JP3631622B2 - 光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光集積回路基板等の基板上において光導波路と光ファイバとを接着剤を用いて接続する光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法に関し、特に、光ファイバと光導波路との光軸調整の精度を改善し、かつ光ファイバの接続強度を高めた光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光集積回路基板や光電子混在基板等の光信号を扱う基板上においては、その基板上に形成された三次元導波路形状の光導波路と、外部との光信号の授受を行なうための光ファイバとを接続する光接続構造が必要である。
【０００３】
そのような光導波路と光ファイバとの接続構造の従来の例を図３（ａ）および（ｂ）にそれぞれ斜視図および断面図で示す。
【０００４】
図３（ａ）において、１は基板、２および３は基板１上に形成された三次元導波路形状の光導波路のそれぞれコア部およびクラッド部、４は基板１上に形成された光ファイバ固定溝、５は光ファイバ固定溝４に光導波路のコア部２と光軸を揃えて固定された光ファイバである。
【０００５】
このような光導波路と光ファイバとの接続構造においては、図３（ｂ）に示すように、まず光ファイバ固定溝４にその光軸であるコア部６と光導波路の光軸であるコア部２とを揃えて挿入された光ファイバ５の端面と光導波路の端面との間に紫外線硬化性接着剤から成る端面接続用接着剤７を充填する。次に、光導波路のコア部２と光ファイバ５のコア部６とに紫外線Ｌを通して端面接続用接着剤７の一部、すなわち両コア部２・７の間とその近傍とを硬化させることによって、光導波路と光ファイバ５の端面同士の仮止めを行なう。その後、端面接続用接着剤７の未硬化部分を外部から紫外線を照射することによって硬化させて、光導波路と光ファイバの端面同士の確実な接着を行なっていた。
【０００６】
さらに、基板１の光ファイバ固定溝４への光ファイバ５の確実な固定を行なうために、光ファイバ固定溝４に光ファイバ５の固定を行なうための固定用接着剤８を塗布して固定することも行なわれていた。
【０００７】
この図３に示すような接続方法においては、端面接続用接着剤７は光導波路のコア部２および光ファイバ５のコア部６が対向する部分をまず硬化させ、次いでその周りを硬化させることから、あらかじめ光軸調整を行なった接続部分のアライメントが端面接続用接着剤７の硬化の際に生じる収縮等のひずみの影響を受けないため、光軸がずれることがなく、光導波路と光ファイバ５とを精度良く接続することができるというものである。
【０００８】
また、従来の光導波路と光ファイバとの接続構造の他の例を図４（ａ）および（ｂ）にそれぞれ斜視図および断面図で示す。なお、図４において図３と同様の箇所には同じ符号を付してある。
【０００９】
図４に示した接続構造においては、まず基板１上に光導波路と対向して形成された光ファイバ固定用溝４に光導波路の端面と光ファイバ５の端面とを対向させて光ファイバ５を挿入する。そして、挿入後に両者の光軸調整を行なって光導波路のコア部２と光ファイバ５のコア部６とを揃える。その後、光導波路の端面から遠く離れた位置の光ファイバ５と光ファイバ固定溝４との間に固定用接着剤８を滴下して光ファイバ５を基板１に確実に固定する。
【００１０】
この図４に示すような接続構造においては、固定用接着剤８は光ファイバ５と光ファイバ固定溝４との間を表面張力により流動して光ファイバ固定溝４の内側に行き渡る。この結果、光ファイバ固定溝４を用いることによって固定用接着剤８の量とその分布を容易に制御できるため、固定用接着剤８の塗布およびその硬化に伴う光ファイバ５の光軸ずれを防止することができるというものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すような従来の接続方法においては、光導波路と光ファイバ５との端面同士を接合する端面接続用接着剤７が光ファイバ５の端面および端面近傍の側面を伝って光ファイバ固定溝４に塗布した固定用接着剤８と混ざり合ってしまう、あるいは固定用接着剤８が光ファイバ５の側面を伝って端面接続用接着剤７と混ざり合ってしまうことがある。そのため、端面接続用接着剤７を硬化させた後に固定用接着剤８を硬化させる時に、端面接続用接着剤７が固定用接着剤８の硬化に伴う収縮に引っ張られて、その結果、光軸ずれが生じるという問題点があった。
