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JP5065352B2 - Optical waveguide and optical axis adjustment method - Google Patents
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Description

本発明は、光導波路及び光軸調整方法に関する。   The present invention relates to an optical waveguide and an optical axis adjusting method.

現在の光ネットワークを形成している光部品は多種多様におよぶ。その中でも、光導波路は、高度な光の処理を行うために重要な位置を占めている。
光導波路に外部から光を導入する、又は、光導波路の内部から光を取り出す方法としては、主として、直接部品同士を突き合わせ光結合を得る方法と、レンズを介して光結合を得る方法とがある。
There are a wide variety of optical components that make up the current optical network. Among them, the optical waveguide occupies an important position for performing advanced light processing.
As a method of introducing light into the optical waveguide from the outside or extracting light from the inside of the optical waveguide, there are mainly a method of directly matching parts together to obtain optical coupling, and a method of obtaining optical coupling via a lens. .

直接部品同士を突き合わせ光結合を得る方法には、光導波路と光ファイバーという2つの部材を、その他の部品を介さず直接突き合わせるような場合が相当する。例えば、石英系平面光波回路と光ファイバーとの結合は、多くの場合、突き合わせにより実施されている。また、石英系平面光波回路と石英系平面光波回路との突き合わせも実施されている。さらに言うと、半導体レーザを石英系平面光波回路に搭載したハイブリット部品があるが、これらも突き合わせに相当する。   The method of directly matching parts together to obtain optical coupling corresponds to a case where two members, that is, an optical waveguide and an optical fiber, are directly abutted without passing through other parts. For example, in many cases, the coupling between a quartz-based planar lightwave circuit and an optical fiber is performed by a butting method. In addition, a quartz-based planar lightwave circuit and a quartz-based planar lightwave circuit are also matched. Furthermore, there are hybrid parts in which a semiconductor laser is mounted on a quartz-based planar lightwave circuit, and these also correspond to matching.

しかし、2つの光部品の突き合わせにより光結合を得る場合、両者の突き合わせ箇所でモードフィールドが近くない場合は、結合損失が大きくなってしまう。そこで、このような場合にはレンズを介して光結合を得る。特に、半導体からなる光導波路の場合、半導体材料の屈折率が高く、シングルモード伝搬する導波路のコアのサイズは小さくなるため、直接突き合わせによる光結合を実施しようとすると、位置トレランスが著しく狭いなどの問題があり、このような場合にはレンズを介して光結合を得ることが多い。   However, when optical coupling is obtained by butting two optical components, the coupling loss increases if the mode field is not close at the butting location between the two. Therefore, in such a case, optical coupling is obtained through a lens. In particular, in the case of an optical waveguide made of a semiconductor, the refractive index of the semiconductor material is high, and the size of the core of the waveguide that propagates the single mode is small. Therefore, when optical coupling is performed by direct matching, the position tolerance is extremely narrow. In such a case, optical coupling is often obtained through a lens.

図6は、従来の光ファイバーと導波路の突き合わせの場合の光軸調整方法を示した図である。
ここで、図6(a)は光軸調整前の状態を示した図、図6(b)は光軸調整後の状態を示した図である。また、x,y,z軸方向は、図6中に示すように規定するものとする。
FIG. 6 is a diagram showing an optical axis adjusting method in the case of a conventional optical fiber and waveguide butt.
Here, FIG. 6A is a diagram showing a state before the optical axis adjustment, and FIG. 6B is a diagram showing a state after the optical axis adjustment. Further, the x, y, and z axis directions are defined as shown in FIG.

なお、図6中では光ファイバー10としてレンズと光ファイバーとを合わせた構成となっている先球ファイバーを用いた場合を例に説明しているが、平坦なクリーブ端面の光ファイバーを用いた場合であっても光軸調整方法は変わらないため、先球ファイバーを用いた場合を例として従来の光軸調整方法の説明を行うこととする。   In FIG. 6, the case where a tip-end fiber having a configuration in which a lens and an optical fiber are combined is used as the optical fiber 10 as an example, but this is a case where an optical fiber having a flat cleave end face is used. However, since the optical axis adjustment method does not change, the conventional optical axis adjustment method will be described by taking a case where a tip-spherical fiber is used as an example.

また、光ファイバー10と光導波路11の光軸調整方法には、光ファイバー10側を動かして光軸調整する場合と、光導波路11側を動かして光軸調整する場合とがあるが、相対的には同じであるため、ここでは、光ファイバー10側を動かす場合について説明を行うこととする。   The optical axis adjustment method for the optical fiber 10 and the optical waveguide 11 includes a case where the optical axis is adjusted by moving the optical fiber 10 side and a case where the optical axis is adjusted by moving the optical waveguide 11 side. Since it is the same, the case where the optical fiber 10 side is moved will be described here.

はじめに、x軸方向の光軸調整方法であるが、顕微鏡を用いて導波路の端面を上方より観測し、図6(a)に示すような像を得る。この状態では、光ファイバー10のコア10aの位置と、導波路11のコア11aの位置を目視で確認することができるので、光ファイバー10のコア10aと導波路11のコア11aとがおおよそ一直線になるように光ファイバー10をx軸方向に動かす。なお、この時点では導波路に光が導かれているかわからなくてもよい。   First, regarding the optical axis adjustment method in the x-axis direction, the end face of the waveguide is observed from above using a microscope to obtain an image as shown in FIG. In this state, the position of the core 10a of the optical fiber 10 and the position of the core 11a of the waveguide 11 can be visually confirmed, so that the core 10a of the optical fiber 10 and the core 11a of the waveguide 11 are approximately in a straight line. The optical fiber 10 is moved in the x-axis direction. At this time, it is not necessary to know whether light is guided to the waveguide.

次に、z軸方向の光軸調整方法であるが、x軸方向の光軸調整方法と同様に、光ファイバー10の端部と光導波路11の端面との距離が適切な距離となるように光ファイバー10をz軸方向に動かす。ここで、光ファイバー10の端部と光導波路11の端面との距離は、先球ファイバーを用いた場合は、先球ファイバーのフォーカス距離であり、クリーブ端面の光ファイバーを用いた場合は、およそ3〜5μm程度である。   Next, as the optical axis adjustment method in the z-axis direction, as in the optical axis adjustment method in the x-axis direction, the optical fiber is adjusted so that the distance between the end of the optical fiber 10 and the end surface of the optical waveguide 11 is an appropriate distance. 10 is moved in the z-axis direction. Here, the distance between the end of the optical fiber 10 and the end face of the optical waveguide 11 is the focus distance of the tip spherical fiber when the tip spherical fiber is used, and approximately 3 to 3 when the optical fiber of the cleave end face is used. It is about 5 μm.

最後に、y軸方向の光軸調整方法であるが、これは、光導波路11のコア11a内に伝搬している光の光強度をモニターし、光強度が最大となるようにy軸方向に光ファイバー10を動かして光軸調整を行う。光導波路11のコア11a内に伝搬している光強度をモニターする場合、同一の光導波路11のコア11aの逆側の端面より出射する光を光パワーメーターに導きモニターする方法や、光導波路11自体が半導体でできている場合には、光電効果により発生する電流をモニターする方法等がある。   Finally, a method for adjusting the optical axis in the y-axis direction is to monitor the light intensity of light propagating in the core 11a of the optical waveguide 11, and in the y-axis direction so as to maximize the light intensity. The optical axis is adjusted by moving the optical fiber 10. When monitoring the intensity of light propagating in the core 11 a of the optical waveguide 11, a method of guiding the light emitted from the opposite end face of the core 11 a of the same optical waveguide 11 to an optical power meter, or monitoring the optical waveguide 11 When the device itself is made of a semiconductor, there is a method of monitoring current generated by the photoelectric effect.

