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光波导构造体、光波导型光组件及光纤阵列

摘要

本发明提供一种光波导构造体(6),其可比现有技术减小包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失及其变动,其包含:设置了上游侧槽列(8)及下游侧槽列(10)的基板(12);和层叠在上游侧槽列与下游侧槽列之间的基板上的光波导(14)。光波导的芯(14b)形成为定位在槽列(8、10)的槽上的光纤的芯(2a、4a)在上下方向以相同的水平对齐,同时,为了在光纤(2、4)之间传递光,具有上游侧口(20)和与其数目相同或比其更多的下游侧口(22)。下游侧的槽数与上游侧的槽数之比,比下游侧口数与上游侧口数之比小。

著录项

  • 公开/公告号CN101027582A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2007-08-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 日立化成工业株式会社;

    申请/专利号CN200580019759.3

  • 发明设计人 宫寺信生;山本礼;八木成行;

    申请日2005-06-16

  • 分类号G02B6/30(20060101);G02B6/122(20060101);

  • 代理机构11243 北京银龙知识产权代理有限公司;

  • 代理人张敬强

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-17 19:07:33

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2011-08-24

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G02B6/30 授权公告日:20090204 终止日期:20100616 申请日:20050616

    专利权的终止

  • 2009-02-04

    授权

    授权

  • 2007-10-24

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2007-08-29

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及光波导型光组件的构成元件即光波导构造体、光波导型光组件及通过与光波导耦合构成光组件的光纤阵列,详细地说,涉及在设有用于定位光纤的槽的基板上层叠与光纤耦合的光波导的光波导构造体、包含其的光波导型光组件及设有支撑光纤的槽的上述光波导构造体、光波导型光组件及光纤阵列。

背景技术

一直以来,在设置了用于定位光纤的槽的基板上层叠与光纤耦合的光波导的光波导构造体及包含其的光波导型光组件是公知的(参照专利文献1:日本特开平11-125731等)。

另外,一直以来,光波导型光组件的构成元件即光波导构造体、光波导型光组件及通过与光波导耦合构成光组件的光纤阵列是公知的,特别是设置了支撑光纤的槽的上述光波导构造体、光波导型光组件及光纤阵列是公知的(参照专利文献1:日本特开平11-125731等)。

参照图17~图19说明现有的光波导构造体的第1例。图17是包含现有的光波导构造体的光波导型光组件的俯视图。另外,图18是图17的线X VIII-X VIII的局部放大剖面图,图19是图17的线X IX-X IX的局部放大剖面图。

如图17~图19所示,光波导型光组件200具有:在较长方向延伸的1根上游侧光纤202;与上游侧光纤202在较长方向间隔一定间隔且相互在横向并列配置的8根下游侧光纤204;及用于将经上游侧光纤202传来的光传给下游侧光纤204的光波导构造体206。上游侧光纤202及下游侧光纤204各自具有在其较长方向延伸的芯202a、204a。

光波导构造体206具有:在较长方向延伸的上游侧槽208及下游侧槽210a~210h相互在较长方向上间隔一定间隔设置的基板212;及层叠在上游侧槽208与下游侧槽210a~210h之间的基板212上的光波导214。在上游侧槽208上定位上游侧光纤202,在下游侧槽210a~210h定位下游侧光纤204。

光波导214包含层叠在基板212上的下部包层214a、形成在下部包层214a上的芯214b及层叠在下部包层214a及芯214b上的上部包层214c。光波导214的芯214b,在将光纤202、204支撑并定位于上游侧槽208及下游侧槽210a~210h上时,使其与光纤202、204的芯202a、204a在上下方向以相同的水平对齐排列而形成。

另外,光波导214的芯214b,为了定位在上游侧槽208上的上游侧光纤202与定位在下游侧槽210a~210h上的下游侧光纤204之间传递光,具有与上游侧槽208对齐的1个上游侧口220和与下游侧槽对齐的8个下游侧口222。在图示的光波导构造体206中,光波导214的芯214b随着从1个上游侧口220向下游侧进行分支,终端为8个下游侧口222。另外,光波导214具有上游侧口220附近的上游部分224a、上游侧口220与下游侧口222中间的中间部分224b及下游侧口222附近的下游部分224c。

通过1根上游侧光纤202传递来的光,从上游侧口220传给光波导214,随着进入下游侧而分支,从8个下游侧口222传给8根下游侧光纤204。因而,光波导型光组件200作为光分离器而起作用。再者,在光从下游侧光纤204反向进入上游侧光纤202时,光波导型光组件200作为光耦合器而起作用。

接下来,参照图20~图22说明光波导型光组件的构成元件即现有的光波导构造体的第2例。图20是包含现有的光波导构造体的光波导型光组件的俯视图。另外,图21是图20的线X XI-X XI的局部放大剖面图,图22是图20的线X XII-X XII的剖面图。

如图20~图22所示,光波导型光组件300具有:在较长方向延伸的1根上游侧光纤302;与上游侧光纤302在较长方向间隔一定间隔且相互在横向并列配置的8根下游侧光纤304;及支撑上游侧光纤302及下游侧光纤304的同时,用于将经1根上游侧光纤302传来的光传给8根下游侧光纤304的光波导构造体306。光波导型光组件300还具有:分别向光波导构造体306推压上游侧光纤302及下游侧光纤304的推压盖308a、308b;和为了相互固定光纤302、304、光波导构造体306及推压盖308a、308b而在它们之间填充的粘着剂310。

上游侧光纤302及下游侧光纤304各自具有在其较长方向上延伸的芯302a、304a。光波导构造体306具有基板312和层叠在基板312上的光波导314。基板312具有横向宽W的上面316,在其上面316上设有用于支撑上游侧光纤302及下游侧光纤304的槽318。光波导314具有芯314a,该芯314a,在将光纤302、304支撑并定位在槽318上时,为使其与光纤302、304的芯302a、304a对齐而形成。推压盖308a、308b具有与基板312相同的横向宽度、与光纤302、304接触的接触槽322。

通过1根上游侧光纤302传来的光,传给光波导314,随着进入下游侧而分支,传给8根下游侧光纤304。因而,光波导型光组件300作为光分离器而起作用。再者,光从下游侧光纤304反向进入上游侧光纤302时,光波导型光组件300作为光耦合器而起作用。

另外,光从上游侧光纤302传给光波导314时,及光从光波导314传给下游侧光纤304时,传递的光能量产生被称为插入损失的损失。

在上述第1例的光波导型光组件200中,在光从上游侧光纤202传给光波导214时,及光从光波导214传给下游侧光纤204时,在传递的光能量中产生被称为插入损失的损失。插入损失是以分贝单位表示下游侧光能量(Po)与上游侧光能量(Pi)之比(10log10(Po/Pi))。光波导型光组件200的插入损失越小越好。再者,如本申请的光组件那样,在不包含如增幅功能的增益的盒中,由于Po<Pi,所以基于上式以分贝单位表示插入损失时,其为负的数值。另外,在没有插入损失时,基于上式的插入损失数值为0。因而,在本说明书中,所谓插入损失很小,与惯例相同,指上式的负的数值较大,即意味着上式数值的绝对值很小更接近于0。这也适用于包含插入损失增益的盒。此时,通过分离增益部分考虑,插入损失就明确了。因此,希望能提供一种可比现有技术进一步减少光波导型光组件的插入损失的光波导构造体。

另外,图17~图19所示的光波导型光组件200的插入损失,即上游侧光纤202与光波导214之间的插入损失,或光波导214与下游侧光纤204之间的插入损失,根据周围温度的变化而变动。特别是,作为光波导型光组件的一例的光分离器及光耦合器等,作为配置在屋外的光网络线的一部分使用,其周围温度例如有时在-40℃~+85℃之间变化。该光波导型光组件,当由于周围温度的变化而插入损失变动时,有时不能发挥本来的性能。因而,周围温度变化时的光波导型光组件的插入损失变动越小越好。因此,希望能提供一种可比现有技术进一步减少光波导型光组件的插入损失的光波导构造体。