【００１２】
また、端面接続用接着剤７により光導波路の端面と光ファイバ５の端面とを光軸を揃えて接続した後、固定用接着剤８を付与して光ファイバ５を光ファイバ固定溝４に固定する際に、硬化した端面接続用接着剤７に硬化前の固定用接着剤８からその溶剤等が拡散・浸透して接着効果が緩んでしまうことから、光ファイバ５の光軸がずれ易いという問題点もあった。
【００１３】
また、図４に示すような接続構造においては、光ファイバ５の端面は単に光導波路の端面に突き当てているだけなので、光接続における光軸の位置整合が不安定であるという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光導波路が形成された基板上に光ファイバを接着剤で固定する際に、固定用接着剤の付与あるいはその硬化により生じる光軸ずれを改善して良好な位置精度で光軸を揃えて光接続できるとともに、光ファイバを固定用接着剤により確実に基板に固定してその強度を向上させることができる光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造は、基板上に形成された光導波路の端面と、前記基板上に形成された光ファイバ固定溝に前記光導波路と光軸を揃えて固定用接着剤により固定された光ファイバの端面とを端面接続用接着剤により接合して成る光導波路と光ファイバとの接続構造であって、前記光ファイバ固定溝に対して、前記光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側で、前記光ファイバの端面と前記固定用接着剤による固定位置との間に接着剤分離溝を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の光導波路と光ファイバとの接続方法は、上面に光導波路と、この光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側に位置する接着剤分離溝を有する光ファイバ固定溝とを形成した基板を準備し、次に、前記光ファイバ固定溝に前記光導波路と光軸を揃えて、端面を前記接着剤分離溝よりも前記光導波路側に位置させて光ファイバを載置するとともに光導波路と光ファイバの端面同士を端面接続用接着剤により接合し、しかる後、前記光ファイバの端面に対し間に前記接着剤分離溝を挟む領域の前記光ファイバ固定溝と前記光ファイバとを固定用接着剤で接合することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造によれば、光ファイバ固定溝に対して、光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側で、その光ファイバの端面と固定用接着剤による固定位置との間に端面接続用接着剤と固定用接着剤とを分離するための接着剤分離溝を形成したことから、光導波路と光ファイバの端面同士を端面接続用接着剤で接続した後に光ファイバ固定溝に固定用接着剤を付与しても、両接着剤の間に形成した接着剤分離溝により両者が接触し混ざり合うことがない。また、固定用接着剤と端面接続用接着剤との間に所望の距離を設けることが可能なため、固定用接着剤を付与する際の影響、あるいは固定用接着剤が硬化する際の収縮等の影響が光導波路および光ファイバの端面に及ぶことを有効に防止することができる。また、光導波路と光ファイバとの光軸調整において光ファイバの先端が不安定になるようなことはなく、光軸調整がしやすい。従って、光軸を揃えて端面接続用接着剤で接合した光導波路と光ファイバとの間の光軸ずれをなくすことができる。