(57)【要約】【課題】簡単な構成で結合効率を向上させた光結合器を提供する。【解決手段】光結合器１Ａは、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の間を、コア６の屈折率と同等の屈折率を有する光透過物質４で覆って形成される光路形成部５Ａを備える。光ファイバ２から出射された光は、光路形成部５Ａの内部を伝搬され、光路形成部５Ａと空気との境界面９で全反射する。境界面９で反射した光の一部は、受光素子３へ向かって伝搬されて、受光素子３に入射する。【選択図】        図１
2006337550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が伝搬されるコアを有する光伝送路と、
前記光伝送路と光学的に結合される光素子と、
前記光伝送路の前記コアの端面と前記光素子との間を、前記コアの屈折率に応じた屈折率を有して光を透過する光透過物質で覆って形成され、前記光伝送路と前記光素子の間で光が伝搬される光路形成手段と
を備えたことを特徴とする光結合器。
【請求項２】
前記光素子は、前記光伝送路の前記コアの端面の前方に、前記光伝送路に対して交する向きで配置される
ことを特徴とする請求項１記載の光結合器。
【請求項３】
前記光路形成手段の表面に、前記光路形成手段の内部に向けて光を反射する光路形成反射部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光結合器。
【請求項４】
前記光路形成手段で覆われた前記光素子の周囲に、前記光路形成手段の内部に向けて光を反射する光路切替反射部を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光結合器。
【請求項５】
前記光伝送路は、複数本のコアを有すると共に、各コアに対応させて前記光素子を配置し、前記各コアと前記各光素子の間を、前記光路形成手段で結合した
ことを特徴とする請求項１記載の光結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送路と光素子を光学的に結合させる光結合器に関する。詳しくは、光伝送路と光素子の間を、光伝送路と同等の屈折率を有する光透過物質で覆うことで、簡単な構成で光の結合効率を向上させるものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ等の光伝送路を利用して通信等を行うため、光伝送路と受光素子等の光素子を光学的に結合する光結合器が提案されている。従来の光結合器としては、光ファイバから出射された光を、反射ミラーで反射させて受光素子に集光させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、光ファイバから出射された光を、プリズムとマイクロレンズを使用して受光素子に集光させる構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５３６４８号公報
【特許文献２】特開２００４−８５９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の光結合器では、反射ミラーやマイクロレンズ等の光学部品と、光学部品を保持するマウント等の部品が必要となり、部品点数が多く、複雑な構成となるという問題がある。
【０００６】
また、従来の光結合器では、結合効率を向上させるために、光ファイバと受光素子、及び光学部品の間で精密なアライメント作業が必要となり、製造工程が複雑になるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で結合効率を向上させた光結合器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光結合器は、光が伝搬されるコアを有する光伝送路と、光伝送路と光学的に結合される光素子と、光伝送路のコアの端面と光素子との間を、コアの屈折率に応じた屈折率を有して光を透過する光透過物質で覆って形成され、光伝送路と光素子の間で光が伝搬される光路形成手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明の光結合器では、光伝送路と光素子の間で入出射される光は、光路形成手段が光伝送路のコアと略同等の屈折率を有することで、光路形成手段に閉じ込められて伝搬され、例えば光伝送路から出射された光が光素子に入射する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光結合器によれば、光伝送路と光素子の間を光透過物質で覆うことで、光伝送路と光素子の間で光を閉じ込めて伝搬することができる。これにより、精密なアライメント作業を必要とせずに、簡単な構成で光の結合効率を向上させることができる。