另外,在上述第2例的光波导型光组件300中,上游侧推压盖308a有相对基板312向横向倾斜固定的倾向(参照图22)。此时,在上游侧光纤302的两侧中,推压盖308a与基板312的上面316之间的距离不同,同时粘着剂310的厚度不同。

如上所述,光波导型光组件300的一例即光分离器及光耦合器等,作为配置在屋外的光网络线的一部分使用,其周围温度例如有时在-40℃~+85℃之间变化。当周围温度变化时,基板312、推压盖308a、粘着剂310随各自不同的热膨胀系数或者膨胀或者收缩。因而,若粘着剂310的厚度在上游侧光纤302两侧不同,在周围温度变化时,则在上游侧光纤302上作用不均等的应力,引起插入损失降低。希望周围温度变化时的光波导型光组件的插入损失变动越小越好。

因此,希望提供一种光波导型光组件的构成元件,即能减少周围温度变化时的光波导型光组件的插入损失变动的光波导构造体。同样,希望提供一种能减少周围温度变化时的插入损失变动的光波导型光组件自身。

发明内容

因此,本发明的第1目的在于提供一种能比现有技术减少包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失的光波导构造体及包含其的光波导型光组件。

另外,本发明的第2目的在于提供一种能减少周围温度变化时包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失变动的光波导构造体及包含其的光波导型光组件。

另外,本发明的第3目的在于提供一种通过与光波导耦合构成光组件并能减少周围温度变化时光组件的损失的变动的光纤阵列。

本申请的发明者对于上述现有的光波导构造体206进行了认真细致的研究。其结果,得出光波导214的上游部分224a的下部包层214a的厚度与下游部分224c的下部包层214a的厚度严格来说是不同的,其对插入损失的增大产生影响这样的结论。本发明是在与配置了光纤的槽对齐的光波导的口的部分,为了使在基板上层叠了下部包层的厚度相互接近而认真研究开发得到的发明。

为了实现上述第1及第2目的,利用本发明第1侧面的光波导构造体,具有:由在较长方向延伸且横向并列配置的槽构成的第1槽列及第2槽列相互在较长方向间隔一定间隔而设置的基板;以及,层叠在第1槽列与第2槽列之间的基板上的光波导,其特征在于,光波导包含层叠在基板上的包层和层叠在该包层上的芯,光波导的芯形成为,在光纤支撑并定位在第1槽列及第2槽列的槽上时,与光纤的芯在上下方向以相同的水平排列对齐,同时,为了在定位于第1槽列及第2槽列上的光纤之间传递光,具有与第1槽列的槽对齐的至少1个第1口和与第2槽列的槽对齐并与第1口数目相同或比其更多的第2口,第2槽列与第1槽列的槽数之比,比第2口与第1口的个数之比小。

采用这样构成的本发明的光波导构造体,在基板上设置第1槽列及第2槽列后,在第1槽列与第2槽列之间的基板上层叠光波导的包层,而且,在包层上层叠芯。该光波导的芯形成为,在光纤支撑并定位在第1槽列及第2槽列的槽上时,与光纤的芯在上下方向以相同的水平排列对齐。由此,经定位在第1槽列的槽上的光纤传送来的光,进入光波导的第1口,例如,从第2口传出,传送给定位在第2槽列的槽上的光纤。

定位在第1槽列的槽上的光纤与光波导之间的插入损失及光波导与定位在第2槽列的槽上的光纤之间的插入损失,与光纤芯的上下方向水平和第1口及第2口的光波导芯的上下方向水平相同,几乎没有。换言之,第1口的包层的厚度,即使是适合使光纤的芯与光波导的芯对齐的厚度,如果第2口的包层的厚度与第1口的包层的厚度不同,则第2口的包层的厚度也不是适于使光纤的芯与光波导的芯对齐的厚度。由此,产生光波导型光组件的插入损失。本发明的发明者得出光波导的第1口的包层的厚度受第1槽列的槽数及/或槽的间隔的影响,光波导的第2口的包层的厚度受第2槽列的槽数及/或槽的间隔的影响的结论。

例如,在下游侧口(第2口)数比上游侧口(第1口)数多的现有技术的光波导构造体(光分离器)中,对于上游侧口(第1口)数(例如,1个)设置与其相同数量的槽(例如,1个第1槽列的槽),对于下游侧口(第2口)数(例如,8个)设置与其相同数量的槽(例如,8个第2槽列的槽)。第1槽列的槽为1个且不具有邻接的槽,第2槽列的槽比第1槽列的槽数多,且等间隔配置。由于第1槽列与第2槽列之间的槽数及槽的间隔不同,所以第1口的包层的厚度与第2口的包层的厚度不同。因而,有减少插入损失的余地。这种情况,第2槽列的槽数与第1槽列的槽数之比,与第2口数与第1口数之比相同(例如为8)。

与此相对,在本发明中,通过使第1槽列的槽数及/或槽的间隔接近于第2槽列的槽数,具体地,通过增加第1槽列的槽数,可使光波导的第1口的包层的厚度接近于光波导的第2口的包层的厚度。例如,对于1个上游侧口(第1口)设置2个槽(第1槽列的槽),对于8个下游侧口(第2口)设置与其相同数量的8个槽(第2槽列的槽)。这种情况,由于第2槽列的槽数与第1槽列的槽数之比为4,第2口数与第1口数之比为8,所以前者比后者小得多。

其结果,可比现有技术减少包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失。另外,伴随之,可减小周围温度变化时的包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失的变动。

另外,例如,在上游侧口(第1口)数与下游侧口(第2口)数相同的现有技术的光波导构造体(节距转换器)中,对于上游侧口(第1口)数(例如,4个)设置与其相同数量的槽(例如,4个第1槽列的槽),对于下游侧口(第2口)数(例如,4个)设置与其相同数量的槽(例如,4个第2槽列的槽)。而且,从上游侧向下游侧缩小间距的情形,第1槽列的槽及第2槽列的槽等间隔设置,第1槽列的槽的节距,即间隔比第2槽列的槽的间隔大地配置。

由于第1槽列与第2槽列之间的槽的间隔不同,所以第1口的包层的厚度与第2口的包层的厚度不同。因而,有减少插入损失的余地。这种情形,第2槽列的槽数与第1槽列的槽数之比与第2口数与第1口数之比相同(例如为1)。

与此相对,在本发明中,通过使第1槽列的槽的间隔接近于第2槽列的间隔,具体地,通过增加第1槽列的槽数,可使光波导的第1口的包层的厚度接近于光波导的第2口的包层的厚度。例如,在4个上游侧口(第1口)之间分别增加槽,设置合计7个槽(第1槽列的槽),对于4个下游侧口(第2口)设置与其相同数量的4个槽(第2槽列的槽)。这种情况,由于第2槽列的槽数与第1槽列的槽数之比为4/7,第2口数与第1口数之比为1,所以前者比后者小得多。

其结果,可比现有技术减少包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失。另外,伴随之,可减小周围温度变化时的包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失的变动。

在本发明的实施方式中,最好第2槽列的槽等间隔设置,第1槽列包含与第1口之一对齐的对齐槽和邻接在该对齐槽的两侧且从其处开始在横向等间隔配置的2个横侧槽,该横侧槽内的至少一方与上述第1口的哪个都错开配置。

在这样构成的光波导构造体中,第1槽列之一的对齐槽最受与其两侧邻接的横侧槽的影响。由于第2槽列的槽等间隔设置,所以第2槽列的各槽均等地受到邻接在其两侧且从其处开始等间隔配置的槽的影响。其结果,光波导的第2口的包层的厚度均一化,作为光波导型光组件全体可减少插入损失。

另外,在现有的光波导构造体中,与第1口对齐的槽的两侧不存在槽,与此相对,在本发明中,在第1槽列的对齐槽的两侧且从其处开始等间隔地设置2个横侧槽。即,第1槽列的槽数及槽的间隔接近于第2槽列的槽数及槽的间隔。由此,对齐槽均等地受到邻接在其两侧的横侧槽的影响,光波导的第1口的包层的厚度接近第2口的包层的厚度。其结果,可减少光波导型光组件的插入损失。