また、光ファイバを固定用接着剤によって光ファイバ固定溝に確実に固定することができ、光ファイバの接続強度を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の光導波路と光ファイバとの接続方法によれば、光ファイバを、光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側に位置する接着剤分離溝を有する光ファイバ固定溝に光導波路と光軸を揃えて、端面を接着剤分離溝よりも光導波路側に位置させて載置して光導波路と光ファイバの端面同士を端面接続用接着剤で接合した後、光ファイバ固定溝のうち光ファイバの端面に対して間に接着剤分離溝を挟む領域と光ファイバとを固定用接着剤で接合することから、光導波路と光ファイバの端面同士を端面接続用接着剤で接続した後に固定用接着剤を付与しても、両接着剤の間に形成した接着剤分離溝により両者が接触し混ざり合うことがない。また、固定用接着剤と端面接続用接着剤との間に所望の距離を設けることが可能なため、固定用接着剤を付与する際の影響、あるいは固定用接着剤が硬化する際の収縮等の影響が光導波路の端面に及ぶことを有効に防止することができる。また、光導波路と光ファイバとの光軸調整において光ファイバの先端が不安定になるようなことはなく、光軸調整がしやすい。従って、光軸を揃えて端面接続用接着剤で接合した光導波路と光ファイバとの間の光軸ずれをなくすことができる。また、光ファイバを固定用接着剤によって光ファイバ固定溝に確実に固定することができ、光ファイバの接続強度を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造の実施の形態の一例を示すそれぞれ斜視図および断面図である。図１において、図３・図４と同様の箇所には同じ符号を付してある。
【００２１】
本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造は、基板１上に形成された光導波路の端面と基板１上に形成された光ファイバ固定溝４に固定用接着剤８により固定された光ファイバ５の端面とを、光軸を揃えて、すなわち光導波路のコア部２と光ファイバ５のコア部６とを揃えて端面接続用接着剤７により接合して成る接続構造であって、光ファイバ固定溝４に対して、この光ファイバ固定溝４に固定される光ファイバ５の端面とこの光ファイバ固定溝４に固定用接着剤８により光ファイバ５が固定される固定位置との間に、端面接続用接着剤７と固定用接着剤８とを分離するための接着剤分離溝９を設けたことが特徴である。
【００２２】
このように接着剤分離溝９を設けたことから、光導波路と光ファイバ５との端面同士を接合する端面接続用接着剤７が光ファイバ５の端面および端面近傍の側面を伝って光ファイバ固定溝４に塗布した固定用接着剤８と混ざり合ってしまったり、あるいは固定用接着剤８が光ファイバ５の側面を伝って端面接続用接着剤７と混ざり合ってしまうことがなくなる。そのため、端面接続用接着剤７を硬化させた後に固定用接着剤８を硬化させる時に、端面接続用接着剤７が固定用接着剤８の硬化に伴う収縮に引っ張られて光軸ずれが生じるようなことがなくなる。
【００２３】
また、端面接続用接着剤７により光導波路の端面と光ファイバ５の端面とを光軸を揃えて接続した後、固定用接着剤８を付与して光ファイバ５を光ファイバ固定溝４に固定する際に、端面接続用接着剤７と固定用接着剤８との間に所望の距離を容易に確保することができるため、硬化した端面接続用接着剤７に硬化前の固定用接着剤８からその溶剤等が拡散・浸透して接着効果が緩んでしまうこともなくなる。
【００２４】
しかも、光ファイバ５の端面は光ファイバ固定溝４に支持された状態で光導波路の端面に突き当てられるので、光接続における光軸の位置整合を良好なものとすることができる。
【００２５】
また、本発明の光導波路と光ファイバとの接続方法によれば、基板１上に形成された接着剤分離溝９を有する光ファイバ固定溝４に、まず、光ファイバ５を光ファイバ固定溝４に挿入・載置した後に、光ファイバ５と光導波路２の光軸調整を行なって両者の光軸を揃え、それとともに光導波路と光ファイバ５の端面の間に端面接続用接着剤７を少量滴下して端面接続用接着剤７を硬化させる。このとき、滴下する端面接続用接着剤７の量が少なくて済むため、その硬化の際に生じる収縮等の影響が小さく、光軸ずれが生じることはない。