また、別の方法として、光導波路11内に上方へ光の光路を変換する構造を設け、伝搬してきた光を上方に跳ね上げて、上方より目視により明るくなる点を探すことにより光導波路11のコア11a内に伝搬している光強度を見ることができる。ここで、導波路光導波路11内に上方へ光の光路を変換する構造はいろいろあるが、光導波路11内に凹部を設けただけでも散乱により光を上方に取り出すことができる。   As another method, a structure for converting the optical path of light upward is provided in the optical waveguide 11, the propagating light is bounced upward, and a point that becomes brighter visually from above is searched for. The intensity of light propagating in the core 11a can be seen. Here, there are various structures for converting the optical path of light upward in the waveguide optical waveguide 11, but light can be extracted upward by scattering only by providing a recess in the optical waveguide 11.

また、エッチングなどにより導波路内にミラーを形成して上方に光を取り出す方法や、他にも光導波路11内にグレーティングを形成することにより上方に光を取り出す方法がある。しかし、従来の目視による光軸調整方法では、光導波路11のコア11a内に光を導いた状態となってはじめて機能し、光軸調整初期に光導波路11のコア11a内を全く光が伝搬していない時には機能しない。   Further, there are a method of extracting a light upward by forming a mirror in the waveguide by etching or the like, and a method of extracting a light upward by forming a grating in the optical waveguide 11. However, the conventional visual optical axis adjustment method functions only when light is guided into the core 11a of the optical waveguide 11, and light propagates through the core 11a of the optical waveguide 11 at the initial stage of optical axis adjustment. Does not work when not.

また、この状態では、粗く光軸調整しただけであるため、光導波路11のコア11a内に伝搬している光の光強度をモニターしながら、x,y,z軸方向に精密な光軸調整し、最大の光強度が得られる点で光軸調整を終了する。なお、精密な講軸調整は、x,y,z軸方向に動作可能なステージに光ファイバー10を設置し、光導波路11のコア11a内に伝搬している光の光強度をモニターし、光強度が最大となった位置で停止するように、コンピュターを用いて自動で精密な光軸調整を行うこともできる。したがって、光を光導波路11のコア11a内に導くまでが最も困難であり、一度光導波路11のコア11a内に光が導入でき、光導波路11のコア11a内に伝搬している光の光強度をモニターできるようになりさえすれば、精密な光軸調整はさほど難しくはない。   Further, in this state, since the optical axis is only roughly adjusted, the optical axis is precisely adjusted in the x, y, and z axis directions while monitoring the light intensity of the light propagating in the core 11a of the optical waveguide 11. Then, the optical axis adjustment is finished at the point where the maximum light intensity is obtained. For precise axis adjustment, the optical fiber 10 is installed on a stage operable in the x, y, and z axis directions, the light intensity of light propagating in the core 11a of the optical waveguide 11 is monitored, and the light intensity is monitored. It is also possible to perform automatic and precise optical axis adjustment using a computer so that it stops at the position where the maximum value is reached. Therefore, it is most difficult to guide the light into the core 11a of the optical waveguide 11, and light can be introduced into the core 11a of the optical waveguide 11 once. The light intensity of the light propagating into the core 11a of the optical waveguide 11 As long as it becomes possible to monitor, precise optical axis adjustment is not so difficult.

しかし、上述した従来の光軸調整方法においては、x,y,z軸方向のうち、x,z軸方向については光導波路11のコア11a内に伝搬している光強度をモニターすることなく目視でおおよその位置に光ファイバー10を動かすことができ、少なくともy軸方向についてのみ光導波路11のコア11a内を伝搬している光の光強度をモニターして光導波路11のコア11a内に光を導入すればよいので、簡便な方法ではある。   However, in the conventional optical axis adjustment method described above, the x and z axis directions out of the x, y, and z axis directions are visually observed without monitoring the light intensity propagating in the core 11a of the optical waveguide 11. The optical fiber 10 can be moved to an approximate position, and the light intensity of light propagating in the core 11a of the optical waveguide 11 is monitored at least in the y-axis direction, and light is introduced into the core 11a of the optical waveguide 11. This is a simple method.

図7は、従来のレンズを介して導波路に光結合を得る光軸調整方法を示した図である。
ここで、図7(a)は光軸調整前の状態を示した図、図7(b)は光軸調整後の状態を示した図である。なお、基板水平方向であるx軸方向、基板垂直方向であるy軸方向及び導波路内を伝搬する光の伝搬方向であるz軸方向は、図7中に示すように規定するものとする。また、図7中、破線は光の行路を示しているが、実際には目視することはできない。
FIG. 7 is a diagram showing an optical axis adjustment method for obtaining optical coupling in a waveguide through a conventional lens.
Here, FIG. 7A is a diagram showing a state before the optical axis adjustment, and FIG. 7B is a diagram showing a state after the optical axis adjustment. Note that the x-axis direction which is the horizontal direction of the substrate, the y-axis direction which is the vertical direction of the substrate, and the z-axis direction which is the propagation direction of light propagating in the waveguide are defined as shown in FIG. In FIG. 7, the broken line indicates the path of light, but it cannot be visually observed.

レンズを介して導波路に光結合を得る場合、用いるレンズのフォーカス距離にもよるが、多くの場合、顕微鏡を用いて光導波路11の端面を上方より観測しても、レンズと光導波路11の端面を同じ視野内にとらえることができない。また、フォーカス点f(図7中、ビームウエストの位置)は、基本的には分からない。   When optical coupling is obtained in the waveguide through the lens, depending on the focus distance of the lens used, in many cases, even if the end surface of the optical waveguide 11 is observed from above using a microscope, the lens and the optical waveguide 11 The end face cannot be captured within the same field of view. Further, the focus point f (the position of the beam waist in FIG. 7) is basically unknown.

このため、図7(a)に示した状態から図7(b)に示した状態になるまで光導波路11内に伝搬している光の光強度をモニターしながら適当にレンズを動かし、光導波路11に光が導入される点をひたすら探すしかない。一度光導波路11のコア11a内に光を導くことができれば、自動光軸調整等を用いることもできるが、光導波路11のコア11a内に光を導入するまでの作業は、かなり熟練の技を要する作業となる。   Therefore, the lens is appropriately moved while monitoring the light intensity of the light propagating in the optical waveguide 11 from the state shown in FIG. 7A to the state shown in FIG. There is no choice but to search for the point where light is introduced into 11. Once the light can be guided into the core 11a of the optical waveguide 11, automatic optical axis adjustment or the like can be used. However, the work up to the introduction of the light into the core 11a of the optical waveguide 11 requires considerably skill. It is a necessary work.

つまり、上述した従来の光ファイバー10と光導波路11の突き合わせの場合の光軸調整の場合には、3軸のうち2軸は目視で大まかな光軸調整を行うことができていたが、従来のレンズを介して光導波路11に光結合を得る光軸調整方法の場合には、目視で光軸調整を行うことが全くできないのである。よって、レンズを介した光軸調整は、目視で光軸調整することがきる光ファイバー10等の位置合わせよりも光軸調整に多くの時間を要する。これにより、スループットが低下することが課題となっている。   That is, in the case of the optical axis adjustment in the case of the above-described conventional optical fiber 10 and optical waveguide 11 butting, two of the three axes were able to perform rough optical axis adjustment visually. In the case of an optical axis adjustment method for obtaining optical coupling to the optical waveguide 11 through a lens, the optical axis adjustment cannot be performed at all by visual observation. Therefore, the optical axis adjustment through the lens requires more time for the optical axis adjustment than the alignment of the optical fiber 10 or the like that can be visually adjusted. As a result, the problem is that throughput is reduced.

