and the holder.
【００１４】また、前記構成において、固定用治具の前
記台座側の端面を、前記台座に対する前記第１の光導波
路の傾斜と同方向に、斜めに形成してもよい。In the above configuration, the end surface of the fixing jig on the pedestal side may be formed obliquely in the same direction as the inclination of the first optical waveguide with respect to the pedestal.
【００１５】また、前記構成において、固定用治具の少
なくとも前記台座に固定される部分を金属から構成すれ
ば、固定信頼性の高い金属結合が実現できる。Further, in the above configuration, if at least a portion of the fixing jig fixed to the pedestal is made of metal, a metal connection with high fixing reliability can be realized.
【００１６】さらに、前記構成において、第１の光導波
路と第２の光導波路の端面間に隙間があるように両導波
路を配置しても良い。Further, in the above configuration, both the waveguides may be arranged so that there is a gap between the end faces of the first optical waveguide and the second optical waveguide.
【００１７】[0017]
【作用】本発明によれば、アレー形光ファイバを、半導
体光導波路にではなく、台座あるいはスペーサに固定し
ているため、位置固定のための設置面積を広くでき、さ
らに、前記スペーサあるいは前記台座の高さを固定治具
よりも高くしているために、紫外線効果接着剤の硬化時
における上下方向の収縮に起因する固定治具の軸ずれを
相殺できる、あるいは固定用治具の一部を金属製にして
金属固定を実現できるなど、高信頼な固定構造を提供で
きる。According to the present invention, the array type optical fiber is fixed not to the semiconductor optical waveguide but to the pedestal or the spacer, so that the installation area for fixing the position can be increased, and furthermore, the spacer or the pedestal is fixed. The height of the fixing jig is higher than that of the fixing jig, so that the offset of the fixing jig due to the contraction in the vertical direction during curing of the ultraviolet ray effect adhesive can be offset, or a part of the fixing jig can be removed. A highly reliable fixing structure can be provided, for example, a metal fixing can be realized.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１９】（実施例１）図４，図５および図６は、本
発明の第１の実施例を示すもので、それぞれ斜視図、図
４のＡ−Ａ′線に沿う断面図、上面図であり、図中、前
記図１〜図３と同一構成には、同一符号を付して説明を
簡略化する。図中、１０は、本発明で用いる固定用治具
であり、この治具１０は、天板部分１０ａと脚部（側壁
部分）１０ｂ，１０ｂとからなる机状に形成されてい
る。この固定用治具１０の天板部分１０ａの下面にファ
イバホルダ５を接着固定するとともに、脚部１０ｂ，１
０ｂを台座４に接着固定することによって、半導体光導
波路Ｉとアレー形光ファイバIIとの光結合を、確実かつ
安定的に行なうことができる。この際、図４と図６とか
ら分かるように、半導体光導波路Ｉが台座４に対して斜
めに固定されている場合は、固定用治具１０は、半導体
光導波路Ｉとアレー形光ファイバIIとを直線状に配置し
た場合に生じる光導波路の台座４との傾き、すなわち、
台座４に固定されている固定用治具１０との傾きを、吸
収できる脚部幅１０ｗを有している。(Embodiment 1) FIGS. 4, 5 and 6 show a first embodiment of the present invention, and are respectively a perspective view, a sectional view taken along line AA 'of FIG. 4, and a top view. In the drawings, the same components as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified. In the figure, reference numeral 10 denotes a fixing jig used in the present invention, and this jig 10 is formed in a desk shape including a top plate portion 10a and legs (sidewall portions) 10b, 10b. The fiber holder 5 is adhesively fixed to the lower surface of the top plate portion 10a of the fixing jig 10, and the legs 10b, 1
By bonding and fixing Ob to the pedestal 4, optical coupling between the semiconductor optical waveguide I and the array type optical fiber II can be reliably and stably performed. At this time, as can be seen from FIGS. 4 and 6, when the semiconductor optical waveguide I is fixed obliquely with respect to the pedestal 4, the fixing jig 10 includes the semiconductor optical waveguide I and the array type optical fiber II. And the inclination of the optical waveguide with respect to the pedestal 4 that occurs when linearly arranged, that is,
It has a leg width 10w that can absorb the inclination with the fixing jig 10 fixed to the pedestal 4.