【００２６】
ここで、端面接続用接着剤７として紫外線硬化性接着剤等の光硬化性接着剤を用いれば、光導波路のコア部２または光ファイバのコア部６を通して紫外線等の光を照射することによって光軸部の端面接続用接着剤７を瞬時に硬化させることができるため、接着前に光軸調整した位置整合が保たれ、光軸ずれが生じない接続が可能となる点で好適なものとなる。
【００２７】
このような端面接続用接着剤７としては、光導波路のコア部２および光ファイバ５のコア部６と屈折率が同程度のもの、すなわち、それらとの屈折率差が０．１ ％以下の紫外線硬化性接着剤が望ましい。このような紫外線硬化性接着剤を使用することによって、光導波路の端面と光ファイバ５の端面との間で光を散乱することなく伝搬させて良好な光接続を得ることができる。また、紫外線硬化性接着剤を用いることによって、光軸調整を行なった光導波路と光ファイバ５との状態を瞬時に固定することができるため、アライメント特性が良いものとなる。
【００２８】
具体的な紫外線硬化性接着剤としては、例えば紫外線硬化型エポキシ樹脂や紫外線硬化型アクリル樹脂等を用いることができる。中でも、紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いると、硬化の際の収縮が小さいといった点で好適である。
【００２９】
一方、熱硬化性接着剤を用いて加熱等の方法で端面接続用接着剤７を硬化させる場合においては、樹脂系接着剤は熱膨張率が一般的に大きく、光軸ずれが生じやすい傾向があるが、この場合であっても端面接続用接着剤７が少量で膨張の絶対量が小さくなるため、光軸ずれが生じる心配がない。端面接続用接着剤７として好適な熱硬化性接着剤としては、例えば熱硬化型エポキシ樹脂・アクリル樹脂・ポリイミド樹脂やシリコーン接着剤等がある。
【００３０】
固定用接着剤８は、光ファイバ５を基板１に接着させる効果のあるものであればとりわけ限定されるものではない。しかしながら、光導波路と光ファイバ５との光軸ずれへの影響を小さくするためにはできるだけ熱膨張率および硬化時の収縮率が小さいものが望ましく、また、光ファイバ５の基板１への良好かつ確実な接着のためには接着面積等を考慮して１ｋｇ以上の接着強度が得られるものが望ましい。
【００３１】
なお、端面接続用接着剤７として光硬化性接着剤を用いた場合に、固定用接着剤８として熱硬化性接着剤を用いると、光硬化性接着剤に比べて熱硬化性接着剤の接着強度が大きいため、より接着強度が大きくなるといった点で良好な光接続を行なうことができる。このような固定用接着剤８に用いる熱硬化性接着剤としては、例えば熱硬化型エポキシ樹脂・アクリル樹脂・ポリイミド樹脂やシリコーン接着剤等を用いることができる。中でも、シリコーン接着剤を用いると、接着強度が大きく、また吸水率が低いといった点で好適である。
【００３２】
なお、端面接続用接着剤７と固定用接着剤８との両方に熱硬化性接着剤を用いても、端面接続用接着剤７に熱硬化性接着剤を用いて固定用接着剤８に光硬化性接着剤を用いてもよいことは言うまでもない。また、両方に熱硬化性接着剤または光硬化性接着剤を用いる場合にも、両者で硬化条件や硬化後の光透過度、吸水率、接着強度、Ｔｇ等を異ならせたものを組み合わせることにより、良好な特性で接続信頼性の高い接続構造とすることができる。その組合せは接続構造の仕様に応じて適宜選択すればよい。
【００３３】
従って、本発明の接続方法によれば、光軸ずれの生じない接続信頼性の高い光導波路と光ファイバとの接続を得ることができる。
【００３４】
また、光ファイバ５の基板１への接着強度、すなわち光ファイバ固定溝４への接着強度については、光導波路と光ファイバ５の端面同士を接合した後に、光ファイバ固定溝４のうち光ファイバ５の端面に対して間に接着剤分離溝９を挟む領域に設けた固定位置において光ファイバ固定溝４と光ファイバ５とを固定用接着剤８で接合することから、十分な量の固定用接着剤８を付与することができ、光ファイバ５の接着強度を向上することができる。このとき、固定用接着剤８を多量に塗布して、これが表面張力によって光ファイバ５の側面に沿って流動しても、光ファイバ５の端面側に流動した固定用接着剤８は光ファイバ固定溝４に設けた接着剤分離溝９のところで止まり、端面接続用接着剤７とは分離されるため、光ファイバ５の端面と光導波路の端面の接合部分には影響がない。従って、固定用接着剤８の硬化の際の収縮による光ファイバ５の光軸ずれも生じない。