S.M.Csutak、外2名、“CMOS‐Compatible Planar Silicon Waveguide‐Grating‐Coupler Photodetectors Fabricated on Silicon‐on‐Insulator (SOI) Substrates”、IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS、VOL.38、NO.5、2002年5月、p.477−480S. M.M. Csutak, 2 others, “CMOS-Compatible Planar Silicon Waveforme-Grating-Coupler Photodetectors Fabricated on Silicon-on-Insulator (SOI) SUBIC. 38, NO. 5, May 2002, p. 477-480

上述したように、レンズを介して光導波路11に光結合を得る場合、光導波路11のコア11a内に光を導入し、光導波路11のコア11a内を伝搬している光の光強度をモニターできるまで時間がかかり、これにより、スループットが低下してしまうという課題があった。   As described above, when optical coupling is obtained in the optical waveguide 11 via the lens, light is introduced into the core 11a of the optical waveguide 11 and the light intensity of the light propagating through the core 11a of the optical waveguide 11 is monitored. There was a problem that it took time until it was completed, and this caused a decrease in throughput.

以上のことから、本発明は、目視により容易に光軸調整を行うことができる光導波路及び光軸調整方法を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide an optical waveguide and an optical axis adjustment method capable of easily adjusting the optical axis visually.

上記の課題を解決するための第1の発明に係る光導波路は、
光を伝搬する導波路と、
前記導波路の基板水平方向の側方のうち少なくとも一方に配置される光を伝搬するスラブ導波路と、
前記スラブ導波路内に該スラブ導波路の端面からそれぞれ異なる距離で2列以上形成され基板垂直方向に光の光路を変換する光路変換手段と
を備える
ことを特徴とする。
The optical waveguide according to the first invention for solving the above-mentioned problems is
A waveguide that propagates light;
A slab waveguide that propagates light disposed on at least one side of the waveguide in the horizontal direction of the substrate;
Two or more rows are formed in the slab waveguide at different distances from the end face of the slab waveguide, and optical path conversion means for converting the optical path of light in the direction perpendicular to the substrate is provided.

上記の課題を解決するための第2の発明に係る光軸調整方法は、
光を伝搬する導波路と、
前記導波路の基板水平方向の側方のうち少なくとも一方に配置される光を伝搬するスラブ導波路と、
前記スラブ導波路内に該スラブ導波路の端面からそれぞれ異なる距離で2列以上形成され基板垂直方向に光の光路を変換する光路変換手段と
を備える光導波路において、
前記導波路の端面の側方にレンズを配置し、
前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測しながら、前記レンズを基板垂直方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を基板垂直方向に移動させ、前記光路変換手段により光路を変換された光の光強度が最も強くなる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする。
An optical axis adjustment method according to a second invention for solving the above-described problem is as follows.
A waveguide that propagates light;
A slab waveguide that propagates light disposed on at least one side of the waveguide in the horizontal direction of the substrate;
In the optical waveguide comprising two or more rows formed at different distances from the end face of the slab waveguide in the slab waveguide, and optical path conversion means for converting the optical path of the light in the substrate vertical direction,
A lens is arranged on the side of the end face of the waveguide,
While observing the light whose optical path has been converted by the optical path conversion means from the vertical direction of the substrate, the focus point of the lens is moved in the vertical direction of the substrate by moving the lens in the vertical direction of the substrate, and the optical path by the optical path conversion means The movement of the lens is stopped at a position where the light intensity of the converted light becomes the strongest.

上記の課題を解決するための第3の発明に係る光軸調整方法は、第2の発明に係る光軸調整方法において、
さらに、前記レンズを前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させながら、前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測し、前記光路変換手段の明るくなる個数が最も少なくなる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする。
An optical axis adjustment method according to a third aspect of the present invention for solving the above problem is the optical axis adjustment method according to the second aspect of the invention,
Further, by moving the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide, the optical path is changed by the optical path converting means while moving the focus point of the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide. The converted light is observed from the vertical direction of the substrate, and the movement of the lens is stopped at a position where the number of light path changing means that becomes brightest is minimized.

上記の課題を解決するための第4の発明に係る光軸調整方法は、第2の発明に係る光軸調整方法において、
さらに、前記レンズを前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させながら、前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測し、前記導波路端面から数えて1列目の前記光路変換手段の明るくなる個数と、前記導波路端面から数えて2列目以降の前記光路変換手段の明るくなる個数との比が最大となる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする。
An optical axis adjustment method according to a fourth aspect of the present invention for solving the above problem is the optical axis adjustment method according to the second aspect of the invention,
Further, by moving the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide, the optical path is changed by the optical path converting means while moving the focus point of the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide. The converted light is observed from the direction perpendicular to the substrate, and the number of the light path conversion means in the first row counted from the end face of the waveguide becomes bright, and the number of the light path conversion means in the second and subsequent rows counted from the end face of the waveguide. The movement of the lens is stopped at a position where the ratio to the number of brightening is maximized.

上記の課題を解決するための第5の発明に係る光軸調整方法は、第3の発明又は第4発明に係る光軸調整方法において、
さらに、前記レンズを基板水平方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を基板水平方向に移動させながら、前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測し、前記光路変換手段の明るくなる個数が最も少なくなる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする。
An optical axis adjustment method according to a fifth aspect of the present invention for solving the above problem is the optical axis adjustment method according to the third aspect or the fourth aspect of the invention,
Further, by moving the lens in the horizontal direction of the substrate and moving the focus point of the lens in the horizontal direction of the substrate, the light whose optical path has been converted by the optical path conversion unit is observed from the vertical direction of the substrate, and the optical path conversion unit The movement of the lens is stopped at a position where the number of brightening elements becomes the smallest.

本発明によれば、目視により容易に光軸調整を行うことができる光導波路及び光軸調整方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical waveguide and optical axis adjustment method which can perform an optical axis adjustment easily visually can be provided.

本発明の第1の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法を示した図である。It is the figure which showed the optical waveguide and optical axis adjustment method which concern on the 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法を示した図である。It is the figure which showed the optical waveguide and optical axis adjustment method which concern on 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法を示した図である。It is the figure which showed the optical waveguide and optical axis adjustment method which concern on the 3rd Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法における光導波路の上方へ光の光路を変換する種々の構造を示した図である。It is the figure which showed the various structures which change the optical path of the light to the upper direction of the optical waveguide in the optical waveguide and optical axis adjustment method which concern on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法における円形のマイクロミラー構造を形成する方法を示した図である。It is the figure which showed the method of forming the circular micromirror structure in the optical waveguide and optical-axis adjustment method which concern on 1st Example of this invention. 従来の光ファイバーと導波路の突き合わせの場合の光軸調整方法を示した図である。It is the figure which showed the optical axis adjustment method in the case of the matching of the conventional optical fiber and waveguide. 従来のレンズを介して導波路に光結合を得る光軸調整方法を示した図である。It is the figure which showed the optical axis adjustment method which obtains optical coupling to a waveguide via the conventional lens.

以下、本発明に係る光導波路及び光軸調整方法を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out an optical waveguide and an optical axis adjusting method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

以下、本発明に係る光導波路及び光軸調整方法の第1の実施例について説明する。
本実施例に係る光導波路及び光軸調整方法においては、光を導波する導波路と、導波路の基板水平方向の側方のうち少なくとも一方に配置される光を導波するスラブ導波路と、スラブ導波路内にこのスラブ導波路の端面からそれぞれ異なる距離で2列以上形成され基板垂直方向に光の光路を変換する光路変換手段とを備える光導波路において、導波路の端面の側方にレンズを配置し、光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測しながら、レンズを基板垂直方向に移動させることによりこのレンズのフォーカス点を基板垂直方向に移動させ、光路変換手段により光路を変換された光の光強度が最も強くなる位置でレンズの移動を停止することを特徴とする。
Hereinafter, a first embodiment of the optical waveguide and the optical axis adjusting method according to the present invention will be described.
In the optical waveguide and the optical axis adjustment method according to the present embodiment, a waveguide for guiding light, and a slab waveguide for guiding light disposed on at least one side of the waveguide in the horizontal direction of the substrate, In the optical waveguide comprising two or more rows formed in the slab waveguide at different distances from the end face of the slab waveguide and having optical path conversion means for converting the optical path of the light in the direction perpendicular to the substrate, on the side of the end face of the waveguide By locating the lens and moving the lens in the vertical direction of the substrate while observing the light whose optical path has been converted by the optical path conversion means from the vertical direction of the substrate, the focus point of this lens is moved in the vertical direction of the substrate, thereby changing the optical path The movement of the lens is stopped at a position where the light intensity of the light whose light path has been converted by the above becomes the strongest.