【００２０】以上述べたように、本実施例では、固定用
治具１０に充分広い脚部間隔１０ｗがあるため、半導体
光導波路Ｉ、ヒートシンク３および台座４が互いに角度
を持っていても、固定においては、問題にならない。ま
た、固定用治具１０をガラスや石英などの紫外光に対し
て透明な材料としておけば、紫外線硬化性接着剤によ
り、台座４と固定用治具１０とを固定するとともに、台
座４とファイバホルダ５とを固定できる。As described above, in this embodiment, since the fixing jig 10 has a sufficiently wide leg interval 10w, even if the semiconductor optical waveguide I, the heat sink 3, and the pedestal 4 are at an angle to each other, the fixing jig 10 is fixed. Does not matter. Further, if the fixing jig 10 is made of a material that is transparent to ultraviolet light such as glass or quartz, the pedestal 4 and the fixing jig 10 are fixed with an ultraviolet curable adhesive, and the pedestal 4 and the fiber are fixed. The holder 5 can be fixed.
【００２１】さらに、従来構造では、半導体光導波路Ｉ
の端面の面積で接着強度が制限されていたが、本発明で
は、半導体光導波路Ｉとアレー形光ファイバIIとの光結
合を保持する固定用治具１０に対する台座４およびアレ
ー形光ファイバIIの接着面積が極めて広く設定できるの
で、接着強度が極めて強くなる、という長所がある。な
お、半導体光導波路Ｉとアレー形光ファイバIIの端面同
士も紫外線硬化性接着剤により固定してもよいが、半導
体光導波路Ｉとアレー形光ファイバＩＩとに反射防止膜
を施すとともに、半導体光導波路Ｉとアレー形光ファイ
バＩＩとの端面間に隙間を設けておけば、異種材料を接
着した場合に生じる熱膨張係数の差による端面剥離の問
題を回避できる。Further, in the conventional structure, the semiconductor optical waveguide I
However, in the present invention, the pedestal 4 and the array type optical fiber II with respect to the fixing jig 10 for holding the optical coupling between the semiconductor optical waveguide I and the array type optical fiber II are limited. Since the bonding area can be set very wide, there is an advantage that the bonding strength is extremely high. The end faces of the semiconductor optical waveguide I and the array type optical fiber II may be fixed with an ultraviolet curable adhesive. However, while the semiconductor optical waveguide I and the array type optical fiber II are provided with an antireflection film, By providing a gap between the end faces of the waveguide I and the array type optical fiber II, it is possible to avoid the problem of end face separation due to a difference in thermal expansion coefficient caused when different materials are bonded.
【００２２】（実施例２）図７は、本発明の第２の実施
例を示すものである。この実施例の固定用治具２０は、
その一端面が台座４に対する光導波路の傾斜度に比例し
て斜めに加工され、その脚部２０ｂをファイバホルダ５
の側部と平行とされている。したがって、脚部２０ｂ，
２０ｂ間の間隔は、ほぼファイバホルダ５の幅寸法に等
しい必要最小限で済み、第１の実施例と比較して、結合
部をよりコンパクトにできる、という利点がある。(Embodiment 2) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The fixing jig 20 of this embodiment is
One end surface thereof is processed obliquely in proportion to the inclination of the optical waveguide with respect to the pedestal 4, and its leg 20 b is attached to the fiber holder 5.
Is parallel to the side. Therefore, the legs 20b,
The space between the wires 20b is a minimum required which is substantially equal to the width dimension of the fiber holder 5, and has an advantage that the coupling portion can be made more compact as compared with the first embodiment.
【００２３】（実施例３）図８は、本発明の第３の実施
例である。この実施例の固定用治具３０は、その天板部
分３０ａを紫外光に対して透明な材料から構成するとと
もに、その脚部３０ｂを金属から構成し、これらを低融
点ガラスや半田などにより固定してなるものである。次
に、固定用治具３０の脚部３０ｂを台座４にＹＡＧレー
ザにより溶接すれば、アレー形光結合系を金属固定でき
るという利点がある。(Embodiment 3) FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In the fixing jig 30 of this embodiment, the top plate portion 30a is made of a material that is transparent to ultraviolet light, and the legs 30b are made of metal, and these are fixed with low-melting glass or solder. It is made. Next, if the leg 30b of the fixing jig 30 is welded to the pedestal 4 with a YAG laser, there is an advantage that the array type optical coupling system can be fixed to a metal.