【００３５】
また、接着剤分離溝９は光導波路の端面よりも光ファイバ５側に形成されているため、端面接続用接着剤７を光導波路の端面全体に広がらせ、さらに、光ファイバ５に対してもその端面が光導波路の端面に突き当たる角まで広がらせることができる。従って、接着剤分離溝９を設けたことにより、光導波路と光ファイバ５の端面同士の接続部の接着強度も向上させることができる。
【００３６】
さらに、接着剤分離溝９を光導波路の端面の直下よりも光ファイバ５側に形成しているため、光導波路と光ファイバ５との光軸調整において光ファイバ５の先端が不安定になるようなことがなく、光軸調整がしやすい。
【００３７】
本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造において、基板１には、光集積回路基板や光電子混在基板等の光信号を扱う基板として使用される種々の基板、例えばシリコン基板やアルミナ基板・ガラスセラミックス基板・多層セラミック基板等が使用できる。
【００３８】
基板１上に形成される光導波路は、クラッド部３中にコア部２が形成された三次元導波路形状の光導波路であり、その形成材料としては、シリカ・ポリイミド・フッ素樹脂・フッ化ポリイミド・シロキサン系ポリマ等を用いることができる。中でも、シロキサン系ポリマから成る光導波路を用いれば、低温形成および高耐熱性・低損失といった点で好適なものとなる。
【００３９】
光ファイバ固定溝４としては、基板１の材料や特性、あるいは光ファイバ５の形状・寸法等に応じて種々の形状・寸法・形成方法から適宜選択すればよい。図１に示した四角形状の溝の他にも、Ｖ字状の溝や半円形状の溝としてもよい。その形成には、ダイシングを用いた方法やマスクを用いて反応性ドライエッチングを行なう方法、その他の方法を用いればよい。
【００４０】
光ファイバ５としては、シリカ系およびＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）・フッ素樹脂等で形成されるシングルモード光ファイバあるいはマルチモード光ファイバが接続できる。
【００４１】
接着剤分離溝９の位置は、具体的には、光導波路の端面から２０μｍ〜２ｃｍで光ファイバ５の端面と固定位置との間の範囲に位置していると良い。中でも、光導波路の端面から２０〜５０μｍの位置とすると、効果的に端面接続用接着剤７と固定用接着剤８とを分離することができることから好適なものとなる。
【００４２】
また、接着剤分離溝９の幅や深さ・長さ等の寸法は、光導波路と光ファイバ５の端面に付与する端面接続用接着剤７の容積よりも大きい容積を占め、特に、幅については接着剤の分離効果が確実となる１０μｍ以上の幅を持つことが望ましい。
【００４３】
接着剤分離溝９の形状は、光導波路と光ファイバ５の端面の間に付与する端面接続用接着剤７と光ファイバ支持溝４に付与する固定用接着剤８とを分離することができればどのような形状でも良い。例えば、図１に示すような断面が直方形状の溝や、図２（ａ）に図１（ｂ）と同様の断面図で示すようなＶ字状の溝、あるいは半円形状の溝等、種々の形状とすることができる。中でも、ダイシングにより作製が容易であること、同容積であれば溝を狭く、あるいは浅くすることができることから、断面が直方形状の溝とすると本発明の接続構造に好適なものとなる。
【００４４】
さらに、接着剤分離溝９は１個だけでなく、図２（ｂ）に図１（ｂ）と同様の断面図で示すように複数個設けても良い。接着剤分離溝９を複数個設けた場合には、接着剤の分離をより確実に行なうことができるものとして機能させるのみならず、光ファイバ５の端面に一番近い溝は端面接続用接着剤７と固定用接着剤８との分離のための溝として使用し、その他の溝には固定用接着剤８を侵入させて、その表面張力の効果を利用して光ファイバ５の光ファイバ固定溝４への接着強度をさらに増加させることもできる。