再者,第1口设置3个以上,横侧槽两方都与第1口对齐时,为与现有技术的光波导构造体的间隔相同的构造。

在本发明的实施方式中,最好第1槽列的对齐槽与横侧槽之间的间隔与第2槽列的槽的间隔相同。

在这样构成的光波导构造体中,通过使对齐槽与横侧槽的间隔与第2槽列的槽的间隔相同,可使光波导的第1口的包层的厚度更接近于第2口的包层的厚度。其结果,可进一步减少光波导型光组件的插入损失。

在本发明的实施方式中,最好第1槽列及第2槽列,在整个光波导构造体的横向上等间隔设置,第1槽列的槽的间隔与第2槽列的槽的间隔相同。

在这样构成的光波导构造体中,由于在整个横向上等间隔设置第1槽列及第2槽列,所以可使光波导的任意的第1口的包层的厚度与任意的第2口的包层的厚度接近。

由此,可进一步减少光波导型光组件的插入损失。

另外,为了同时形成多个光波导构造体,在只设置第1槽列及第2槽列的基板上,尽管是设置有光波导的第1口及第2口的地方,但第1口的包层的厚度与第2口的包层的厚度仍比现有技术更接近。

在本发明的实施方式中,最好第1槽列的槽与第2槽列的槽彼此在横向上错开交替配置。

在这样构成的光波导构造体中,可减少定位在第1槽列的槽上的光纤与定位在第2槽列的槽上的光纤之间的泄漏光。详细地说,应该从定位在第1槽列的槽上的光纤输入第1口的光中,由于波模滤光器的不匹配或轴错移、倾斜、间隙等引起,第1口即没输入光波导的芯的成分,经光波导的包层部分或基板内部等传送,有时输入定位在与第1槽列的槽相对的第2槽列的槽上的光纤内。这种现象,在第1槽列的槽与第2槽列的槽相对、定位在这些槽上的光纤配置在同一轴上的场合比较显著。因而,为使光纤不配置在同一轴上,通过使第1槽列的槽与第2槽列的槽相互在横向错开交替配置,可减少泄漏的光。

在本发明的实施方式中,最好光波导的包层及芯用聚合物形成。

另外,为了实现上述第1及第2目的,本发明的第1方案的光波导型光组件,其特征在于,具有:上述的光波导构造体,为了与第1口对齐而定位在第1槽列的槽上的第1光纤,和为了与第2口对齐而定位在第2槽列的槽上的第2光纤。

另外,为了实现上述第1及第2目的,本发明的第2方案的光波导构造体,具有:具有在较长方向延伸的槽的基板;和与槽在较长方向上邻接并层叠在基板上的光波导,其特征在于,光波导包含层叠在基板上的包层和层叠在该包层上的芯,光波导的芯具有为了在定位于槽上的光纤的芯与光波导的芯之间传递光而设置的至少第1口及第2口,槽包含:与第1口对齐的第1对齐槽;与第1对齐槽在横向上邻接配置的邻接槽;与第2口对齐的第2对齐槽;和为使第2口的包层的厚度接近于第1口的包层的厚度而与第2对齐槽在横向邻接且与口的哪个都错开设置的非对齐槽。

根据这样构成的本发明的光波导构造体,在基板上设置槽后,与槽在较长方向邻接的光波导的包层层叠在基板上,而且,芯层叠在包层上。该光波导的芯具有为了在定位于槽上的光纤的芯与光波导的芯之间传递光而设置的第1口及第2口。由此,例如,经定位在槽上的光纤传送来的光,进入光波导的第1口,光传入光波导,从第2口传送给别的光纤。

定位在槽上的光纤与光波导之间的插入损失,光纤的芯上下方向水平与口的光波导芯的上下方向水平差变少,几乎相同。本发明的发明者得出光波导的口的包层的厚度受与口对齐的槽和与该槽在横向邻接配置的其它槽之间的距离即节距及两者的槽的形状及宽度、长度、深度等的尺寸的影响的结论。

与第1口对齐的第1对齐槽,由于与邻接槽在横向邻接,所以第1口的包层的厚度受邻接槽的影响。通过设置在横向邻接于与第2口对齐的第2对齐槽且与口的哪个都错开的非对齐槽,与没设置非对齐槽的场合比较,可使第2口的包层的厚度接近于第1口的包层的厚度。再者,邻接槽既可以与口对齐,也可以不对齐。另外,非对齐槽只要在形成它的阶段为槽即可,在光波导构造体中,也可以只保留一半。

例如,用于光分离器的光波导构造体的1个例子,具有输入侧的1个口(第2口)和输出侧的多个口(第1口)。一直以来,对于输入侧的1个口设置1个槽(第2对齐槽),对于输出侧的多个口设置与其数量相同的槽(第1对齐槽及邻接槽等)。这种情况,输入侧的槽(第2对齐槽)由于没有与其邻接的槽,所以不受其它槽的影响。与此相对,输出侧的多个槽(第1对齐槽等)相互受影响。由此,输入侧口(第2口)的包层的厚度与输出侧口(第1口)的包层的厚度不同,有减少插入损失的余地。

在本发明中,通过设置与输入侧的槽(第2对齐槽)邻接且与口错开配置的非对齐槽,可使输入侧的口(第2口)的包层的厚度接近于输出侧的口(第1口)的包层的厚度。

其结果,可减少包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失。同时,可减小周围温度变化时的包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失的变动。

非对齐槽,如果输入侧的口的包层的厚度接近于输出侧的口的包层的厚度,则既可以位于输入侧的槽(第2对齐槽)的单侧,也可以位于两侧。另外,非对齐槽也可以构成横向并列配置的非对齐槽列。另外,非对齐槽的形状及尺寸任意。

另外,用于节距转换器的光波导构造体的1个例子,输出侧口(第2口等)的节距比输出侧口(第1口等)的节距更大。一直以来,对于输出侧口(第2口)设置与其数量相同的槽(第2对齐槽等),对于输入侧口(第1口)设置与其数量相同的槽(第1对齐槽及邻接槽等)。这种情况,由于在输出侧与输入侧槽的节距不同,就输出侧与输入侧而言,受邻接的槽的影响不同。由此,输出侧的口(第2口)的包层的厚度与输入侧的口(第1口)的包层的厚度不同,有减少插入损失的余地。在本发明中,通过设置与节距大的输出侧槽(第1对齐槽)邻接且与口错开配置的非对齐槽,缩小输出侧槽的节距,可使输出侧口(第2口)的包层的厚度接近于输入侧口(第1口)的厚度。另外,对于输入侧口(第1口)与输出侧口(第2口)的总口数,通过设置比其数量更多的槽(第1对齐槽及邻接槽等和第2对齐槽等),也可使输入侧的最端上的口(第2口)的包层的厚度接近于输出侧的其它口(第1口)的厚度。其结果,可减少包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失,同时,可减小周围温度变化时包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失的变动。

非对齐槽,如果输出侧的口的包层的厚度接近于输入侧的口的包层的厚度,则也可以构成在横向并列配置的非对齐槽列。另外,非对齐槽的形状及尺寸任意。

另外,在上述的节距转换器中,一直以来,位于输入侧最端上的槽(第2对齐槽),由于存在只在其一方侧邻接的槽,所以只一方侧受邻接的槽的影响。与此相对,输入侧其它的槽(第1对齐槽),由于在两侧存在槽(邻接槽),所以从两侧受到邻接的槽的影响。由此,输入侧的最端的口(第2口)的包层的厚度与输入侧其它的口(第1口)的包层的厚度不同,有减少插入损失的余地。在本发明中,通过设置与输入侧最端的槽(第1对齐槽)没有邻接槽的一侧邻接且与口错开配置的非对齐槽,可使输入侧最端的口(第2口)的包层的厚度接近于输入侧其它的口(第1口)的厚度。其结果,可减少包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失,同时,可减小周围温度变化时包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失的变动。