【００２４】（実施例４）図９，図１０、および図１１
は、本発明の第四の実施例を示すもので、それぞれ斜視
図、図９のＡ−Ａ′線に沿う断面図、上面図である。こ
の実施例では、図４に示した第１の実施例において、ス
ペーサ１３を新たに導入するとともに、スペーサ１３を
台座４に対して固定し、さらに、このスペーサ１３に固
定治具１０を固定している。このスペーサ１３を台座４
に、例えば、ネジ固定しておけば、固定治具１０をスペ
ーサ１３に紫外線硬化接着剤９で固定する場合に大きく
軸ずれしても、スペーサ１３を台座４から外すことによ
り、再度、この半導体光導波路Ｉを使用できるため、最
終的にモジュール化時における軸ずれのために半導体光
導波路が再利用できなくなるという心配がない。(Embodiment 4) FIGS. 9, 10 and 11
9 shows a fourth embodiment of the present invention, and is a perspective view, a sectional view taken along line AA 'of FIG. 9, and a top view, respectively. In this embodiment, a spacer 13 is newly introduced, the spacer 13 is fixed to the pedestal 4 and the fixing jig 10 is fixed to the spacer 13 in the first embodiment shown in FIG. ing. This spacer 13 is attached to the base 4
For example, if the fixing jig 10 is fixed to the spacer 13 with the ultraviolet curing adhesive 9 by using a screw, even if the axis is greatly displaced, the semiconductor is again removed by removing the spacer 13 from the pedestal 4. Since the optical waveguide I can be used, there is no fear that the semiconductor optical waveguide cannot be reused due to axial misalignment at the time of modularization.
【００２５】さらに、図９あるいは図１０から分かるよ
うに、本実施例では、スペーサ１３の高さを固定治具１
０の天板よりも高くしている。紫外線硬化接着剤９を用
いて、モジュール化を行う場合、この点が極めて重要と
なる。以下に、それを説明する。Further, as can be seen from FIG. 9 or FIG. 10, in this embodiment, the height of the spacer 13 is
0 is higher than the top plate. This is extremely important when the module is formed using the ultraviolet curing adhesive 9. This will be described below.
【００２６】図９および図１０から分かるように、本実
施例ではスペーサ１３の高さを固定治具１０の天板より
も高くしている。こうすることにより、塗布した紫外線
硬化剤９は固定治具１０の下端のみでなく、上端にも塗
布できる。紫外線硬化剤９は紫外線を照射することによ
り固化するが、この時、体積が縮小する。従って、本実
施例のように、固定治具１０の上端にも紫外線硬化接着
剤９の溜まりをつくることにより、固定治具１０の下端
の紫外線硬化接着剤９の溜まりによる固化時に生じる下
向きへの引っ張りを、固定治具１０の上に塗布した紫外
線硬化剤９の溜まりの上向きへの引っ張りが相殺するこ
とになる。図１２は、スペーサ１３の高さを固定治具１
０の高さよりも低くした場合に、固化時における固定治
具１０の上下方向の変動量の実験結果である。図１２か
ら分かるように、固定治具１０は、主に下側に引っ張ら
れ、軸ずれしていることが分かる。一方、図１３は、図
９や図１０に示したように、スペーサ１３の高さを固定
治具１０よりも高くした場合の実験結果であり、紫外線
硬化接着剤９の上下の溜まりが互いに収縮時の体積変化
による軸ずれを相殺するため、軸ずれ量を極めて小さく
抑えることができた。以上の実施例においては、固定治
具１０，２０，３０の側壁１０ｂ，２０ｂ，３０ｂの底
面を天板１０ａ，２０ａ，３０ａの天板と平行にした
が、天面を斜めにする、あるいは段差を付けるなどする
ことにより、ここに溜まる接着剤の量を規定できるよう
にしても良いことは、言うまでもない。As can be seen from FIGS. 9 and 10, in this embodiment, the height of the spacer 13 is higher than the top plate of the fixing jig 10. By doing so, the applied ultraviolet curing agent 9 can be applied not only to the lower end of the fixing jig 10 but also to the upper end. The ultraviolet curing agent 9 is solidified by irradiating ultraviolet rays, but at this time, the volume is reduced. Therefore, as in the present embodiment, the pool of the ultraviolet curing adhesive 9 is also formed at the upper end of the fixing jig 10, so that the lower end of the fixing jig 10 which is solidified due to the pool of the ultraviolet curing adhesive 9 is directed downward. The upward pulling of the pool of the ultraviolet curing agent 9 applied on the fixing jig 10 offsets the pulling. FIG. 12 shows the fixing jig 1
It is an experimental result of the amount of fluctuation in the vertical direction of the fixing jig 10 at the time of solidification when the height is lower than 0. As can be seen from FIG. 12, it can be seen that the fixing jig 10 is mainly pulled downward and is off-axis. On the other hand, FIG. 13 shows an experimental result when the height of the spacer 13 is higher than that of the fixing jig 10 as shown in FIGS. 9 and 10. In order to offset the axial deviation due to the change in volume at the time, the amount of axial deviation could be suppressed to a very small value. In the above embodiment, the bottom surfaces of the side walls 10b, 20b, 30b of the fixing jigs 10, 20, 30 are parallel to the top plates of the top plates 10a, 20a, 30a. It is needless to say that the amount of the adhesive that accumulates here may be defined by adding a label.