図1は、本発明の第1の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法を示した図である。
ここで、図1(a)は光軸調整を実施する前の状態を示した図、図1(b)は光軸調整を実施した後の状態を示した図である。なお、基板水平方向であるx軸方向、基板垂直方向であるy軸方向及び導波路内を伝搬する光の伝搬方向であるz軸方向は、図1中に示すように規定するものとする。また、図1中、破線は光の行路を示しているが、実際には目視することはできない。
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical waveguide and an optical axis adjusting method according to a first embodiment of the present invention.
Here, FIG. 1A is a diagram illustrating a state before the optical axis adjustment is performed, and FIG. 1B is a diagram illustrating a state after the optical axis adjustment is performed. Note that the x-axis direction that is the horizontal direction of the substrate, the y-axis direction that is the vertical direction of the substrate, and the z-axis direction that is the propagation direction of light propagating in the waveguide are defined as shown in FIG. Moreover, although the broken line in FIG. 1 shows the path of light, it cannot actually be visually observed.

また、図1(a)においては、光軸調整を実施する前のフォーカス点fは、z軸方向における導波路1の端面よりもレンズ寄り、導波路1よりも上方に存在する場合について示しているが、z軸方向における導波路1の端面よりも導波路1の内部側にあっても、また、導波路1よりも下方に存在する場合であっても、光軸調整の手順は同様である。   FIG. 1A shows a case where the focus point f before the optical axis adjustment is closer to the lens than the end face of the waveguide 1 in the z-axis direction and exists above the waveguide 1. However, the procedure for adjusting the optical axis is the same whether it is on the inner side of the waveguide 1 with respect to the end face of the waveguide 1 in the z-axis direction or on the lower side of the waveguide 1. is there.

図1(a)に示すように、本実施例に係る光導波路は、光を導波する導波路1のコア2と、導波路1のコア2の側方に配置される導波路1のクラッド3と、導波路1のx軸方向の側方に配置され導波路1のy軸方向における高さと同じの高さのスラブ導波路4とを備えている。なお、本実施例においては、スラブ導波路4は導波路1のx軸方向の両方の側方に配置しているが、スラブ導波路4は導波路1のx軸方向の少なくとも一方の側方に配置することとしてもよい。   As shown in FIG. 1A, the optical waveguide according to this embodiment includes a core 2 of a waveguide 1 that guides light, and a cladding of the waveguide 1 that is disposed on the side of the core 2 of the waveguide 1. 3 and a slab waveguide 4 which is disposed on the side of the waveguide 1 in the x-axis direction and has the same height as the height of the waveguide 1 in the y-axis direction. In this embodiment, the slab waveguide 4 is disposed on both sides of the waveguide 1 in the x-axis direction. However, the slab waveguide 4 is at least one side of the waveguide 1 in the x-axis direction. It is good also as arrange | positioning.

スラブ導波路4には、スラブ導波路4のz軸方向の端面から1μm離れた箇所に1辺が2μmの四角の凹部であるピットが2μmピッチでx軸方向に列状に多数配置されている。本実施例においては、このピットを前列ピット5と呼ぶこととする。この前列ピット5は、スラブ導波路4の上方、すなわち、光導波路の上方へ光の光路を変更する構造として機能する。   In the slab waveguide 4, a large number of pits that are square recesses each having a side of 2 μm are arranged in a row in the x-axis direction at a pitch of 2 μm at a location 1 μm away from the end surface in the z-axis direction of the slab waveguide 4. . In this embodiment, this pit is referred to as the front row pit 5. This front row pit 5 functions as a structure for changing the optical path of light above the slab waveguide 4, that is, above the optical waveguide.

また、スラブ導波路4には、スラブ導波路4のz軸方向の端面から50μm離れた箇所に、前列ピット5が配置されたx軸方向における位置とずらした状態で、同じく1辺が2μmの四角の凹部であるピットがx軸方向に2μmピッチでx軸方向に列状に多数配置されている。本実施例においては、このピットを後列ピット6と呼ぶこととする。この後列ピット6は、光導波路の上方へ光の光路を変更する構造として機能する。   Also, the slab waveguide 4 has a side that is 2 μm in the same manner in a state shifted from the position in the x-axis direction in which the front row pits 5 are arranged at a position 50 μm away from the end surface in the z-axis direction of the slab waveguide 4 A large number of square pits, which are concave portions, are arranged in rows in the x-axis direction at a pitch of 2 μm in the x-axis direction. In this embodiment, this pit is referred to as a rear row pit 6. This rear row pit 6 functions as a structure for changing the optical path of the light above the optical waveguide.

本実施例においては、前列ピット5及び後列ピット6として、四角の形状の凹部を配置したが、光導波路の上方から光を観測できさえすればよいため、丸や三角やその他の形状の凹部であってもよく、形状はサイズを含め任意に設定することができる。また、本実施例においては、前列ピット5及び後列ピット6を配置するピッチは等間隔としたが、ランダムの間隔に配置することも可能である。   In this embodiment, square-shaped concave portions are arranged as the front row pits 5 and the rear row pits 6, but it is only necessary to observe light from above the optical waveguide. The shape may be arbitrarily set including the size. Further, in this embodiment, the pitches for arranging the front row pits 5 and the rear row pits 6 are set at equal intervals, but can also be arranged at random intervals.

また、本実施例においては、光導波路を形成する際に、同時に前列ピット5及び後列ピット6をエッチングにより形成した。このため、前列ピット5及び後列ピット6は垂直性のよい形状となっている。なお、本実施例に係る光導波路は、断面構造において斜面を有する構造であっても、斜面が光が入射されてくる端面側を向いており、ミラーとして動作する構造であればよい。   In this embodiment, when the optical waveguide is formed, the front row pits 5 and the rear row pits 6 are simultaneously formed by etching. For this reason, the front row pits 5 and the rear row pits 6 have good vertical shapes. Note that the optical waveguide according to the present embodiment may be a structure having a slope in the cross-sectional structure as long as the slope faces the end face side where light is incident and operates as a mirror.

また、本実施例においては、光導波路には、InGaAPからなるコア2をInP基板上に形成した埋め込み型導波路を用いた。また、本実施例においては、コア2の幅は2μmとし、コア2の厚さは0.4μmとし、前列ピット5及び後列ピット6の深さはコア2の厚さよりも十分に深くなるようにした。   In this embodiment, an embedded waveguide in which a core 2 made of InGaAP is formed on an InP substrate is used as the optical waveguide. In this embodiment, the width of the core 2 is 2 μm, the thickness of the core 2 is 0.4 μm, and the depths of the front row pits 5 and the rear row pits 6 are sufficiently deeper than the thickness of the core 2. did.

また、本実施例においては、波長が1.55μmの光源を使用し、光導波路の上方から光導波路の上方へ光の光路を変更する構造である前列ピット5及び後列ピット6を近赤外まで感度のあるカメラにて撮影し、撮影した画像を確認しながら光軸調整を行った。   In this embodiment, a light source having a wavelength of 1.55 μm is used, and the front row pit 5 and the rear row pit 6 having a structure for changing the optical path of light from the upper side of the optical waveguide to the upper side of the optical waveguide are extended to the near infrared. The photo was taken with a sensitive camera, and the optical axis was adjusted while checking the taken image.