【００１１】
また、構成が簡単で部品点数を削減することができるので、小型化が可能である。更に、精密なアライメント作業が不要となることで、簡易な製造工程で製造でき、コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の光結合器の実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態の光結合器の構成例＞
図１は第１の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００１３】
第１の実施の形態の光結合器１Ａは、光が伝搬される光ファイバ２と、光を受光する受光素子３と、光ファイバ２と受光素子３を結合させる光路形成部５Ａとを備える。
【００１４】
光ファイバ２は光伝送路の一例で、コア６とクラッド７を備えたコア・クラッド構造を有し、コア６の屈折率がクラッド７より若干大きくなるように構成されて、光がコア６に閉じ込められて伝搬される。
【００１５】
光ファイバ２は、ファイバ素線２ａを露出させ、例えばＶ字型の溝が形成された図示しないファイバブロック等を使用して、基板８に実装される。これにより、光ファイバ２を伝搬された光は、ファイバ素線２ａの端部に露出させたコア端面６ａから、所定の放射角をもって基板８に対して略平行な方向へ出射される。
【００１６】
受光素子３は光素子の一例で、基板８において光ファイバ２のコア端面６ａより前方に実装される。受光素子３は、基板８に対して略垂直な方向から入射された光を受光する。これにより、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面は垂直で、光ファイバ２から出射される光と受光素子３に入射する光は略直交する向きとなる。
【００１７】
光路形成部５Ａは光路形成手段の一例で、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間を、コア６の屈折率に近い屈折率を有して光を透過する光透過物質４で覆って形成される。
【００１８】
ここで、光ファイバ２のコア６の屈折率ｎ1をｎ1＝１．５程度とした場合、光路形成部５Ａの屈折率ｎ2もｎ2＝１．５程度となるように、光路形成部５Ａを構成する光透過物質４が選択される。なお、空気中の屈折率ｎはｎ＝１程度である。
【００１９】
光路形成部５Ａは、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間で連続して、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面の双方を覆うように、基板８の面に対して凸状に形成される。
【００２０】
＜第１の実施の形態の光結合器の製造工程例＞
次に、図１を参照して第１の実施の形態の光結合器１Ａの製造工程の一例について説明する。まず、基板８に受光素子３を実装する。次に、基板８に図示しないファイバブロック等を使用して光ファイバ２を実装する。
【００２１】
ここで、光ファイバ２と受光素子３の結合は、光路形成部５Ａにより行われるので、光ファイバ２と受光素子３を実装する際に精密なアライメント作業は不要である。これにより、光ファイバ２及び受光素子３の実装は、基板８等に位置合わせパターン形成し、このパターンに位置を合わせて実装するようなパッシブアライメントで良い。
【００２２】
次に、基板８に実装された光ファイバ２と受光素子３の間に、光透過物質４として紫外線硬化樹脂を塗布する。なお、光透過物質４の塗布形状は精密に規定されるものではないが、基板８の面に対して凸状となるように塗布する。