【００２７】なお、スペーサ１３を用いる代わりに、図
４に示した本発明の第１から第３の実施例においては、
固定治具１０，２０，３０が固定される台座４の部分の
高さを固定治具よりも高くしておけば、同様の効果を期
待できる。また、図７に示す第２の実施例のように、固
定治具の端面を斜めに形成したり、図８に示す第３の実
施例のように、ＹＡＧレーザ溶接するために固定治具の
一部を金属にすることなどは、スペーサ１３を用いる場
合にも適用可能である。Instead of using the spacer 13, in the first to third embodiments of the present invention shown in FIG.
If the height of the portion of the pedestal 4 to which the fixing jigs 10, 20, 30 are fixed is made higher than the fixing jig, the same effect can be expected. Further, as in the second embodiment shown in FIG. 7, the end face of the fixing jig is formed obliquely, and as in the third embodiment shown in FIG. Making a part of metal or the like is also applicable to the case where the spacer 13 is used.
【００２８】さらに、本発明は、半導体光導波路やアレ
ー形光ファイバの代わりに、石英導波路やリチウムナイ
オベート（ＬｉＮｂ０3 ）などの誘電体導波路系にも適
用可能である。また、実施例においては、固定用治具と
して机形のものについて説明したが、ホルダを固定する
ための天板とこの天板部分を支持するとともに前記台座
に固定される側壁部分（実施例では脚部）を有するもの
であれば、アーチ状のもの、矩形筒状のものや、円筒形
のものでも適用可能である。そして、筒状のものでは、
実施例における脚部間の間隔は、孔寸法となる。Further, the present invention can be applied to a dielectric waveguide system such as a quartz waveguide or lithium niobate (LiNbO 3 ) instead of the semiconductor optical waveguide or the array type optical fiber. Further, in the embodiment, the desk-shaped jig has been described as the fixing jig. However, a top plate for fixing the holder and a side wall portion that supports the top plate portion and is fixed to the pedestal (in the embodiment, As long as it has a leg portion, an arched shape, a rectangular tubular shape, or a cylindrical shape can be applied. And in a cylindrical one,
The distance between the legs in the embodiment is the hole size.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、台
座に固定された光導波路とホルダに固定された光導波路
とを光結合するにあたり、固定用治具を用い、固定治具
の天板あるいは側壁にホルダを固定し、その固定治具を
台座あるいはスペーサに固定するため、固定のための接
着面積が広くとれ、光導波路間の結合部分に応力が集中
することがない。また、スペーサや台座の高さを固定治
具よりも高くすることにより、紫外線硬化接着剤の固化
時における上下方向の軸ずれを極めて小さく抑えること
ができる。As described above, according to the present invention, in optically coupling the optical waveguide fixed to the pedestal and the optical waveguide fixed to the holder, the fixing jig is used. Since the holder is fixed to the top plate or the side wall and the fixing jig is fixed to the pedestal or the spacer, the bonding area for fixing can be widened, and stress does not concentrate on the coupling portion between the optical waveguides. In addition, by setting the height of the spacer or the pedestal higher than that of the fixing jig, it is possible to minimize the vertical axis deviation during the solidification of the ultraviolet curable adhesive.
【００３０】さらに、固定用治具の一部を金属とすると
ともに、この固定用治具の金属部分と台座あるいはスペ
ーサとの固定にレーザ溶接のような金属固定技術を採用
できるので、固定部の信頼性の点で一層優れている。Further, a part of the fixing jig is made of metal, and a metal fixing technique such as laser welding can be employed for fixing the metal part of the fixing jig to the pedestal or the spacer. It is even better in terms of reliability.