非对齐槽,如果输入侧最端的口的包层的厚度接近于输入侧其它的口的包层的厚度,则也可以构成在横向并列配置的非对齐槽列。另外,非对齐槽的形状及尺寸任意。

另外,为了实现上述第2目的,本发明的第3方案的光波导构造体,为光波导型光组件的构成元件,其特征在于,具有:具有在较长方向延伸的用于支撑光纤的支撑部分的基板;和与基板的支撑部分邻接并与基板一体形成、包含用于在与支撑于支撑部分上的光纤之间传递光的芯的光波导,支撑部分包含具有横向宽度的上面,在该上面,在其横向中心线上或其横向的一方侧上,设置与光波导的芯在较长方向对齐且用于支撑光纤的对齐槽,至少在上述中心线上或另一方侧,设置与光波导的芯错开配置且具有与对齐槽相同的剖面形状的非对齐槽。

这样构成的本发明的光波导构造体,如果在设置于基板的支撑部分的上面的对齐槽上支撑光纤,则可使光纤与光波导的芯对齐,在它们之间传递光。另外,在为了将光纤固定在基板的支撑部分上,使用向支撑部分推压光纤的推压部件且在支撑部分、光纤及支撑部分之间的空间填充粘着剂的场合,在设置在支撑部分的上面且具有与对齐槽相同的剖面形状的非对齐槽和推压部件之间,通过夹持具有与光纤相同的剖面形状的夹持部件,可将推压部件相对基板上面大致平行地固定。详细地,推压部件一般具有与基板的支撑部分的上面相同的横向宽度。这种情况,推压部件的重心位于支撑部分的横向中心线上。在支撑部分的上面,对齐槽位于中心线上或一方侧时,由于推压部件的重心位于中心线上,所以推压部件有可能向另一方侧倾斜。可是,通过在设置于另一方侧的非对齐槽与推压部件之间夹持夹持部件,可防止推压部件在向另一方侧倾斜的状态被固定。由此,光纤两侧的粘着剂的厚度均等,周围温度变化时作用在光纤上的应力均等。其结果,作为光波导型光组件的构成要素的利用本发明的光波导构造体,可减小周围温度变化时的光波导型光组件的插入损失的变动。

再者,由于对齐槽与非对齐槽两方不能同时存在于中心线上,所以在一方位于中心线上时,另一方不存在于中心线上。另外,推压部件无需具有与支撑部分相同的横向宽度。另外,在推压部件的重心不位于中心线上的场合,如果推压部件的重心位于上述的对齐槽或非对齐槽上或它们之间,也属于本发明的保护范围。

在本发明的实施方式中,最好对齐槽之一设置在中心线上,非对齐槽设置在对齐槽的横向两侧。

根据这样构成的光波导构造体,对齐槽只1个设置在中心线上时,由于推压部件的重心一般位于中心线上,所以推压部件有可能向中心线两方侧倾斜。可是,通过在设置于中心线两侧上的非对齐槽与推压部件之间夹持夹持部件,可防止推压部件在倾斜状态被固定。因而,如上所述,可减小周围温度变化时的光波导型光组件的插入损失的变动。

另外,为了实现上述第2目的,本发明第3方案的光波导型光组件,其特征在于,具有:具有在较长方向延伸的用于支撑光纤的支撑部分的基板;与基板的支撑部分邻接并与基板一体形成、包含用于在与支撑于支撑部分上的光纤之间传递光的芯的光波导;支撑在支撑部分上的光纤;向基板的支撑部分推压光纤的推压部件;和为了将光纤固定在支撑部分上,在支撑部分、光纤及推压部件之间的空间内填充的粘着剂,支撑部分包含上面,在该上面,在通过推压部件的重心且在较长方向延伸的中心线上或其横向的一方侧上,设置与光波导的芯在较长方向对齐且支撑光纤的支撑槽,至少在中心线上或另一方侧,设置与光波导的芯错开配置且具有与支撑槽相同的剖面形状的非支撑槽,而且,具有夹持在非支撑槽与推压部件之间且具有与光纤相同的剖面形状的夹持部件。

根据这样构成的光波导型光组件,如果将上述的光波导构造体的对齐槽及非对齐槽分别与支撑槽及非支撑槽替换,则能起到与上述的光波导型构造体相同的效果。其结果,利用本发明的光波导型光组件,可减小周围温度变化时的插入损失的变动。

另外,为了实现上述第3目的,本发明的第3方案的光纤阵列,通过与光波导耦合构成光组件,其特征在于,具有:在较长方向延伸的支撑光纤的支撑基板;支撑在支撑基板上的光纤;向支撑基板推压光纤的推压部件;和为了将光纤固定在支撑基板上,在支撑基板、光纤及推压部件之间的空间内填充的粘着剂,支撑基板包含上面,在该上面,在通过推压部件的重心且在较长方向延伸的中心线上或一方侧上,设置支撑光纤的支撑槽,至少在中心线上或另一方侧,设置具有与支撑槽相同的剖面形状的非支撑槽,而且,具有夹持部件,该夹持部件具有与光纤相同的剖面形状且夹持在基板的非支撑槽与推压部件之间。

根据这样构成的光纤阵列,如果将上述的光波导构造体的基板的支撑部件、对齐槽及非对齐槽分别与支撑基板、支撑槽及非支撑槽替换,则能起到与上述的光波导型构造体相同的效果。其结果,通过与光波导耦合构成光组件的本发明的光纤阵列,可减小周围温度变化时的光组件的损失的变动。

另外,为了实现上述第2目的,本发明的第3方案的光波导构造体,为光波导型光组件的构成元件,其特征在于,具有:具有在较长方向延伸的用于支撑光纤的支撑部分的基板;和与基板的支撑部分邻接并与上述基板一体形成、包含用于在与支撑于支撑部分上的光纤之间传递光的芯的光波导,支撑部分包含具有横向宽度的上面,该上面具有设置了多个与光波导的芯在较长方向对齐且用于支撑光纤的对齐槽的包含上面的横向中心线的区域和其两侧的区域,在两侧的区域设置与光波导的芯错开配置且具有与对齐槽相同的剖面形状的非对齐槽。

这样构成的本发明的光波导构造体,为了将光纤固定在基板的支撑部分上,使用向支撑部分推压光纤的推压部件且在支撑部分、光纤及支撑部分之间的空间内填充粘着剂的场合,可将推压部件相对基板上面大致平行地固定。另外,由于具有两侧的区域,推压部件相对基板的上面有可能稍微倾斜,但在两侧的区域中,在设置于支撑部分上面且具有与对齐槽相同的剖面形状的非对齐槽和推压部件之间,通过夹持具有与光纤相同的剖面形状的夹持部件,推压部件可相对基板上面大致平行地维持。

如上所述,通过本发明的光波导构造体,可比现有技术进一步减少包含其的光波导型光组件的插入损失。另外,利用本发明的光波导型光组件,可比现有技术进一步减少其插入损失。

另外,通过本发明的光波导构造体,可减小周围温度变化时包含光波导构造体的光波导型光组件的插入损失的变动。另外,利用本发明的光波导型光组件,可减小周围温度变化时的插入损失的变动。

另外,在本发明中,也可以缩短制造准备时间。即,光波导构造体的基板的V形槽的配置,由于需要依靠光波导图形和它的设计并进行变更,所以一直以来,在新制造光波导构造体之际,光波导的设计完成后,设计V形槽的配置,制作V形槽用的光掩膜,V形槽是新制造基板所必须的工序,存在制造的准备时间长期化的倾向,但在本发明中,使用预先制造的共用的V形槽,可在任意处所形成光波导,因此,只要在光波导设计变更时变更光波导图形用的掩膜即可,不需要专门设计每个光波导图形的V形槽基板,能缩短设计变更时光波导基板的制造准备时间,可以缩短交货期。