【００２３】
そして、光透過物質４に紫外線を照射して硬化させることで、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間で連続し、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面の双方を覆う光路形成部５Ａが形成される。
【００２４】
これにより、光ファイバ２と受光素子３の間が光路形成部５Ａで接続された光結合器１Ａが作製される。
【００２５】
＜第１の実施の形態の光結合器の動作例＞
次に、図１を参照して第１の実施の形態の光結合器１Ａの動作について説明する。光結合器１Ａは、光ファイバ２の図示しない入射端側から光が入射される。光ファイバ２に入射された光は、コア６を伝搬されて、コア端面６ａから出射する。
【００２６】
光ファイバ２のコア端面６ａから出射した光は、所定の放射角で光路形成部５Ａ内に出射される。光路形成部５Ａは、コア６の屈折率と略同等の屈折率を有するので、光路形成部５Ａ内に出射された光は、光路形成部５Ａ内を伝搬される。
【００２７】
さて、光路形成部５Ａの屈折率ｎ2をｎ2＝１．５程度と空気中の屈折率ｎ（＝１）より大きく設定することで、光路形成部５Ａ内を伝搬されて光路形成部５Ａと空気との境界面９に到達した光は、境界面９での入射角が４２度以上であれば境界面９を透過することなく全反射する。
【００２８】
これにより、光路形成部５Ａ内を伝搬された光で、境界面９での入射角が４２度以上の光は、境界面９で反射して、光の伝搬方向が変化する。光路形成部５Ａの表面は凸状であるので、内面側が凹状の曲面となっている境界面９で全反射した光の一部は、受光素子３に向かって伝搬され、受光素子３の受光面に入射する。受光素子３は、光が入射すると、電気信号に変換して出力する。
【００２９】
＜第１の実施の形態の光結合器の効果＞
以上説明したように、第１の実施の形態の光結合器１Ａでは、光ファイバ２と受光素子３の間を、光を透過する光路形成部５Ａで覆い、光ファイバ２から出射された光を、光路形成部５Ａの空気との境界面９で全反射させることにより、光ファイバ２と受光素子３を結合させている。
【００３０】
これにより、受光素子３が光路形成部５Ａの内部に配置されていれば、光が入射することになり、精密なアライメント作業が不要となる。また、光路形成部５Ａの形状も精密さは要求されない。よって、簡易な製造工程で製造できる。
【００３１】
また、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面が垂直でも、光結合が可能であるので、受光素子３の受光面に対して光ファイバ２を平行な向きで配置できる。これにより、基板８に光ファイバ２と受光素子３の双方を実装できるので、小型化が可能であると共に、部品点数の削減が可能である。
【００３２】
更に、光ファイバ２のコア６と光路形成部５Ａの屈折率を略同じとすることで、光ファイバ２のコア６から出射する光のコア端面６ａでの反射を抑えることができ、光ファイバ２への戻り光を低減できる。
【００３３】
よって、小型で信頼性の高い光結合器１Ａを安価に実現できる。
【００３４】
＜第２の実施の形態の光結合器の構成例＞
図２は第２の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。ここで、第２の実施の形態の光結合器１Ｂにおいて、第１の実施の形態の光結合器１Ａと同じ構成の要素については、同じ番号を付して説明する。
【００３５】
第２の実施の形態の光結合器１Ｂは、光が伝搬される光ファイバ２と、光を受光する受光素子３と、光ファイバ２と受光素子３を結合させる光路形成部５Ｂと、光路形成部５Ｂにおいて光を反射する反射層１０を備える。
【００３６】
光ファイバ２は、コア６とクラッド７を備えたコア・クラッド構造を有し、基板８に対して略平行に実装される。受光素子３は、光ファイバ２のコア端面６ａより前方の基板８に実装される。光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面は垂直で、光ファイバ２から出射される光と受光素子３に入射する光は略直交する向きとなる。
【００３７】