【００３１】また、固定用治具は、一方のホルダを固定
する天板部分と、この天板部分を支えるとともに他方の
台座を固定する側壁部分が存在し、前記側壁部分間の間
隔には、前記ホルダの台座に対する角度ずれに対応する
のに充分な寸法を具備させている。そのため、台座に固
定された光導波路とホルダに固定された光導波路を直線
状に光結合できる効果がある。The fixing jig includes a top plate portion for fixing one holder and a side wall portion for supporting the top plate portion and fixing the other pedestal. The holder is provided with a dimension sufficient to cope with an angular deviation with respect to the pedestal. Therefore, there is an effect that the optical waveguide fixed to the base and the optical waveguide fixed to the holder can be linearly optically coupled.
【図１】従来の光結合装置の一例を示す要部の斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view of a main part showing an example of a conventional optical coupling device.
【図２】従来の光結合装置の一例を示す要部の断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view of a main part showing an example of a conventional optical coupling device.
【図３】従来の光結合装置の一例を示す要部の上面図で
ある。FIG. 3 is a top view of a main part showing an example of a conventional optical coupling device.
【図４】本発明にかかる光結合装置の第１の実施例を示
す要部の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a main part showing a first embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図５】本発明にかかる光結合装置の第１の実施例を示
す要部の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a main part showing a first embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図６】本発明にかかる光結合装置の第１の実施例を示
す要部の上面図である。FIG. 6 is a top view of a main part showing the first embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図７】本発明にかかる光結合装置の第２の実施例を示
す要部の上面図である。FIG. 7 is a top view of a main part showing a second embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図８】本発明にかかる光結合装置の第３の実施例を示
す要部の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a main part showing a third embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図９】本発明にかかる光結合装置の第４の実施例を示
す要部の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a main part showing a fourth embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図１０】本発明にかかる光結合装置の第４の実施例を
示す要部の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a main part showing a fourth embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図１１】本発明にかかる光結合装置の第４の実施例を
示す要部の上面図である。FIG. 11 is a top view of a main part showing a fourth embodiment of the optical coupling device according to the present invention.
【図１２】本発明の効果を確認するために、比較とし
て、スペーサの高さを固定治具の高さより低くした場合
の軸ずれ量の測定結果を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing, as a comparison, a measurement result of an axis shift amount when the height of the spacer is lower than the height of the fixing jig to confirm the effect of the present invention.
【図１３】本発明の効果を確認するために、スペーサの
高さを固定治具の高さより高くした場合（本発明）の軸
ずれ量の測定結果を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a measurement result of an axial deviation amount when the height of the spacer is higher than the height of the fixing jig (the present invention) in order to confirm the effect of the present invention.
１ 半導体光導波路のクラッド ２ 半導体光導波路のコア ３ ヒートシンク ４ ヒートシンクを固定している台座 ５ Ｓｉ基板や石英基板などで製作したファイバホルダ ６ 単一モード光ファイバ（ＳＭＦ）のクラッド ７ ＳＭＦのコア ８ Ｓｉ基板に形成したＶ溝 ９ 接着剤 １０，２０，３０ 固定用治具 １０ａ，２０ａ，３０ａ 固定用治具の天板部分 １０ｂ，２０ｂ，３０ｂ 固定用治具の脚部（側壁部
分） １０ｗ，２０ｗ 脚部間の間隔（側壁部分間の間隔） １２ レーザ溶接部 １３ スペーサReference Signs List 1 cladding of semiconductor optical waveguide 2 core of semiconductor optical waveguide 3 heat sink 4 pedestal fixing heat sink 5 fiber holder made of Si substrate or quartz substrate 6 cladding of single mode optical fiber (SMF) 7 core of SMF 8 V-groove formed in Si substrate 9 Adhesive 10, 20, 30 Fixing jig 10a, 20a, 30a Top plate portion of fixing jig 10b, 20b, 30b Leg (sidewall portion) of fixing jig 10w, 20w Spacing between legs (spacing between sidewalls) 12 Laser weld 13 Spacer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉本 直人 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−228616（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/24 - 6/43 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Naoto Yoshimoto 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-2-228616 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/12-6/14 G02B 6/24-6/43 JICST file (JOIS)
Claims (7)
なくとも１つの台座に固定された第１の光導波路と、 少なくとも１本の光導波路からなり、ホルダに固定され
た第２の光導波路と、 これら第１の光導波路と第２の光導波路とを互いに光結
合させるとともに、位置的に固定する固定用治具と、を
有し、 前記固定用治具が天板部分とこの天板部分を支持する側
壁部分とを少なくとも有してなり、該固定用治具の前記
天板部分もしくは前記側壁部分の少なくとも一方に前記
ホルダが固定されるとともに、該固定用治具の少なくと
も側壁部分が前記台座に固定され、これにより、前記第
１の光導波路と前記第２の光導波路がほぼ直線状に互い
に光結合されていることを特徴とする光結合装置。A first optical waveguide composed of at least one optical waveguide and fixed to at least one pedestal; a second optical waveguide composed of at least one optical waveguide and fixed to a holder; A fixing jig that optically couples the first optical waveguide and the second optical waveguide to each other and fixes the position of the first optical waveguide and the second optical waveguide to each other; At least one of the top plate portion or the side wall portion of the fixing jig, the holder is fixed, and at least the side wall portion of the fixing jig is the pedestal. Wherein the first optical waveguide and the second optical waveguide are optically coupled to each other in a substantially linear manner.