図1(a)に示すように、y軸方向の光軸調整が大きくずれていると、光は光導波路の上方へ出てこない。そこで、y軸方向にフォーカス点fを動かし、フォーカス点fがy軸方向におけるスラブ導波路4の端面の位置に近くなってくると、スラブ導波路4内に徐々に光が結合するようになり、z軸方向におけるスラブ導波路4の端面より入射する光の広がり角に応じて、図1(b)に示すように、光の広がり角内の前列ピット5及び後列ピット6が明るくなる。   As shown in FIG. 1A, when the optical axis adjustment in the y-axis direction is greatly deviated, light does not come out above the optical waveguide. Therefore, when the focus point f is moved in the y-axis direction and the focus point f approaches the position of the end face of the slab waveguide 4 in the y-axis direction, light gradually couples into the slab waveguide 4. In accordance with the spread angle of light incident from the end face of the slab waveguide 4 in the z-axis direction, the front row pits 5 and the rear row pits 6 within the light spread angle become bright as shown in FIG.

そして、y軸方向におけるコア2の位置とフォーカス点fの位置とが一致したとき、スラブ導波路4内に伝搬する光の光強度が最も強くなり、前列ピット5及び後列ピット6より観測される光の光強度も最も強くなる。   When the position of the core 2 and the position of the focus point f in the y-axis direction coincide with each other, the light intensity of the light propagating in the slab waveguide 4 becomes the strongest and is observed from the front row pit 5 and the rear row pit 6. The light intensity is the strongest.

ところで、前列ピット5は、スラブ導波路4内のz軸方向におけるスラブ導波路4の端面近くに配置してあるため、y軸方向におけるコア2の位置とフォーカス点fの位置とが一致しない場合にも明るくなることがあり、y軸方向におけるコア2の位置とフォーカス点fの位置とが一致したかどうかわからない場合がある。   By the way, since the front row pits 5 are arranged near the end face of the slab waveguide 4 in the z-axis direction in the slab waveguide 4, the position of the core 2 and the position of the focus point f in the y-axis direction do not coincide with each other. The position of the core 2 in the y-axis direction and the position of the focus point f may not be known.

しかし、後列ピット6は、スラブ導波路4内のz軸方向におけるスラブ導波路4の端面から遠くに配置してあるため、スラブ導波路4内に光が伝搬されていない場合には明るくなりにくい。このため、迷光により前列ピット5が明るくなってしまい、y軸方向におけるコア2の位置とフォーカス点fの位置とが一致しているかどうか判別しにくくなるのを防ぐため、ピットは2列以上配置することとする。   However, since the rear pit 6 is arranged far from the end face of the slab waveguide 4 in the z-axis direction in the slab waveguide 4, it is difficult to become bright when light is not propagated in the slab waveguide 4. . Therefore, in order to prevent stray light from brightening the front row pits 5 and making it difficult to determine whether the position of the core 2 and the position of the focus point f in the y-axis direction coincide with each other, the pits are arranged in two or more rows. I decided to.

さらに、本実施例においては、後列ピット6は、スラブ導波路4内のz軸方向におけるスラブ導波路4の端面から50μmのところに配置したが、例えば100μmのところに配置してもよく、z軸方向におけるスラブ導波路4の端面からの距離が遠い場合は、スラブ導波路4内を光が伝搬していなければ、後列ピット6へ光は到達しないため、y軸方向におけるコア2の位置とフォーカス点fの位置とが一致しているかどうか判別しやすくすることができる。   Further, in the present embodiment, the rear pit 6 is disposed at a position 50 μm from the end face of the slab waveguide 4 in the z-axis direction in the slab waveguide 4, but may be disposed at a position of 100 μm, for example, z When the distance from the end face of the slab waveguide 4 in the axial direction is far, the light does not reach the rear pit 6 unless the light propagates through the slab waveguide 4. Therefore, the position of the core 2 in the y-axis direction It can be easily determined whether or not the position of the focus point f coincides.

また、本実施例においては、光導波路の上方へ光の光路を変換する構造として、ピットに当って散乱した光を光導波路の上方から観測する構造を用いたが、この他にも、マイクロミラーやグレーティング等を用いて光導波路の上方へ光の光路を変換する構造を形成した場合であっても、本実施例に係るピットと同様の作用が得られることを確認している。   In this embodiment, as the structure for converting the optical path of the light above the optical waveguide, a structure for observing the light scattered by hitting the pits from above the optical waveguide is used. It has been confirmed that the same action as that of the pits according to the present embodiment can be obtained even when a structure for converting the optical path of light to the upper side of the optical waveguide is formed by using a grating or a grating.

ここで、四角の凹部で形成したピット以外の光導波路の上方へ光の光路を変換する種々の構造について説明する。
図4は、本発明の第1の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法における光導波路の上方へ光の光路を変換する種々の構造を示した図である。
ここで、図4(a)は四角の凹部で形成したピットを示した図、図4(b)は円形のマイクロミラー構造を示した図、図4(c)は斜め方向からのドライエッチングを利用して形成したマイクロミラー構造を示した図、図4(d)はグレーティングを利用したグレーティング構造を示した図である。
Here, various structures for converting the optical path of light upward of the optical waveguide other than the pits formed by the square recesses will be described.
FIG. 4 is a diagram showing various structures for converting the optical path of light upward of the optical waveguide in the optical waveguide and optical axis adjusting method according to the first embodiment of the present invention.
Here, FIG. 4A shows a pit formed by a square recess, FIG. 4B shows a circular micromirror structure, and FIG. 4C shows dry etching from an oblique direction. FIG. 4D is a diagram showing a micromirror structure formed by using the grating, and FIG. 4D is a diagram showing a grating structure using a grating.

はじめに、マイクロミラー構造は、数々の構造が既に知られており、どのような構造であっても実現は可能であるが、光軸調整の精度を上げるにはより小型なものが好ましい。
図5は、本発明の第1の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法における円形のマイクロミラー構造を形成する方法を示した図である。
ここで、図5(a)は穴が形成されたマスクが施されたスラブ導波路、図5(b)はウェットエッチングを施した穴が形成されたマスクが施されたスラブ導波路を示した図である。
First, a number of structures are already known as the micromirror structure, and any structure can be realized, but a smaller one is preferable for improving the accuracy of optical axis adjustment.
FIG. 5 is a view showing a method of forming a circular micromirror structure in the optical waveguide and optical axis adjusting method according to the first embodiment of the present invention.
Here, FIG. 5A shows a slab waveguide provided with a mask in which holes are formed, and FIG. 5B shows a slab waveguide provided with a mask in which holes subjected to wet etching are formed. FIG.

図5(a)に示すように、スラブ導波路4に穴が形成されたマスク7を施した上で、図5(b)に示すように、ウェットエッチングにより、マスク7に形成された穴8よりスラブ導波路4に曲面9をエッチングする。そして、曲面9をマイクロミラーとして利用する。その他にも、図4(c)に示すように、斜め方向からのドライエッチングを利用して形成したマイクロミラー構造などが考えられる。なお、図4(c)には、スラブ導波路4の垂直方向から角度θ°傾斜したマイクロミラー構造の例を示している。   As shown in FIG. 5 (a), a hole 7 formed in the mask 7 is formed by wet etching as shown in FIG. 5 (b) after a mask 7 having holes formed in the slab waveguide 4 is applied. Further, the curved surface 9 is etched in the slab waveguide 4. The curved surface 9 is used as a micromirror. In addition, as shown in FIG. 4C, a micromirror structure formed by using dry etching from an oblique direction is conceivable. FIG. 4C shows an example of a micromirror structure inclined by an angle θ ° from the vertical direction of the slab waveguide 4.

次に、グレーティング構造であるが、四角の凹部で形成したピットの替わりに、一まとまりのグレーティング構造を配置することにより同様に光軸調整を行うことが可能である。導波路上のグレーティング構造は、光導波路の上面から光を出し入れするための構造として古くから知られている。   Next, regarding the grating structure, it is possible to adjust the optical axis in the same manner by arranging a group of grating structures instead of pits formed by square recesses. The grating structure on the waveguide has long been known as a structure for taking light in and out from the upper surface of the optical waveguide.

例えば、上記非特許文献1に開示される1次元のグレーティングが考えられ、光導波路の材料によって、グレーティング構造のピッチや深さ等の設計が適宜必要ではあるが、簡便な構造で光を光導波路の上面に出すことができる。   For example, the one-dimensional grating disclosed in Non-Patent Document 1 is conceivable. Depending on the material of the optical waveguide, it is necessary to appropriately design the pitch, depth, etc. of the grating structure. Can be put on the top surface.