光路形成部５Ｂは光路形成手段の一例で、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間を、コア６の屈折率に近い屈折率を有して光を透過する光透過物質４で覆って形成される。
【００３８】
光路形成部５Ｂは、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間で連続して、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面の双方を覆うように、基板８の面に対して凸状に形成される。
【００３９】
反射層１０は光路形成反射部の一例で、光路形成部５Ｂの表面に形成され、光路形成部５Ｂの内部に向けて光を反射することで、受光素子３へ向かう光路を形成する。光路形成部５Ｂの表面は凸状であり、反射層１０は光路形成部５Ｂの内側から見て凹状の曲面として構成される。
【００４０】
＜第２の実施の形態の光結合器の製造工程例＞
次に、図２を参照して第２の実施の形態の光結合器１Ｂの製造工程の一例について説明する。まず、基板８に受光素子３を実装する。次に、基板８に図示しないファイバブロック等を使用して光ファイバ２を実装する。
【００４１】
ここで、光ファイバ２と受光素子３の結合は、光路形成部５Ｂにより行われるので、光ファイバ２と受光素子３を実装する際に精密なアライメント作業は不要である。これにより、光ファイバ２及び受光素子３の実装は、例えばパッシブアライメントで良い。
【００４２】
次に、基板８に実装された光ファイバ２と受光素子３の間に、光透過物質４として紫外線硬化樹脂を塗布する。なお、光透過物質４の塗布形状は精密に規定されるものではないが、基板８の面に対して凸状となるように塗布する。
【００４３】
次に、光透過物質４に紫外線を照射して硬化させることで、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間で連続し、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面の双方を覆う光路形成部５Ｂが形成される。
【００４４】
そして、光路形成部５Ｂの表面に、光を反射する例えば速乾性の塗料を塗布し、乾燥させることで、光路形成部５Ｂの表面に反射層１０が形成される。
【００４５】
これにより、光ファイバ２と受光素子３の間が光路形成部５Ｂで接続され、光路形成部５Ｂの表面に反射層１０が形成された光結合器１Ｂが作製される。
【００４６】
＜第２の実施の形態の光結合器の動作例＞
次に、図２を参照して第２の実施の形態の光結合器１Ｂの動作について説明する。光結合器１Ｂは、光ファイバ２の図示しない入射端側から光が入射される。光ファイバ２に入射された光は、コア６を伝搬されて、コア端面６ａから出射する。
【００４７】
光ファイバ２のコア端面６ａから出射した光は、所定の放射角で光路形成部５Ｂ内に出射される。光路形成部５Ｂは、コア６の屈折率と略同等の屈折率を有するので、光路形成部５Ｂ内に出射された光は、光路形成部５Ｂ内を伝搬される。
【００４８】
光ファイバ２から出射して光路形成部５Ｂ内を伝搬された光の一部は、反射層１０で反射する。反射層１０は凹状の曲面であるので、反射層１０で反射した光の一部は、受光素子３に向かって伝搬され、受光素子３の受光面に入射する。受光素子３は、光が入射すると、電気信号に変換して出力する。
【００４９】
＜第２の実施の形態の光結合器の効果＞
以上説明したように、第２の実施の形態の光結合器１Ｂでは、光ファイバ２と受光素子３の間を、光を透過する光路形成部５Ｂで覆い、光ファイバ２から出射された光を、光路形成部５Ｂの表面に形成した反射層１０で反射させることにより、光ファイバ２と受光素子３を結合させている。
【００５０】
これにより、第１の実施の形態の光結合器１Ａと同様の効果が得られると共に、光を反射層１０で反射させることで、精密なアライメント作業を行うことなく、結合効率を向上させることができる。
【００５１】
＜第３の実施の形態の光結合器の構成例＞
図３は第３の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。ここで、第３の実施の形態の光結合器１Ｃにおいて、第１の実施の形態の光結合器１Ａ及び第２の実施の形態の光結合器１Ｂと同じ構成の要素については、同じ番号を付して説明する。