另外,利用通过与光波导耦合构成光组件的本发明的光纤阵列,可减小周围温度变化时光组件的损失的变动。

具体实施方式

以下,参照图1~图3,详细说明利用本发明的光波导构造体的第1实施方式。

图1是包含本发明第1实施方式的光波导构造体的光波导型光组件的俯视图。另外,图2是图1的线II-II的局部放大剖面图,图3是图1的线III-III的局部放大剖面图。

如图1~图3所示,光波导型光组件1具有:在较长方向延伸的1根上游侧光纤2;在较长方向延伸、与上游侧光纤2在较长方向上间隔一定间隔且相互在横向上并列配置的8根下游侧光纤4;以及用于向下游侧光纤4传递经上游侧光纤2传来的光、作为本发明第1实施方式的光波导构造体6。上游侧光纤2及下游侧光纤4各自具有在较长方向上延伸的芯2a、4a。光纤的直径例如为125μm。

光波导构造体6具有:在横向上并列配置了在较长方向延伸的槽8a~8g的上游侧槽列8及在横向并列配置了槽10a~10h的下游侧槽列10相互在较长方向间隔一定间隔设置的基板12;和在上游侧槽列8与下游侧槽列10之间的基板12上层叠的光波导14。如后所述,在上游侧槽列8的1个槽8d上定位上游侧光纤2,在下游侧槽列10的各槽10a~10h上定位8根下游侧光纤4。

光波导14包含与上游侧槽列8邻接且与其间隔一定间隔的上游端部16和与下游侧槽列10邻接且与其间隔一定间隔的下游端部18。

另外,光波导14包含:在基板12上层叠的下部包层14a;层叠在下部包层上后,为成为光纤2、4之间的任意路径而成形的芯14b;层叠在下部包层14a及芯14b上的上部包层14c。光波导14的芯14b做成在将光纤2、4支撑于上游侧槽列8的槽8a~8g及下游侧槽列10的槽10a~10h上并定位时,使其与光纤2、4的芯2a、4a在上下方向以相同水平对齐。

下部包层14a、芯14b及上部包层14c,例如以氟化聚酰亚胺形成。

另外,光波导14的芯14b,为了在定位于上游侧槽列8的槽8d及下游侧槽列10的槽10a~10h上的光纤2、4之间传递光,具有与上游侧槽的1个槽8d对齐的1个上游侧口20和分别与下游侧槽10a~10h对齐并比上游侧口20多得多的8个下游侧口22。在图示的光波导构造体6中,光波导14的芯14b随着从1个上游侧口20向下游侧分支,延续到8个下游侧口22。另外,光波导14具有上游侧口20附近的上游部分24a、上游侧口20与下游侧口22中间的中间部分24b及下游侧口22附近的下游部分24c。

基板22具有用于支撑上游侧光纤2的上游部12a、层叠光波导6的中央部12b和用于支撑下游侧光纤4的下游部12c。在上游部12a与中央部12b之间设有在上方及横向开口的上游侧凹部12d,在中央部12b与下游部12c之间设有在上方及横向开口的下游侧凹部12e。基板12例如用硅形成。

基板12的上游部12a具有上面26,在该上面26上设有上游侧槽列8。同样,基板12的下游部12c具有上面28,在该上面28上设有下游侧槽列10。相互邻接的上游侧槽8a~8g及下游侧槽10a~10h各自在基板12的上游部12a的上面26及下游部12c的上面28整个较长方向上延伸。上游侧槽8a~8g及下游侧槽10a~10h具有可支撑并定位光纤的剖面形状,在本实施方式中为V字形剖面。在通过利用硅结晶方位的蚀刻各向异性的硅各向异性蚀刻制作V字形剖面槽的场合,由于可进行高精度的V形槽加工,所以可特别有效地带来能够减少V字形剖面槽的深度与光波导芯的高度的相对位置偏差的效果。

上游侧光纤2,为使其向上游侧凹部12d上突出且接近光波导14的上游端部16,支撑并定位在上游侧槽的1个槽8d上。同样,8根下游侧光纤4,为使其向下游侧凹部12e上突出且接近光波导14的下游端部18,支撑并定位在各下游侧槽10a~10h上。上游侧光纤2及下游侧光纤4,通过粘着剂30固定在基板12及光波导14上。粘着剂30例如为紫外线硬化型树脂。

下游侧槽列10的槽10a~10h,在整个光波导构造体4的横向宽度上等间隔设置。

上游侧槽列8,具有配置在基板12的上游部12a的横向中央且与上游侧口20对齐的槽8d和与其两侧即横向外侧邻接配置的2个槽8c、8e。在槽8c外侧还配置有槽8b、8a,槽e的外侧配置有槽8f、8g。槽8d以外的槽8a~8c及8e~8g,与上游侧口20在横向错开配置,与其不对齐。这样,上游侧槽列8的槽8a~8g,在整个光波导构造体4的横向等间隔配置。上游侧槽列8的槽8a~8g的间隔,与下游侧槽列10的槽10a~10h的间隔相同。另外,上游侧槽列8的槽8a~8g,相对下游侧槽列10的槽10a~10h在横向错开,两者横向交替配置。

在上游侧槽列8的横向最外侧的槽8a、8g的更外侧,从那开始设有以与上游侧槽列8的槽8a、8g的间隔相同的间隔配置的半槽部34a、34b。

在本实施方式中,上游侧槽列8及下游侧槽列10的槽的个数分别为7个和8个,上游侧口20及下游侧口22的个数分别为1个和8个。这样,下游侧槽列10的槽数与上游侧槽列8的槽数之比为8/7,下游侧口22与上游侧口20的个数之比为8,前者远远小于后者。

接着,进行说明光波导型光组件1的动作。

通过1根上游侧光纤2传来的光,从上游侧口8传给光波导4,随着进入下游侧进行分支,从8个下游侧口10a~10h传给8根下游侧光纤4。因而,光波导型光组件1起到光分离器的作用。再者,也可使光从下游侧光纤4逆向进入上游侧光纤2内,这种场合,光波导型光组件1起到光耦合器的作用。

接着,参照图4,说明本发明的第1实施方式的光波导构造体的制造方法的一例。在图4中,为了便于说明,只表示1个光波导构造体1中的一部分,具体地说是含有上游侧槽8d及2个下游侧槽10d、10e,但实际上,多个光波导构造体1同时形成在共用的基板上,最后切分一个一个的光波导构造体1。再者,图4中省略了一些结构,但实际上,在上游侧槽8d的两侧,槽8c与槽8e各存在一半,芯14b分支为槽10a、10b、10c、10f、10g、10h。

首先,如图4(a)所示,准备Si基板12,在其上面12f上形成SiO2膜。接着,V字形剖面的槽8d、10d、10e通过实施根据利用光刻蚀法形成的保护层图形的各向异性蚀刻而形成。

V字形剖面的槽8d、10d、10e相对上面12f以超微精度形成。

接着,如图4(b)所示,通过旋转涂布包层用聚合物等形成下部包层14a的层。在涂布下部包层14a之际,进入槽8d、10d、10e的下部包层14稍微凹陷,槽8d、10d、10e周围的下部包层14向槽8d、10d、10e拉伸。在上游侧槽8d的两侧有上游侧槽8a~8c及8e~8g,在下游侧槽10d、10e的两侧有下游侧槽10a~10c及10f~10h,因此,上游部分24a及下游部分24c的下部包层14a的拉伸大体相同。因而,上游部分24a及下游部分24c的下部包层14a的厚度大体相等。与此相对,上游部分24a及下游部分24c的下部包层14a的厚度与中间部分24b的下部包层14a的厚度不同。

接着,在下部包层14a上通过旋转涂布芯用聚合物等形成芯14b的层。

接着,如图4(c)所示,通过光刻蚀法、反应性离子腐蚀(RIE)等的工序加工等,保留芯14b层中用于形成任意的上游侧口20及下游侧口22之间的路径的矩形剖面的芯14b,除去其他的部分。由于上游部分24a及下游部分24c的下部包层14a的厚度大体相同,所以相对V字形剖面的槽8d、10d、10e的芯14b的入口20及出口22上下方向位置以超微的精度相同。