【００４５】
なお、接着剤分離溝９を形成する方法としては、光ファイバ固定溝４と同様に、ダイシングを用いた方法やマスクを用いて反応性ドライエッチングを行なう方法、その他の方法によればよい。
【００４６】
【実施例】
次に、本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法について具体例を説明する。
【００４７】
〔例１〕
アルミナセラミックスから成る基板上に、クラッド部がシロキサンポリマ、コア部がチタン含有シロキサンポリマから成るステップインデックス型光導波路を形成した。次いで、この光導波路に対して光ファイバと接続する部分を決定し、ダイシングブレードを用いて光導波路の端面を形成した。さらに、この端面に対向する位置に光ファイバ固定溝をダイシングにより形成した。このときの光導波路の上面から光ファイバ固定溝の底面までの深さは９０μｍとした。
【００４８】
さらに、光ファイバ固定溝の底面の光導波路端面から２０μｍ離れた位置にダイシングにより接着剤分離溝を形成した。ここで、接着剤分離溝は深さ３０μｍ・光ファイバの光軸方向の幅２０μｍの直方形状の断面形状で、光軸方向に対して垂直方向の幅は、光ファイバ固定溝をテラス状に形成したため、基板の端部までの幅と同じとした。
【００４９】
次に、光ファイバ固定溝に直径１２５ μｍのシリカ系の光ファイバを挿入し、光導波路のコア部を通して光ファイバの端面から入射させた光を光ファイバの他方の端面である出力端からモニタリングしながら、光導波路と光ファイバとの光軸調整を行なった。
【００５０】
次に、光導波路および光ファイバのコア部と屈折率が同程度の端面接続用接着剤としてスルフォニウム塩系光重合開始剤とエポキシ系樹脂とから成る紫外線硬化型エポキシ樹脂の紫外線硬化性接着剤を光導波路と光ファイバの端面の間に０．２４５ μｌ滴下し、さらに、外部から紫外線を照射して硬化させた。
【００５１】
その後、光ファイバの端面に対して間に接着剤分離溝を挟む領域の光ファイバ固定溝と光ファイバとに固定用接着剤として端面接続用接着剤と同じ紫外線硬化性接着剤を塗布し、紫外線を照射して硬化させて、光ファイバを基板上に固定した。
【００５２】
このようにして作製した本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造について光導波路と光ファイバとの接続損失をカットバック法により測定したところ、波長１．３ μｍのＬＤ（レーザダイオード）光に対する接続損失は０．５ ｄＢ以下に抑えられていることが確認できた。
【００５３】
また、あらかじめ測定した位置ずれと損失の関係を表わしたデータから、損失の極小値すなわち位置ずれ＝０に対する損失の増加分を位置ずれの大きさに対応させて光軸ずれの評価を行なったところ、０．２ μｍ以内のずれであることが分かった。
【００５４】
また、この接続構造について光ファイバの基板への接着強度を荷重引っ張り試験機により測定したところ、光ファイバの接着強度は１ｋｇ以上あり、光ファイバ接着後の基板の取り回しやハンドリングに充分耐えることができる良好な接続強度を有していることが確認できた。
【００５５】
〔例２〕
アルミナセラミックスから成る基板上に、クラッド部がシロキサンポリマ、コア部がチタン含有シロキサンポリマから成るステップインデックス型光導波路を形成した。次いで、この光導波路に対して光ファイバと接続する部分を決定し、反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ装置）を用いて光導波路の端面を形成した。さらに、この端面に対向する位置に光ファイバ固定溝を反応性イオンエッチングにより形成した。このときの光導波路の上面から光ファイバ固定溝の底面までの深さは９０μｍとした。
【００５６】
さらに、光ファイバ固定溝の底面の光導波路端面から２０μｍ離れた位置に反応性イオンエッチングにより接着剤分離溝を形成した。ここで、接着剤分離溝は、深さ３０μｍ・光ファイバの光軸方向の幅２０μｍの直方形状の断面を有しており、光軸方向に対して垂直方向は光ファイバ固定溝と同じ幅の溝とした。