【００５２】
第３の実施の形態の光結合器１Ｃは、光が伝搬される光ファイバ２と、光を受光する受光素子３と、光ファイバ２と受光素子３を結合させる光路形成部５Ｃと、光路形成部５Ｃにおいて光を反射する反射層１０と、基板８において光を反射する反射膜１１を備える。
【００５３】
光ファイバ２は、コア６とクラッド７を備えたコア・クラッド構造を有し、基板８に対して略平行に実装される。受光素子３は、光ファイバ２のコア端面６ａより前方の基板８に実装される。光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面は垂直で、光ファイバ２から出射される光と受光素子３に入射する光は略直交する向きとなる。
【００５４】
光路形成部５Ｃは光路形成手段の一例で、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間を、コア６の屈折率に近い屈折率を有して光を透過する光透過物質４で覆って形成される。光路形成部５Ｃは、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間で連続して、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面の双方を覆うように、基板８の面に対して凸状に形成される。
【００５５】
反射層１０は、光路形成部５Ｃの表面に形成され、光路形成部５Ｃの内部に向けて光を反射する。光路形成部５Ｃの表面は凸状であり、反射層１０は光路形成部５Ｃの内側から見て凹状の曲面として構成される。
【００５６】
反射膜１１は光路切替反射部の一例で、受光素子３の周囲の基板８の表面に形成され、光路形成部５Ｃの内部に向けて光を反射することで、受光素子３に入射しなかった光の光路を切り替える。反射膜１１は、光路形成部５Ｃより広い範囲に形成される。これにより、光路形成部５Ｃは、上面側は光ファイバ２の挿入位置以外の全面に反射層１０が形成され、下面側は、受光素子３以外の全面に反射膜１１が形成される。
【００５７】
＜第３の実施の形態の光結合器の製造工程例＞
次に、図３を参照して第３の実施の形態の光結合器１Ｃの製造工程の一例について説明する。まず、受光素子３の実装位置の周囲の基板８の表面に、例えば、Ａｌ（アルミニウム）蒸着により反射膜１１を形成する。次に、基板８に受光素子３を実装した後、図示しないファイバブロック等を使用して光ファイバ２を実装する。
【００５８】
ここで、光ファイバ２と受光素子３の結合は、光路形成部５Ｃにより行われるので、光ファイバ２と受光素子３を実装する際に精密なアライメント作業は不要である。これにより、光ファイバ２及び受光素子３の実装は、例えばパッシブアライメントで良い。
【００５９】
次に、基板８に実装された光ファイバ２と受光素子３の間に、光透過物質４として紫外線硬化樹脂を塗布する。なお、光透過物質４の塗布形状は精密に規定されるものではないが、基板８の面に対して凸状となるように塗布する。また、光透過物質４の塗布範囲は、反射膜１１の形成範囲より狭くなるように塗布する。
【００６０】
次に、光透過物質４に紫外線を照射して硬化させることで、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面との間で連続し、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面の双方を覆う光路形成部５Ｃが形成される。
【００６１】
そして、光路形成部５Ｃの表面に、光を反射する例えば速乾性の塗料を塗布し、乾燥させることで、光路形成部５Ｃの表面に反射層１０が形成される。
【００６２】
これにより、光ファイバ２と受光素子３の間が光路形成部５Ｃで接続され、光路形成部５Ｃの表面に反射層１０が形成されると共に、光路形成部５Ｃの下面側に反射膜１１が形成された光結合器１Ｃが作製される。
【００６３】
＜第３の実施の形態の光結合器の動作例＞
次に、図３を参照して第３の実施の形態の光結合器１Ｃの動作について説明する。光結合器１Ｃは、光ファイバ２の図示しない入射端側から光が入射される。光ファイバ２に入射された光は、コア６を伝搬されて、コア端面６ａから出射する。
【００６４】