接着,如图4(d)所示,通过旋转涂布包层用聚合物等,以覆盖芯14b的方式形成上部包层14c的层。

接着,如图4(e)所示,通过切割加工等,形成上游侧凹部12d及下游侧12e。

其后,一个一个地切分光波导构造体1。在切分了的光波导构造体1的上游侧槽列8及下游侧槽列10的槽上,支撑并定位光纤2、4,通过粘着剂30将光纤2、4固定在基板12上(无图示)。

接着,参照图5及图6,举2个例子说明形成光波导前的基板。在图5及图6中分别在对应图1~图3的构成元件的构成要素上标记附加的记号“′”及“″”。

图5是表示光波导形成前(图4a的状态)的利用本发明的光波导构造体基板的第1例的俯视图。

基板12′,为了能同时形成多个光波导构造体6′,具有4个上游侧槽列8′、4个下游侧槽列10′和配置在它们之间的形成光波导的部分12b′。上游侧槽列8′和下游侧槽列10′,在较长方向交互设置。上游侧槽列8′的槽及下游侧槽列10′的槽等间隔并列配置。上游侧槽列8′彼此的槽及下游侧槽列10′彼此的槽分别在较长方向上对齐排列。可是,上游侧槽列8′的槽与下游侧槽列10′的槽,在相对较长方向的横向上错开配置。具体地说,上游侧槽列8′的槽与下游侧槽列10′的槽,在横向交替配置。通过在形成光波导的部分12b′上层叠光波导的芯14b′,可在任意处所形成任意种类的光波导,例如用于光分离器及光耦合器50、光合/分波器52、节距转换器(ピツチコンバ一タ)54等的光波导。

另外,图6是表示形成光波导前(图4a的状态)的本发明的光波导构造体的基板的第2例的俯视图。

基板12″,为使其能同时形成多个光波导构造体6″,具有3个上游侧槽列8″、2个下游侧槽列10″和配置在它们之间的形成光波导的部分12b″。上游侧槽列8″和下游侧槽列10″,上游侧槽列8″位于两端并在较长方向上交替设置。下游侧槽列10″及配置在其间的上游侧槽列8″的槽的较长方向长度,是配置在两端的上游侧槽列8″的槽的较长方向长度的2倍。上游侧槽列8″的槽及下游侧槽列10″的槽等间隔并列配置。上游侧槽列8″彼此的槽及下游侧槽列10″彼此的槽分别在较长方向上对齐排列。可是,上游侧槽列8″的槽及下游侧槽列10″的槽,在相对较长方向的横向上错开配置。具体地说,上游侧槽列8″的槽及下游侧槽列10″的槽,在横向上交替配置。通过在形成光波导的部分12b″上层叠光波导的芯14b″,可在任意处所形成任意种类的光波导,例如用于光分离器及光耦合器50、光合/分波器52、节距转换器54等的光波导。

接着,进行说明本发明第1实施方式的光波导构造体6的下部包层14a的厚度和现有的光波导构造体106的下部包层114a的厚度的测定结果。

无论是本发明的光波导构造体6,还是现有的光波导构造体106,V字形剖面的槽8、108的间距都为250μm。使用在包层上的聚合物为氟化聚酰亚胺。下部包层14a、114a的厚度,以除去一部分测定位置附近的下部包层并露出基板面的部分为基准,使用接触型膜厚度计(蚀针式表面形状测定装置)进行测定。

在利用本发明的光波导构造体1中,在上游部分24a、中间部分24b、下游部分24c(参照图1),测定下部包层14a的厚度。中间部分24a的下部包层14a的厚度与上游部分24a及下游部分24c的下部包层14a的厚度之差,分别为平均-0.07μm及-0.10μm,其标准偏差分别为0.13及0.08。因而,上游部分24a的下部包层14a的厚度与下游部分24c的下部包层14a的厚度之差为0.03μm。

在现有的光波导构造体306中,在上游部分324a、中间部分324b、下游部分324c(参照图1),测定下部包层314a的厚度。中间部分324b的下部包层314a的厚度与上游部分324a及下游部分324c的下部包层314a的厚度之差,分别为平均+0.07μm及-0.06μm,其标准偏差分别为0.20及0.27。因而,上游部分324a的下部包层314a的厚度与下游部分324c的下部包层314a的厚度之差为0.13μm。

通过比较两者,利用本发明的光波导构造体6,对比现有的光波导构造体306,上游部分24a及下游部分24c的下部包层14a的厚度自身的标准偏差更小,并且确认了上游部分24a的下部包层14a的厚度与下游部分24c的下部包层14a的厚度之差很小。

接下来,进行说明包含本发明的第1实施方式的光波导构造体6的光波导型光组件1由于周围温度变化引起的插入损失的变动与包含现有的光波导构造体306的光波导型光组件300由于周围温度变化引起的插入损失变动的测定结果。

图7是表示周围温度从+25℃上升到+85℃,再下降到-40℃,其后,返回到+25℃时,包含本发明的光波导构造体6的光波导型光组件1的插入损失变动的图。图8与图7相同,是表示周围温度变化时,包含现有的光波导构造体306的光波导型光组件300的插入损失变动的图。

由图7及图8可知,无论是波长1550nm的光,还是1310nm的光,包含本发明的光波导构造体6的光波导型光组件1,对比包含现有的光波导构造体306的光波导型光组件300,在-40℃~+85℃范围的周围温度变化的插入损失变动更少。

以下,参照图9~图12,详细说明利用本发明的光波导构造体的第2实施方式。

图9是包含本发明第2实施方式的光波导构造体的光波导型光组件(分离器)的俯视图。另外,图10是图9的线X-X的局部放大剖面图,图11是图9的线XI-XI的放大剖面图。图12是图9的线XII-XII的放大剖面图。

如图9~图12所示,光波导型光组件100具有:在较长方向延伸的1根上游侧光纤102;在较长方向延伸、与上游侧光纤102在较长方向间隔一定间隔且相互在横向上并列配置的8根下游侧光纤104;和支撑上游侧光纤102及下游侧光纤104的同时,用于向8根下游侧光纤104传递经1根上游侧光纤102传来的光的光波导构造体106。光波导型光组件100还具有:分别向光波导构造体106推压上游侧光纤102及下游侧光纤104的上游侧推压盖108a及下游侧推压盖108b;夹持在上游侧推压盖108a与光波导构造体106之间的夹持部件110;为了将光纤102、104、光波导构造体106、推压部件108a、108b及夹持部件110相互固定而在它们之间填充的粘着剂112。

上游侧光纤102及下游侧光纤104各自具有在较长方向上延伸的芯102a、104a。光纤的直径例如为125μm。

光波导构造体106具有基板114、一体形成在基板114上的光波导116。

光波导116包含在光纤102、104之间以形成任意路径的方式而成形的芯116a和配置在其周围的包层116b。在本实施方式中,为了在光纤102、104之间传递光,具有与上游侧光纤102对齐的1个上游侧口120和与下游侧光纤104对齐的8个下游侧口122。光波导116的芯116a,随着从1个上游侧口120向下游侧分支,延续到8个下游侧口122处。芯116a及包层116b,例如以氟化聚酰亚胺形成。

基板114具有用于支撑上游侧光纤102的上游部114a、与上游部114a邻接且与光波导116一体形成的中央部114b和用于支撑下游侧光纤104的下游部114c。在上游部114a与中央部114b之间设有在上方及横向开口的上游侧凹部114d,在中央部114b与下游部114c之间设有在上方及横向开口的下游侧凹部114e。基板114例如用硅形成。

基板114的上游部114a具有横宽W的上面124,在该上面124上设有与光波导116的芯116a的上游侧口120在较长方向对齐且用于支撑并定位上游侧光纤102的1个支撑槽126。同样,基板114的下游部114c具有横宽W的上面128,在该上面128上设有与光波导116的芯116a的下游侧口122在较长方向对齐且用于支撑并定位下游侧光纤104的8个支撑槽130。支撑槽126、130,在其上支撑并定位光纤102、104时,具有光纤102、104的芯102a、104a与光波导116的芯116a对齐而形成的剖面形状,在本实施方式中具有V字形剖面。另外,上游侧的支撑槽126配置在相对上面124的横向宽度的中心线WC上(参照图9)。