【００５７】
次に、光ファイバ固定溝に直径１２５ μｍのシリカ系光ファイバを挿入し、ＬＤの発光面と接続した光導波路のコア部を通して、光導波路に接続した光ファイバの出力端からＬＤから発光された光をモニタリングしながら、光導波路と光ファイバとの光軸調整を行なった。
【００５８】
次に、光導波路および光ファイバのコア部と屈折率が同程度の端面接続用接着剤として〔例１〕と同じ紫外線硬化性接着剤を光導波路と光ファイバの端面に０．２４５ μｌ滴下し、さらに外部から紫外線を照射して硬化させた。
【００５９】
その後、光ファイバの端面に対して、間に接着剤分離溝を挟む領域の光ファイバ固定溝と光ファイバとに固定用接着剤として熱硬化型シリコーン樹脂の熱硬化性接着剤を塗布し、ハロゲンランプ光によって１５０ ℃で３０秒間局所的に加熱することによって固定用接着剤を硬化させて、光ファイバを基板上に固定した。
【００６０】
このようにして作製した本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造について、光導波路と光ファイバとの接続損失および光軸ずれの評価を〔例１〕と同様の方法で行なったところ、光導波路と光ファイバとの接続損失は０．５ ｄＢ以下であった。また、光ファイバの接続における光軸ずれは０．２ μｍ以下であることが確認できた。
【００６１】
また、この接続構造において光ファイバの基板への接着強度は荷重引っ張り試験機を用いて測定した結果、接着強度は５ｋｇ以上あり、良好な接着強度を有していることが確認できた。
【００６２】
なお、以上はあくまで本発明の実施の形態の例示であって、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改良を加えることは何ら差し支えない。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造によれば、光ファイバ固定溝に対して、光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側で、その光ファイバの端面と固定用接着剤による固定位置との間に接着剤分離溝を形成したことから、光導波路と光ファイバの端面同士を接合する端面接続用接着剤と光ファイバと光ファイバ固定溝とを接合する固定用接着剤とが接触し混ざり合うことがなく、また、固定用接着剤と端面接続用接着剤との間に所望の距離を設けることが可能なため、固定用接着剤を付与する際の影響、あるいは固定用接着剤が硬化する際の収縮等の影響が光導波路および光ファイバの端面に及ぶことを有効に防止することができる。また、光導波路と光ファイバとの光軸調整において光ファイバの先端が不安定になるようなことはなく、光軸調整がしやすい。従って、光導波路と光ファイバとの間の光軸ずれの発生をなくすことができるとともに、光ファイバを固定用接着剤によって光ファイバ固定溝に確実に固定して光ファイバの接続強度を向上させることができる。
【００６４】
また、本発明の光導波路と光ファイバとの接続方法によれば、光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側に位置する接着剤分離溝を有する光ファイバ固定溝に光導波路と光軸を揃えて、端面を接着剤分離溝よりも光導波路側に位置させて光ファイバを載置して光導波路と光ファイバの端面同士を端面接続用接着剤で接合した後、光ファイバ固定溝のうち光ファイバの端面に対して間に接着剤分離溝を挟む領域と光ファイバとを固定用接着剤で接合することから、接着剤分離溝により端面接続用接着剤と固定用接着剤とが接触し混ざり合うことがなく、また、固定用接着剤と端面接続用接着剤との間に所望の距離を設けることが可能なため、固定用接着剤を付与する際の影響、あるいは固定用接着剤が硬化する際の収縮等の影響が光導波路の端面に及ぶことを有効に防止することができる。また、光導波路と光ファイバとの光軸調整において光ファイバの先端が不安定になるようなことはなく、光軸調整がしやすい。従って、光導波路と光ファイバとの間の光軸ずれの発生をなくすことができるとともに、光ファイバを固定用接着剤によって光ファイバ固定溝に確実に固定して光ファイバの接続強度を向上させることができる。