光ファイバ２のコア端面６ａから出射した光は、所定の放射角で光路形成部５Ｃ内に出射される。光路形成部５Ｃは、コア６の屈折率と略同等の屈折率を有するので、光路形成部５Ｃ内に出射された光は、光路形成部５Ｃ内を伝搬される。
【００６５】
光ファイバ２から出射して光路形成部５Ｃ内を伝搬された光の一部は、反射層１０で反射する。反射層１０は凹状の曲面であるので、反射層１０で反射した光の一部は、受光素子３に向かって伝搬され、受光素子３の受光面に入射する。受光素子３は、光が入射すると、電気信号に変換して出力する。
【００６６】
また、光ファイバ２から出射して光路形成部５Ｃ内を伝搬された光の一部及び反射層１０で反射した光の一部は、反射膜１１で反射する。反射膜１１で反射した光は、反射層１０に向かって伝搬され、反射層１０で反射する。そして、反射層１０で反射した光の一部は、受光素子３に向かって伝搬され、受光素子３の受光面に入射する。
【００６７】
このように、光路形成部５Ｃは、上面側には反射層１０が形成されると共に、下面側には反射膜１１が形成されているので、光路形成部５Ｃの内面は、受光素子３以外の部分では光を全て反射する。よって、光路形成部５Ｃの内部であれば、受光素子３はどの位置に配置されていても、結合効率に大差はなく、光ファイバ２から出射された光が入射する。
【００６８】
＜第３の実施の形態の光結合器の効果＞
以上説明したように、第３の実施の形態の光結合器１Ｃでは、光ファイバ２と受光素子３の間を、光を透過する光路形成部５Ｃで覆い、光ファイバ２から出射された光を、光路形成部５Ｃの表面に形成した反射層１０と、光路形成部５Ｃの下面側に形成した反射膜１１で反射させることにより、光ファイバ２と受光素子３を結合させている。
【００６９】
これにより、第１の実施の形態の光結合器１Ａと同様の効果が得られると共に、光路形成部５Ｃの内面は、受光素子３以外の部分では光を反射することで、受光素子３の設置位置の自由度が増し、精密なアライメント作業を行うことなく、結合効率を更に向上させることができる。よって、簡単な構造で、結合効率の高い光結合器が実現できる。
【００７０】
＜第４の実施の形態の光結合器の構成例＞
図４は第４の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。ここで、第４の実施の形態の光結合器１Ｄにおいて、第１の実施の形態の光結合器１Ａ、第２の実施の形態の光結合器１Ｂ及び第３の実施の形態の光結合器１Ｃと同じ構成の要素については、同じ番号を付して説明する。
【００７１】
第４の実施の形態の光結合器１Ｄは、光が伝搬される光導波路１２と、光を受光する複数の受光素子３と、光導波路１２と各受光素子３を結合させる光路形成部５Ｄと、光路形成部５Ｄにおいて光を反射する反射層１０と、基板８において光を反射する反射膜１１を備える。
【００７２】
光導波路１２は光伝送路の一例で、コア１３とクラッド１４を備えてコア・クラッド構造を有する平面型の光導波路であり、例えばスペーサ１５を介して基板８の表面に実装される。光導波路１２は、本例では複数本のコア１３が所定の間隔で略平行に配置される構成である。
【００７３】
受光素子３は、光導波路１２のコア端面１３ａより前方の基板８に実装される。光導波路１２のコア端面１３ａと受光素子３の受光面は垂直で、光導波路１２から出射される光と受光素子３に入射する光は略直交する向きとなる。
【００７４】
光導波路１２は、複数本のコア１３を備えており、受光素子３は各コア１３に対向して配置される。受光素子３が配置される位置は、コア１３の光軸に沿った位置である。
【００７５】
光路形成部５Ｄは光路形成手段の一例で、光導波路１２のコア端面１３ａと受光素子３の受光面との間を、コア１３の屈折率に近い屈折率を有して光を透過する光透過物質４で覆って形成される。
【００７６】
光路形成部５Ｄは、光導波路１２の各コア１３と受光素子３に対応して独立して形成され、光導波路１２のコア端面１３ａと受光素子３の受光面との間で連続して、光導波路１２のコア端面１３ａと受光素子３の受光面の双方を覆うように、基板８の面に対して凸状に形成される。
【００７７】
反射層１０は、各光路形成部５Ｄの表面に形成され、光路形成部５Ｄの内部に向けて光を反射する。光路形成部５Ｄの表面は凸状であり、反射層１０は光路形成部５Ｄの内側から見て凹状の曲面として構成される。