另外,在上游部114a的上面124上,在中心线WC的横向一方侧及另一方侧分别设有与光波导116的芯116a的上游侧口120错开配置的非支撑槽132a、132b。非支撑槽132a、132b具有与支撑槽126相同的剖面形状。

上游侧推压盖108a具有与基板114相同的横向宽度W。如图10所示,推压盖108a具有下面134,在该下面134上设有在较长方向与上游侧光纤102接触并用于向基板114推压上游侧光纤102的接触槽136。这样,接触槽136与支撑槽126相对。在本实施方式中,接触槽136具有V字形剖面。另外,在下面134上设有与非支撑槽132a、132b相对的对向槽138。对向槽138具有与接触槽136相同的剖面形状。而且,在下面134上设置具有与接触槽136相同的剖面形状的槽140。这些槽136、138、140等间隔设置。另外,上游侧推压盖108a具有通过其重心且在较长方向延伸的中心线108c。

下游侧推压盖108b没有对向槽138及槽140,除接触槽136与基板114的下游部114c的上面128的支撑槽130相对向设置8个以外,具有与上游侧推压盖108a同样的结构。因此,在同样的构成元件上标注与上游侧推压盖108a相同的参照符号,省略下游侧推压盖108b的说明。

夹持部件110具有与光纤102、104相同的剖面形状,夹持在基板114的上游部114a的非支撑槽132a、132b与推压部件108a的对向槽138之间。夹持部件110最好是具有与光纤相同的热膨胀系数的材料。另外,夹持部件110最好是具有与光纤相同的弹性率的材料。这样,能抑制周围温度变化时轴错移、倾斜、间隙变动等成为光波导型光组件100插入损失变动的主要原因的现象,其结果,能减少这种插入损失变动。因此,夹持部件110最好为光纤。

上游侧光纤102,以使其向上游侧凹部114d突出且接近光波导116的上游侧口120的方式,支撑并定位在上游部114a的支撑槽126上。

同样,下游侧光纤104,以使其向下游侧凹部114e突出且接近光波导116的下游侧口122的方式,支撑并定位在下游部114c的支撑槽130上。上游侧光纤102及下游侧光纤104,通过粘着剂112固定在基板114、光波导116及推压盖108a、108b上。粘着剂112例如为紫外线硬化型树脂。

图11表示在盖上形成V字形槽的场合,但槽的形状既可以是U字形,也可以是没有槽的扁平的盖。另外,也可以去掉盖。即,除了以可向光波导芯传递光的方式而配置的光纤以外,也可以在可固定能传递光、没配置作为对象的光波导芯的光纤而粘着后,通过去除因对齐、推压、固定光纤束的目的而使用的夹具等的方法,将光纤束安装在对齐槽上。

接着,说明光波导型光组件100的动作。

通过1根上游侧光纤102传来的光,从上游侧口120传给光波导116,随着进入下游侧进行分支,从8个下游侧口122传给8根下游侧光纤104。因而,光波导型光组件100起到光分离器的作用。再者,也可使光从下游侧光纤104逆向进入上游侧光纤102内,这种场合,光波导型光组件100作为光耦合器起作用。

接着,说明包含本发明第2实施方式的光波导构造体的光波导构造体的制造方法的一例。

准备用硅、高分子材料等制作的基板114,V字形剖面的支撑槽126、130及非支撑槽132a、132b根据利用光刻蚀法形成的保护层图形通过实施各向异性腐蚀而形成。V字形剖面的支撑槽126、130及非支撑槽132a、132b,对于基板114以超微精度形成。这样,非支撑槽132a、132b和支撑槽126、130,任意一个都具有相同的剖面,最好在同一基板上以同一工序形成。这样,可以减小非支撑槽132a、132b与支撑槽126、130之间的制造偏差引起的尺寸偏离。其结果,对比通过与形成支撑槽126、130的工序不同的工序形成非支撑槽132a、132b,或者使用与支撑槽126、130的尺寸不同的尺寸的非支撑槽132a、132b的场合,大幅度地降低了插入损失变动。

接着,在形成支撑槽126、130及非支撑槽132a、132b的基板114上形成光波导116。若详细地进行说明,则在用高分子材料形成光波导106的场合,通过旋转涂布或铸模等形成包层116b及其上的芯116a层后,实施光刻蚀法、反应性离子腐蚀等的工序加工或冲模等机械加工从芯层开始形成矩形剖面的光波导芯116a,而且,通过与上述相同的方法覆盖光波导芯116a地形成包层116b,从而形成光波导116。另外,在用石英形成光波导116的场合,通过火焰沉积法或CVD法等在基板114上形成石英层,通过干蚀等的工序加工做成矩形的石英芯116a后,覆盖芯116a地形成包层116b,从而形成光波导116。支撑槽126及非支撑槽132a、132b的形成工序及光波导116的形成工序,在光纤102、104装载在支撑槽126上时,为了取得光纤102、104与光波导116的芯116a以超微的精度对位的位置关系而进行。接着,通过切割加工等,形成上游侧凹部114d及下游侧凹部114e。

接着,在基板114的支撑槽126、130、非支撑槽132a、132b及上面124、128上涂布适量的粘着剂112。以使光纤102、104分别向上游侧凹部118及下游侧凹部120突出的方式,将光纤102、104配置在支撑槽126、130上。另外,夹持部件110配置在非支撑槽132a、132b内。通过从光纤102、104上以规定的压力推压推压盖108a、108b规定的时间,将光纤102、104固定在支撑槽126、130内。此时,注意不要在推压盖108a、108b与基板114之间进入气泡。

接着,参照图13,说明本发明第3实施方式的光波导构造体。图13是包含本发明第3实施方式的光波导构造体的光波导型光组件(节距转换器)的俯视图。

由于节距转换器140具有与包含图9~图12所示的本发明第2实施方式的光波导构造体的光波导型光组件100共用的构成元件,所以以相同的参照符号表示共用的构成元件,省略其说明。相对上述的光波导型光组件100的节距转换器140的不同点是,上游侧光纤102为4根,夹持部件110配置在各上游侧光纤102之间,4根下游侧光纤104等间隔配置,在其两侧夹持部件110各2根与下游侧光纤104等间隔配置,光波导116的包层116b从各上游侧光纤102以1对1的形式向下游侧光纤104延伸,在对应上游侧光纤102及下游侧光纤104的基板114及推压盖108a、108b的位置上,构成支撑槽126、130(在图13上未图示)及接触槽136(在图13上未图示),在对应夹持部件110的基板114及推压盖108a、108b的位置上构成非支撑槽132a、132b(在图13上未图示)及对向槽138(在图13上未图示)。

在这样构成的节距转换器140的下游侧推压盖108b中,在没有4个夹持部件110的场合,支撑在配置有下游侧光纤104的区域的下游侧推压盖108b与基板112大致平行,但在4根下游侧光纤104两侧存在比较大的区域,例如比下游侧光纤104的间距更大的区域时,下游侧推压盖108b相对基板112在横向稍微倾斜。在本实施方式中,通过在两侧区域设置夹持部件110,可抑制下游侧推压盖108b相对基板的倾斜。

接着,参照图14~图16,详细说明利用本发明的第4实施方式的光纤阵列。

图14是将本发明第4实施方式的光纤阵列与光波导耦合的光组件的俯视图。另外,图15是图14的线X V-X V的局部放大剖面图,图16是图14的线X VI-X VI的放大剖面图。

如图14~图16所示,光组件150具有:包含在较长方向延伸的1根上游侧光纤152的本发明的光纤阵列154;与上游侧光纤152连接的光波导构造体156;与光波导构造体156连接且包含相互在横向上并列配置的8根下游侧光纤158的光纤阵列160;以及用于固定光纤阵列154、160和光波导构造体的粘着剂162。