また、上記非特許文献1においては、シリコン‐オン‐インシュレーター(SOI)の光導波路の場合が開示されているが、石英、ポリマー、化合物半導体等の他の材料でも同様の構造が多く知られており、四角の凹部で形成したピットの替わりに用いることが可能である。   In the above-mentioned Non-Patent Document 1, the case of a silicon-on-insulator (SOI) optical waveguide is disclosed, but many similar structures are known for other materials such as quartz, polymer, and compound semiconductor. Therefore, it can be used in place of a pit formed by a square recess.

なお、本実施例においては、人の目による目視により光軸調整を実施したが、カメラとコンピュターを用い画像認識技術を利用することで、自動的にy軸方向の光軸調整を実施することも可能である。   In this embodiment, the optical axis adjustment is performed by visual observation with the human eye, but the optical axis adjustment in the y-axis direction is automatically performed by using an image recognition technology using a camera and a computer. Is also possible.

以上のように、本実施例によれば、目視のみでy軸方向の光軸調整を行うことができる。これにより、コア2を伝搬する光の光強度のみを頼りに光軸調整する従来の方法よりも高速に光軸調整を実施することができ、スループットを向上することができる。したがって、実装コストを削減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the optical axis adjustment in the y-axis direction can be performed only by visual observation. Thereby, the optical axis adjustment can be performed at a higher speed than the conventional method of adjusting the optical axis by relying only on the light intensity of the light propagating through the core 2, and the throughput can be improved. Therefore, the mounting cost can be reduced.

また、従来の光導波路の上方から目視で光軸調整を実施する方法においては、導波路1内に光導波路の上方へ光の光路を変換する構造が形成されてはいるものの、導波路1内に光が導かれてはじめて光導波路の上方へ光の光路を変換することが可能となるため、導波路1内に光が導かれていない状態では全く機能しなかった。しかし、本実施例に係る光導波路及び光軸調整方法によれば、粗い光軸調整の段階から、フォーカス点fの位置の情報を可視化することができるため、簡便な光軸調整を提供することができる。   Further, in the conventional method of visually adjusting the optical axis from above the optical waveguide, a structure for converting the optical path of light upward in the optical waveguide is formed in the waveguide 1. Since it is possible to convert the optical path of the light to the upper side of the optical waveguide only after the light is guided to the optical waveguide, it does not function at all in a state where the light is not guided into the waveguide 1. However, according to the optical waveguide and the optical axis adjustment method according to the present embodiment, the information on the position of the focus point f can be visualized from the stage of the coarse optical axis adjustment, so that simple optical axis adjustment is provided. Can do.

以下、本発明に係る光導波路及び光軸調整方法の第2の実施例について説明する。
本実施例に係る光導波路及び光軸調整方法は、第1の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法において、さらに、z軸方向、すなわち、導波路1内を伝搬する光の伝搬方向の光軸調整を実施することを特徴とする。
Hereinafter, a second embodiment of the optical waveguide and the optical axis adjusting method according to the present invention will be described.
The optical waveguide and the optical axis adjustment method according to the present embodiment are the same as those in the optical waveguide and the optical axis adjustment method according to the first embodiment, in the z-axis direction, that is, the propagation direction of light propagating in the waveguide 1. The optical axis adjustment is performed.

図2は、本発明の第2の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法を示した図である。
ここで、図2(a)は図1(b)の状態からフォーカス点fをやや導波路1側に動かした状態を示した図、図2(b)は図2(a)の状態からフォーカス点fをさらに導波路1側に動かした状態を示した図である。なお、基板水平方向であるx軸方向、基板垂直方向であるy軸方向及び導波路内を伝搬する光の伝搬方向であるz軸方向は、図2中に示すように規定するものとする。また、図2中、破線は光の行路を示しているが、実際には目視することはできない。
FIG. 2 is a diagram showing an optical waveguide and an optical axis adjusting method according to the second embodiment of the present invention.
Here, FIG. 2A is a diagram showing a state in which the focus point f is moved slightly toward the waveguide 1 from the state of FIG. 1B, and FIG. 2B is a focus from the state of FIG. It is the figure which showed the state which moved the point f further to the waveguide 1 side. Note that the x-axis direction which is the horizontal direction of the substrate, the y-axis direction which is the vertical direction of the substrate, and the z-axis direction which is the propagation direction of light propagating in the waveguide are defined as shown in FIG. In FIG. 2, the broken line indicates the path of light, but it cannot be visually observed.

また、本実施例においては、y軸方向の光軸調整は、第1の実施例に係る光軸調整方法、又は、従来の光軸調整方法であるコア2内を伝搬する光の光強度をモニターして光軸調整する方法により完了しているものとする。   In this embodiment, the optical axis adjustment in the y-axis direction is performed by changing the light intensity of light propagating in the core 2 which is the optical axis adjustment method according to the first embodiment or the conventional optical axis adjustment method. It is assumed that it has been completed by the method of monitoring and adjusting the optical axis.

図2(a)に示すように、y軸方向の光軸調整が完了した状態で、フォーカス点fをz軸方向に動かすと、明るくなった前列ピット5の個数が減少する。そして、図2(b)に示すように、フォーカス点fでのビームウエストが前列ピット5よりも小さい又は同等の大きさであって、フォーカス点fが前列ピット5にちょうど合った場合、前列ピット5のうち一つだけが明るい状態となる。   As shown in FIG. 2A, when the focus point f is moved in the z-axis direction in the state where the optical axis adjustment in the y-axis direction is completed, the number of front row pits 5 that are brightened decreases. As shown in FIG. 2B, when the beam waist at the focus point f is smaller than or equal to the front row pit 5 and the focus point f just matches the front row pit 5, Only one of the five is bright.

また、前列ピット5のサイズやピッチによっては、フォーカス点fが前列ピット5間に合う、すなわち、光が前列ピット5に全く当たらない場合がある。この場合、明るくなった前列ピット5はなくなるが、後列ピット6が明るい状態のままであれば、y軸方向の光軸は合っていることを確認することができる。   Further, depending on the size and pitch of the front row pit 5, the focus point f may be between the front row pits 5, that is, light may not hit the front row pits 5 at all. In this case, the front row pit 5 that has become bright disappears, but if the rear row pit 6 remains in a bright state, it can be confirmed that the optical axes in the y-axis direction are aligned.

なお、後列ピット6がない場合、光が前列ピット5に全く当たらないときには、y軸方向の光軸が合っていないかどうか判別することが困難となるため、y軸方向の光軸が合っていても、フォーカス点fを適当に動かしてしまうこととなる。   If there is no rear row pit 6 and no light hits the front row pit 5, it is difficult to determine whether the optical axis in the y-axis direction is correct, so the optical axis in the y-axis direction is correct. However, the focus point f is moved appropriately.

これに対し、後列ピット6がある場合、後列ピット6によりy軸方向の光軸が合っていることが確認できるため、y軸方向を誤って動かすことを防ぐことができる。また、このような場合には、フォーカス点fをややx軸方向に動かして前列ピット5に光が当たるようにすることで、簡便に光軸調整をおこなうことができる。   On the other hand, when the rear pit 6 is present, it can be confirmed that the optical axis in the y-axis direction is aligned with the rear pit 6, so that it is possible to prevent the y-axis direction from being moved by mistake. In such a case, the optical axis can be easily adjusted by moving the focus point f slightly in the x-axis direction so that light strikes the front row pits 5.

また、ビームウエスト又はピットのサイズによっては、前列ピット5が複数個明るくなる場合があるが、この場合でも明るい前列ピット5の個数が最少になるようにz軸方向にフォーカス点fを動かすことで光軸調整を行えばよい。   Depending on the size of the beam waist or pit, a plurality of front row pits 5 may be brightened. Even in this case, the focus point f is moved in the z-axis direction so that the number of bright front row pits 5 is minimized. The optical axis may be adjusted.