なくとも１つの台座に固定された第１の光導波路と、 少なくとも１本の光導波路からなり、ホルダに固定され
た第２の光導波路と、 これら第１の光導波路と第２の光導波路とを互いに光結
合させるとともに、位置的に固定する固定用治具と、を
有し、 前記固定用治具が天板部分とこの天板部分を支持する側
壁部分とを少なくとも有してなり、該固定用治具の前記
天板部分もしくは前記側壁部分の少なくとも一方に前記
ホルダが固定されるとともに、該固定用治具の少なくと
も側壁部分が前記台座と前記第２の光導波路との間に設
けたスペーサに固定され、これにより、前記第１の光導
波路と前記第２の光導波路がほぼ直線状に互いに光結合
されていることを特徴とする光結合装置。2. A first optical waveguide composed of at least one optical waveguide and fixed to at least one pedestal; a second optical waveguide composed of at least one optical waveguide and fixed to a holder; A fixing jig that optically couples the first optical waveguide and the second optical waveguide to each other and fixes the position of the first optical waveguide and the second optical waveguide to each other; At least one of the top plate portion or the side wall portion of the fixing jig, the holder is fixed, and at least the side wall portion of the fixing jig is the pedestal. And a spacer provided between the first optical waveguide and the second optical waveguide, whereby the first optical waveguide and the second optical waveguide are optically coupled to each other substantially linearly. Optical coupling device.
とも一部の高さが前記固定用治具の高さよりも高いこと
を特徴とする請求項１または２に記載の光結合装置。3. The optical coupling device according to claim 1, wherein a height of at least a part of the pedestal or the spacer is higher than a height of the fixing jig.
斜めに固定され、それにより、前記第１の光導波路が前
記固定用治具の側壁部分間に斜めに位置する場合に、該
第１の光導波路と前記ホルダに固定された第２の光導波
路とのほぼ直線状の光結合を維持するために、前記固定
用治具の側壁部分間の間隔が、該側壁部分が前記光導波
路と前記ホルダとに干渉しないだけの寸法に設定されて
いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載の光結合装置。4. When the first optical waveguide is fixed obliquely to the pedestal, whereby the first optical waveguide is positioned obliquely between side wall portions of the fixing jig. In order to maintain a substantially linear optical coupling between the first optical waveguide and the second optical waveguide fixed to the holder, the distance between the side wall portions of the fixing jig is determined by adjusting the distance between the side wall portions and the optical waveguide. The optical coupling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical coupling device is set to a size that does not interfere with a wave path and the holder.
前記台座に対する前記第１の光導波路の傾斜と同方向
に、斜めに形成されていることを特徴とする請求項４に
記載の光結合装置。5. An end face on the pedestal side of the fixing jig,
The optical coupling device according to claim 4, wherein the optical coupling device is formed obliquely in the same direction as the inclination of the first optical waveguide with respect to the pedestal.
固定される部分が金属であることを特徴とする請求項１
ないし５のいずれかに記載の光結合装置。6. The fixing jig according to claim 1, wherein at least a portion fixed to said pedestal is made of metal.
6. The optical coupling device according to any one of items 5 to 5.
路の端面間に隙間があるように両導波路を配置したこと
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光結
合装置。7. The light according to claim 1, wherein both the waveguides are arranged such that there is a gap between the end faces of the first optical waveguide and the second optical waveguide. Coupling device.
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