由于上游侧光纤152及下游侧光纤158各自具有与上述的第2实施方式的上游侧光纤102及下游侧光纤104相同的结构,所以在相同的构成元件上标以相同的参照符号,省略其说明。

光波导构造体156具有基板164和在其上一体形成的光波导166。由于基板164及光波导166分别具有与第2实施方式的基板114的中间部分114b及光波导116相同的构成元件,所以在相同的构成元件上标以相同的参照符号,省略其说明。

光纤阵列154具有支撑上游侧光纤152的基板168、向基板168推压上游侧光纤152的上游侧推压盖170和夹持在基板168与上游侧推压盖170之间的夹持部件172。基板168、上游侧光纤152及上游侧推压盖170通过填充在它们之间的空间内的粘着剂174相互固定。由于基板168、上游侧推压盖170、夹持部件172及粘着剂174分别具有与第2实施方式的基板114的上游部114a、上游侧推压盖108a、夹持部件110及粘着剂112相同的构成,所以在相同的结构上标以相同的参照符号,省略其说明。

另外,光纤阵列160具有支撑下游侧光纤158的基板176、向基板176推压下游侧光纤158的下游侧推压盖178。基板176、下游侧光纤158及下游侧推压盖178通过填充在它们之间的空间内的粘着剂180相互固定。由于基板176、下游侧推压盖178及粘着剂180分别具有与第2实施方式的下游侧推压盖108b、基板114的下游部114c及粘着剂112相同的构成,所以在相同的结构上标以相同的参照符号,省略其说明。

接着,说明本发明第4实施方式的光纤阵列的制造方法的一例。

光纤阵列154的制造方法,除省略第2实施方式的光波导构造体的制造方法中的形成光波导的工序以外,与该制造方法相同。因而,省略其说明。根据通用的光纤阵列的制造方法,在切分端面后,也可以进行研磨加工。

以上,对本发明的实施方式的光纤构造体进行了说明,但是本发明不限定于这些实施方式,在本发明技术方案记载的保护范围内可以做各种变更,当然,这些也包含在本发明的范围内。

在上述的实施方式中,以光波导型光组件作为光分离器进行了说明,但可以采用任意的光波导,也可以是光耦合器、光合分波器、节距转换器等。这种场合,用语“上游侧”及“下游侧”未必表示光的流动方向,有时也表示反方向。

另外,在第1实施方式中,上游侧槽列8及下游侧槽列10的各槽的剖面为V字形剖面,但只要是可支撑并定位光纤的形状的剖面,也可以是U字形、矩形和其它的剖面等。另外,没配置光纤的槽的形状及宽度、长度、深度等的尺寸,只要能使任意的口的下部包层的厚度接近其它的口的下部包层的厚度,则为任意的。

另外,在第1实施方式中,说明了下游侧光纤数比上游侧光纤数多的情形,但只要能比现有技术减小插入损失,则上游侧光纤数与下游侧光纤数也可以相同。

另外,在第1实施方式中,说明了配置在光波导构造体6上的上游侧光纤为1根的情形,在该情形下,认为减小插入损失的效果显著,但如果能比现有技术减小插入损失,则上游侧光纤的根数也可以为2根以上。

另外,在第1实施方式中,在整个光波导构造体的横向上设置上游侧槽列8及下游侧槽列10的槽,但也可以设置在其一部分上。例如,在上游侧槽列8中,只设置槽8c、8d或槽8c、8d、8e,也可以省略其它的槽8a、8b、(8e)、8f、8g。

另外,在第1实施方式中,上游侧槽列8及下游侧槽列10的槽均为等间隔配置,但只要能使任意的口的下部包层的厚度接近其它的口的下部包层的厚度,则槽的间隔为任意的。例如,在上游侧槽列8中,使槽8c与8d的间隔及槽8d与8e的间隔与下游侧槽列的槽列10的槽的间隔相同,也可以使其它的槽8a与8b等的间隔比其大。另外,也可以使上游侧槽列的槽的间隔与下游侧槽列的槽的间隔不同。

另外,在第1实施方式中,在所有下游侧槽列10的槽10a~10h上配置下游侧光纤4,但也可以有不配置下游侧光纤的槽。

另外,在第1实施方式中,上游侧槽列8的槽及下游侧槽列10的槽在横向上错开,但如果是可以忽略泄漏光的情况,也可以使两者相对配置。

另外,在第2~4实施方式中,支撑槽126、130及非支撑槽132a、132b的各槽的剖面做成V字形剖面,但如果是能支撑并定位光纤的形状的剖面,则也可以是U字形、矩形和其它的剖面等。

另外,在第2~4实施方式中,上游侧推压盖108a、170的接触槽136,具有V字形剖面,但只要能推压上游侧光纤102、152,则也可以取U字形、矩形等任意的剖面形状。另外,只要能推压上游侧光纤102、152,则也可以在下面134上没有接触槽136。另外,上游侧推压盖108a、170,如上所述的实施方式,既可以与上游侧光纤102、152直接接触,也可以与上游侧光纤102、152间隔一定间隔并在其间填充粘着剂112。

另外,在第2及第4实施方式中,支撑上游侧光纤102、152的支撑槽126,设置在上面124的横向中心,但上游侧推压盖108a、170的中心线108c,如果位于支撑槽与非支撑槽之间,则支撑槽126既可以不设置在中心,也可以在中心线108c的横向一方侧设置多个。

另外,在第2及第4实施方式中,设置2个夹持部件110、172,但也可以只设置1个,或设置3个以上。这种情况下,非支撑槽132a、132b及对向槽138对应夹持部件110、172的个数设置。但是,也可以设置比夹持部件110、172的个数多的非支撑槽132a、132b及对向槽138。

附图说明

图1是包含本发明的实施方式的光波导构造体的光波导型光组件俯视图。

图2是图1的线II-II的局部放大剖面图。

图3是图1的线III-III的局部放大剖面图。

图4是表示本发明的实施方式的光波导构造体的制造工序的图。

图5是表示形成光波导前的利用本发明的光波导构造体的基板的第1例的俯视图。

图6是表示形成光波导前的利用本发明的光波导构造体的基板的第2例的俯视图。

图7是表示包含本发明的实施方式的光波导构造体的光波导型光组件在周围温度变化时的插入损失变动的图。

图8是表示现有的光波导型光组件在周围温度变化时的插入损失的变动的图。

图9是包含本发明第1实施方式的光波导构造体的光波导型光组件(分离器)的俯视图。

图10是图9的线X-X的局部放大剖面图。

图11是图9的线XI-XI的局部剖面图。

图12是图9的线XII-XII的局部剖面图。

图13是包含本发明第1实施方式的光波导构造体的光波导型光组件(节距转换器)的俯视图。

图14是包含本发明第2实施方式的光纤阵列的光波导型光组件的俯视图。

图15是图14的线X V-X V的局部放大剖面图。

图1 6是图14的线X VI-X VI的局部放大剖面图。

图17是现有的光波导型光组件的俯视图。

图1 8是图17的线X VIII-X VIII的局部放大剖面图。

图19是图17的线XI X-XI X的局部放大剖面图。

图20是现有的光波导型光组件的俯视图。

图21是图20的线X XI-X XI的局部放大剖面图。

图22是图20的线X XII-X XII的局部放大剖面图。

图中:

2-上游侧光纤;2a-芯;4-下游侧光纤;4a-芯;6-光波导构造体;8-上游侧槽列;8a~8g-槽;10-下游侧槽列;10a~10h-槽;12-基板;14-光波导;14a-下部包层;14b-芯;20-上游侧口;22-下游侧口;100-光波导型光组件;102-上游侧光纤;102a-芯;106-光波导构造体;108a-上游侧推压盖;110-夹持部件;112-粘着剂;114-基板;114a-基板的上游部;116-光波导;116a-芯;124-上面;126-支持槽;132a、132b-非支持槽;152-上游侧光纤;154-光纤阵列;168-基板;170-上游侧推压盖;172-夹持部件;174-粘着剂。

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