さらに、図2(b)に示している状態よりも、前列ピット5から離れる方向にフォーカス点fが動くと、明るい前列ピット5の個数が再度増えて行くこととなる。このとき、本来、フォーカス点fを合わせたいコア2のx軸方向における端面よりも、コア2のやや内側にフォーカス点fを合わせることになる。しかし、この時点では粗い光軸調整ができれば十分であり、後程、コア2を伝搬する光の光強度をモニターして精密な光軸調整を行うことにより修正されるので問題にはない。   Further, when the focus point f moves in a direction away from the front row pit 5 than in the state shown in FIG. 2B, the number of bright front row pits 5 increases again. At this time, the focus point f is set slightly inward of the core 2 from the end surface in the x-axis direction of the core 2 where the focus point f is to be originally set. However, at this point, it is sufficient if a rough optical axis adjustment is possible, and this is not a problem since it is corrected by monitoring the light intensity of light propagating through the core 2 and performing a precise optical axis adjustment later.

なお、y軸方向の光軸調整においては、スラブ導波路4内にピットが形成されていることが望ましい。なぜならば、導波路1内にピットが形成されている場合、コア2を伝搬している光でピットが明るくなることを確認することで、はじめてy軸方向の光軸調整を行うことができるからである。しかし、z軸方向の光軸調整においては、必ずしもスラブ導波路4内にピットを形成する必要はない。また、y軸方向の光軸が合っている状態であれば、スラブ導波路4を形成せずに、凸形状で形成されるピットを同様に配列してもよい。   Note that it is desirable that pits are formed in the slab waveguide 4 in the optical axis adjustment in the y-axis direction. This is because, when pits are formed in the waveguide 1, it is possible to adjust the optical axis in the y-axis direction for the first time by confirming that the pits are brightened by the light propagating through the core 2. It is. However, in the optical axis adjustment in the z-axis direction, it is not always necessary to form pits in the slab waveguide 4. If the optical axes in the y-axis direction are aligned, the pits formed in a convex shape may be similarly arranged without forming the slab waveguide 4.

また、z軸方向の光軸調整は、フォーカス点fを導波路1端面の垂直方向に移動させながら、前列ピット5及び後列ピット6により光路を変換された光を光導波路の上方より観測し、前列ピット5の明るくなる個数と、後列ピット6の明るくなる個数との比が最大となる位置で前記レンズの移動を停止するようにして行ってもよい。   The optical axis adjustment in the z-axis direction is performed by observing the light whose optical path has been converted by the front row pit 5 and the rear row pit 6 from above the optical waveguide while moving the focus point f in the direction perpendicular to the end face of the waveguide 1. The movement of the lens may be stopped at a position where the ratio between the number of brightening front row pits 5 and the number of brightening rear row pits 6 becomes maximum.

なお、ピットを3列以上形成している場合は、導波路1端面から数えて1列目のピットの明るくなる個数と、導波路1端面から数えて2列目以降のピットの明るくなる個数との比が最大となる位置で前記レンズの移動を停止するようにして行ってもよい。   When three or more pits are formed, the number of pits in the first row counted from the end face of the waveguide 1 and the number of pits in the second and subsequent rows counted from the end face of the waveguide 1 are increased. The movement of the lens may be stopped at a position where the ratio is maximum.

また、本実施例においては、人の目による目視により光軸調整を実施したが、カメラとコンピュターを用い画像認識技術を利用することで、自動的にz軸方向の光軸調整を実施することも可能である。   In this embodiment, the optical axis adjustment is performed by visual observation with the human eye. However, the optical axis adjustment in the z-axis direction is automatically performed by using an image recognition technique using a camera and a computer. Is also possible.

以上のように、本実施例によれば、目視のみでz軸方向の粗い光軸調整を行うことができる。これにより、コア2を伝搬する光の光強度のみを頼りに光軸調整する従来の方法よりも高速に光軸調整を行うことができ、スループットを向上することができる。したがって、実装コストを削減することができる。   As described above, according to the present embodiment, rough optical axis adjustment in the z-axis direction can be performed only by visual observation. As a result, the optical axis can be adjusted at higher speed than the conventional method of adjusting the optical axis by relying only on the light intensity of the light propagating through the core 2, and the throughput can be improved. Therefore, the mounting cost can be reduced.

また、ピットを2列以上形成する場合は、最前列のピットで明るいピットを失ったとしても、後列ピット6でy軸方向の光軸は合っていることを確認することができるため、誤ってy軸方向にフォーカス点fを動かしてしまうことを防ぐことができ、ピットが1列の場合よりも全体の光軸調整に要する時間を短縮することができる。   In addition, when two or more pits are formed, it is possible to confirm that the optical axis in the y-axis direction is correct in the rear row pit 6 even if a bright pit is lost in the front row pit. Moving the focus point f in the y-axis direction can be prevented, and the time required for the entire optical axis adjustment can be shortened as compared to the case where the pits are arranged in a single row.

以下、本発明に係る光導波路及び光軸調整方法の第3の実施例について説明する。
本実施例に係る光導波路及び光軸調整方法は、第2の実施例につづいて、さらに、x軸方向、すなわち、基板水平方向の光軸調整を実施することを特徴とする。
Hereinafter, a third embodiment of the optical waveguide and the optical axis adjusting method according to the present invention will be described.
The optical waveguide and the optical axis adjusting method according to the present embodiment are characterized in that the optical axis adjustment in the x-axis direction, that is, the substrate horizontal direction is further performed following the second embodiment.

図3は、本発明の第3の実施例に係る光導波路及び光軸調整方法を示した図である。
ここで、図3(a)は図2(b)の状態を示した図、図3(b)は図3(a)の状態からフォーカス点fをさらに導波路1側に動かした状態を示した図である。なお、基板水平方向であるx軸方向、基板垂直方向であるy軸方向及び導波路内を伝搬する光の伝搬方向であるz軸方向は、図3中に示すように規定するものとする。また、図3中、破線は光の行路を示しているが、実際には目視することはできない。
FIG. 3 is a diagram showing an optical waveguide and an optical axis adjusting method according to the third embodiment of the present invention.
Here, FIG. 3A shows the state of FIG. 2B, and FIG. 3B shows the state where the focus point f is further moved to the waveguide 1 side from the state of FIG. 3A. It is a figure. Note that the x-axis direction, which is the horizontal direction of the substrate, the y-axis direction, which is the vertical direction of the substrate, and the z-axis direction, which is the propagation direction of light propagating in the waveguide, are defined as shown in FIG. Moreover, although the broken line in FIG. 3 shows the path of light, it cannot actually be visually observed.

図3(a)に示すように、明るい前列ピット5の個数が最少のときにフォーカス点fをx軸方向に動かす場合、明るい前列ピット5の位置がx軸方向に動かした分順次シフトして行く。フォーカス点fが導波路1に到達すると、図3(b)に示すように、多くの光が導波路1内に導かれるため、明るい前列ピット5の個数は減少するか、又は、明るかった前列ピット5の明るさが暗くなる。   As shown in FIG. 3A, when the focus point f is moved in the x-axis direction when the number of bright front row pits 5 is minimum, the position of the bright front row pits 5 is sequentially shifted by the amount moved in the x-axis direction. go. When the focus point f reaches the waveguide 1, as shown in FIG. 3B, since a lot of light is guided into the waveguide 1, the number of bright front row pits 5 is reduced or the front row is bright. The brightness of pit 5 becomes dark.

そして、前列ピット5及び後列ピット6ともに最も暗くなった点で光軸調整を終了すれば、x軸方向の目視による光軸調整が終了する。なお、この時点において、既に導波路1内に光が導かれているので、後は、従来からある方法により精密な光軸調整を行えばよい。   When the optical axis adjustment is finished at the point where both the front row pit 5 and the rear row pit 6 are darkest, the optical axis adjustment by visual observation in the x-axis direction is finished. At this time, since the light has already been guided into the waveguide 1, the optical axis can be precisely adjusted by a conventional method.