【００６５】
また、本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法によれば、光導波路の端面と光ファイバの端面とを接合する端面接続用接着剤の量が少なくて済むため、端面同士を確実に接合しつつ接着剤の硬化の際に生じる収縮や膨脹等の影響を小さく抑えることができるので、光軸ずれが生じない信頼性の高い光ファイバと光導波路の光接続を得ることができる。
【００６６】
また、光ファイバの基板への接着強度については、端面接続用接着剤と分離させつつ光ファイバ固定溝に十分な量の固定用接着剤を付与して接着強度を向上させることができるので、接続強度の高い光接続を得ることができる。従って、光接続の精度を高めることができるとともに、多少の温度変化があるような状況下での使用に際しても接着強度の追加の補強等を行なう必要がなく、信頼性の高い光接続を得ることができる。
【００６７】
さらに、接着剤分離溝は光導波路と光ファイバの端面の接続位置の直下にはなく、光ファイバの端面を光ファイバ固定溝によって支持することができるため、光ファイバの端面の位置を安定させて良好な光接続を得ることができる。
【００６８】
以上のように、本発明によれば、光導波路が形成された基板上に光ファイバを接着剤で固定する際に、固定用接着剤の付与あるいはその硬化により生じる光軸ずれを改善して良好な位置精度で光軸を揃えて光接続できるとともに、光ファイバを固定用接着剤により確実に基板に固定してその強度を向上させることができる光導波路と光ファイバとの接続構造および接続方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造の実施の形態の一例を示す斜視図および断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の光導波路と光ファイバとの接続構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の光導波路と光ファイバとの接続構造の例を示す斜視図および断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の光導波路と光ファイバとの接続構造の他の例を示す斜視図および断面図である。
【符号の説明】
１・・・基板
２・・・光導波路のコア部
３・・・光導波路のクラッド部
４・・・光ファイバ固定溝
５・・・光ファイバ
６・・・光ファイバのコア部
７・・・端面接続用接着剤
８・・・固定用接着剤
９・・・接着剤分離溝

Claims (2)

1. 基板上に形成された光導波路の端面と、前記基板上に形成された光ファイバ固定溝に前記光導波路と光軸を揃えて固定用接着剤により固定された光ファイバの端面とを端面接続用接着剤により接合して成る光導波路と光ファイバとの接続構造であって、前記光ファイバ固定溝に対して、前記光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側で、前記光ファイバの端面と前記固定用接着剤による固定位置との間に接着剤分離溝を設けたことを特徴とする光導波路と光ファイバとの接続構造。
2. 上面に光導波路と、該光導波路の端面の直下よりも光ファイバ側に位置する接着剤分離溝を有する光ファイバ固定溝とを形成した基板を準備し、次に、前記光ファイバ固定溝に前記光導波路と光軸を揃えて、端面を前記接着剤分離溝よりも前記光導波路側に位置させて光ファイバを載置するとともに光導波路と光ファイバの端面同士を端面接続用接着剤により接合し、しかる後、前記光ファイバの端面に対し間に前記接着剤分離溝を挟む領域の前記光ファイバ固定溝と前記光ファイバとを固定用接着剤で接合することを特徴とする光導波路と光ファイバとの接続方法。

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