なお、y軸方向の光軸調整においては、スラブ導波路4内にピットが形成されていることが望ましい。なぜならば、導波路1内にピットが形成されている場合、コア2を伝搬している光でピットが明るくなることを確認することで、はじめてy軸方向の光軸調整を行うことができるからである。しかし、x軸方向の光軸調整においては、必ずしもスラブ導波路4内にピットを形成する必要はない。また、y軸方向の光軸が合っている状態であれば、スラブ導波路4を形成せずに、凸形状で形成されるピットを同様に配列してもよい。   Note that it is desirable that pits are formed in the slab waveguide 4 in the optical axis adjustment in the y-axis direction. This is because, when pits are formed in the waveguide 1, it is possible to adjust the optical axis in the y-axis direction for the first time by confirming that the pits are brightened by the light propagating through the core 2. It is. However, in adjusting the optical axis in the x-axis direction, it is not always necessary to form pits in the slab waveguide 4. If the optical axes in the y-axis direction are aligned, the pits formed in a convex shape may be similarly arranged without forming the slab waveguide 4.

また、z軸方向の光軸は必ずしも第2の実施例において説明した状態になくともよく、x軸方向にフォーカス点fを動かしておおよそコア2の位置にフォーカス点fを移動させて、ピットが最も暗くなった点で光がコア2内に導かれたことを確認することができるx軸方向の粗い光軸調整を行うことができる。   Further, the optical axis in the z-axis direction is not necessarily the state described in the second embodiment, and the focus point f is moved to the position of the core 2 by moving the focus point f in the x-axis direction. Coarse optical axis adjustment in the x-axis direction that can confirm that light has been guided into the core 2 at the darkest point can be performed.

なお、本実施例においては、人の目による目視により光軸調整を実施したが、カメラとコンピュターを用い画像認識技術を利用することで、自動的にx軸方向の光軸調整を実施することも可能である。   In this embodiment, the optical axis adjustment is performed by visual observation with the human eye, but the optical axis adjustment in the x-axis direction is automatically performed by using an image recognition technology using a camera and a computer. Is also possible.

以上のように、本実施例によれば、目視のみでx軸方向の粗い光軸調整を行うことができる。これにより、コア2を伝搬する光の光強度のみを頼りに光軸調整する従来の方法よりも高速に光軸調整を行うことができ、スループットを向上することができる。したがって、実装コストを削減することができる。   As described above, according to the present embodiment, coarse optical axis adjustment in the x-axis direction can be performed only by visual observation. As a result, the optical axis can be adjusted at higher speed than the conventional method of adjusting the optical axis by relying only on the light intensity of the light propagating through the core 2, and the throughput can be improved. Therefore, the mounting cost can be reduced.

以上説明したように、第1から第3の実施例を通して行うことにより、目視だけでレンズのフォーカス点fを導波路1に合わせることができる。また、従来の方法であるコア2内を伝搬している光の光強度をモニターして光軸調整する方法においても、本発明に係る光軸調整方法を併用することで、従来に比べ高速な光軸調整を実現することができる。   As described above, by performing through the first to third embodiments, the focus point f of the lens can be adjusted to the waveguide 1 only by visual observation. Also, in the method of adjusting the optical axis by monitoring the light intensity of the light propagating in the core 2, which is a conventional method, the optical axis adjustment method according to the present invention is used in combination, so that the speed is higher than that of the conventional method. Optical axis adjustment can be realized.

本発明は、例えば、光導波路及び光軸調整方法に利用することが可能である。   The present invention can be used for, for example, an optical waveguide and an optical axis adjustment method.

1 導波路
2 コア
3 クラッド
4 スラブ導波路
5 前列ピット
6 後列ピット
7 マスク
8 穴
9 曲面
1 Waveguide 2 Core 3 Clad 4 Slab Waveguide 5 Front Row Pit 6 Back Row Pit 7 Mask 8 Hole 9 Curved Surface

Claims (5)

光を伝搬する導波路と、
前記導波路の基板水平方向の側方のうち少なくとも一方に配置される光を伝搬するスラブ導波路と、
前記スラブ導波路内に該スラブ導波路の端面からそれぞれ異なる距離で2列以上形成され基板垂直方向に光の光路を変換する光路変換手段と
を備える
ことを特徴とする光導波路。
A waveguide that propagates light;
A slab waveguide that propagates light disposed on at least one side of the waveguide in the horizontal direction of the substrate;
An optical waveguide comprising: two or more rows formed in the slab waveguide at different distances from the end face of the slab waveguide, and optical path conversion means for converting the optical path of light in the direction perpendicular to the substrate.
光を伝搬する導波路と、
前記導波路の基板水平方向の側方のうち少なくとも一方に配置される光を伝搬するスラブ導波路と、
前記スラブ導波路内に該スラブ導波路の端面からそれぞれ異なる距離で2列以上形成され基板垂直方向に光の光路を変換する光路変換手段と
を備える光導波路において、
前記導波路の端面の側方にレンズを配置し、
前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測しながら、前記レンズを基板垂直方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を基板垂直方向に移動させ、前記光路変換手段により光路を変換された光の光強度が最も強くなる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする光軸調整方法。
A waveguide that propagates light;
A slab waveguide that propagates light disposed on at least one side of the waveguide in the horizontal direction of the substrate;
In the optical waveguide comprising two or more rows formed at different distances from the end face of the slab waveguide in the slab waveguide, and optical path conversion means for converting the optical path of the light in the substrate vertical direction,
A lens is arranged on the side of the end face of the waveguide,
While observing the light whose optical path has been converted by the optical path conversion means from the vertical direction of the substrate, the focus point of the lens is moved in the vertical direction of the substrate by moving the lens in the vertical direction of the substrate, and the optical path by the optical path conversion means The optical axis adjustment method is characterized in that the movement of the lens is stopped at a position where the light intensity of the converted light is the strongest.
さらに、前記レンズを前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させながら、前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測し、前記光路変換手段の明るくなる個数が最も少なくなる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする請求項2に記載の光軸調整方法。
Further, by moving the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide, the optical path is changed by the optical path converting means while moving the focus point of the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide. 3. The optical axis adjustment method according to claim 2, wherein the converted light is observed from a direction perpendicular to the substrate, and the movement of the lens is stopped at a position where the number of the light path changing means becomes the smallest.
さらに、前記レンズを前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を前記導波路内を伝搬する光の伝搬方向に移動させながら、前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測し、前記導波路端面から数えて1列目の前記光路変換手段の明るくなる個数と、前記導波路端面から数えて2列目以降の前記光路変換手段の明るくなる個数との比が最大となる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする請求項2に記載の光軸調整方法。
Further, by moving the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide, the optical path is changed by the optical path converting means while moving the focus point of the lens in the propagation direction of the light propagating in the waveguide. The converted light is observed from the direction perpendicular to the substrate, and the number of the light path conversion means in the first row counted from the end face of the waveguide becomes bright, and the number of the light path conversion means in the second and subsequent rows counted from the end face of the waveguide. The optical axis adjustment method according to claim 2, wherein the movement of the lens is stopped at a position where the ratio to the number of brightening is maximized.
さらに、前記レンズを基板水平方向に移動させることにより該レンズのフォーカス点を基板水平方向に移動させながら、前記光路変換手段により光路を変換された光を基板垂直方向より観測し、前記光路変換手段の明るくなる個数が最も少なくなる位置で前記レンズの移動を停止する
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の光軸調整方法。
Further, by moving the lens in the horizontal direction of the substrate and moving the focus point of the lens in the horizontal direction of the substrate, the light whose optical path has been converted by the optical path conversion unit is observed from the vertical direction of the substrate, and the optical path conversion unit The optical axis adjustment method according to claim 3 or 4, wherein the movement of the lens is stopped at a position where the number of the lightening becomes the smallest.
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