【００７８】
反射膜１１は、各受光素子３の周囲の基板８の表面に形成され、光路形成部５Ｄの内部に向けて光を反射する。反射膜１１は、光路形成部５Ｄより広い範囲に形成される。これにより、光路形成部５Ｄは、上面側は光ファイバ２の挿入位置以外の全面に反射層１０が形成され、下面側は、受光素子３以外の全面に反射膜１１が形成される。
【００７９】
ここで、反射膜１１は、各受光素子３に対応させて独立して形成しても良いし、図４（ａ）に示すように、複数の受光素子３に対応させて一体に形成しても良い。
【００８０】
＜第４の実施の形態の光結合器の製造工程例＞
次に、図４を参照して第４の実施の形態の光結合器１Ｄの製造工程の一例について説明する。まず、受光素子３の実装位置の周囲の基板８の表面に、例えば、Ａｌ（アルミニウム）蒸着により反射膜１１を形成する。次に、基板８に複数の受光素子３を実装した後、光導波路１２を実装する。
【００８１】
ここで、光導波路１２と受光素子３の結合は、光路形成部５Ｄにより行われるので、光導波路１２と受光素子３を実装する際に精密なアライメント作業は不要である。これにより、光導波路１２及び受光素子３の実装は、例えばパッシブアライメントで良い。
【００８２】
次に、基板８に実装された光導波路１２と受光素子３の間に、光透過物質４として紫外線硬化樹脂を塗布する。なお、光透過物質４の塗布形状は精密に規定されるものではないが、基板８の面に対して凸状となるように塗布する。また、光透過物質４の塗布範囲は、隣接する受光素子３に対応して塗布される光透過物質４と接触しないように塗布する。
【００８３】
次に、光透過物質４に紫外線を照射して硬化させることで、光導波路１２の各コア端面１３ａと各受光素子３の受光面との間で連続し、光導波路１２の各コア端面１３ａと各受光素子３の受光面の双方を覆う光路形成部５Ｄが形成される。
【００８４】
そして、各光路形成部５Ｄの表面に、光を反射する例えば速乾性の塗料を塗布し、乾燥させることで、各光路形成部５Ｄの表面に反射層１０が形成される。
【００８５】
これにより、光導波路１２と各受光素子３の間がそれぞれ光路形成部５Ｄで接続され、各光路形成部５Ｄの表面に反射層１０が形成されると共に、光路形成部５Ｄの下面側に反射膜１１が形成された光結合器１Ｄが作製される。
【００８６】
＜第４の実施の形態の光結合器の動作例＞
次に、図４を参照して第４の実施の形態の光結合器１Ｄの動作について説明する。光結合器１Ｄは、光導波路１２の図示しない入射端側から各コア１３に光が入射される。光導波路１２に入射された光は、各コア１３を伝搬されて、各コア端面１３ａから出射する。
【００８７】
光導波路１２のコア端面１３ａから出射した光は、所定の放射角で光路形成部５Ｄ内に出射される。光路形成部５Ｄは、コア１３の屈折率と略同等の屈折率を有するので、光路形成部５Ｄ内に出射された光は、光路形成部５Ｄ内を伝搬される。
【００８８】
光導波路１２から出射して光路形成部５Ｄ内を伝搬された光の一部は、反射層１０で反射する。反射層１０は凹状の曲面であるので、反射層１０で反射した光の一部は、受光素子３に向かって伝搬され、受光素子３の受光面に入射する。受光素子３は、光が入射すると、電気信号に変換して出力する。
【００８９】
また、光導波路１２から出射して光路形成部５Ｄ内を伝搬された光の一部及び反射層１０で反射した光の一部は、反射膜１１で反射する。反射膜１１で反射した光は、反射層１０に向かって伝搬され、反射層１０で反射する。そして、反射層１０で反射した光の一部は、受光素子３に向かって伝搬され、受光素子３の受光面に入射する。
【００９０】
このように、光路形成部５Ｄは、上面側には反射層１０が形成されるとともに、下面側には反射膜１１が形成されているので、光路形成部５Ｄの内面は、受光素子３以外の部分では光を全て反射する。よって、光路形成部５Ｄの内部であれば、受光素子３はどの位置に配置されていても、結合効率に大差はなく、光導波路１２から出射された光が入射する。
【００９１】
そして、光路形成部５Ｄは各コア１３及び受光素子３に対応して独立して形成されているので、各コア１３及び受光素子３で独立して光の入射が行われる。
【００９２】
＜第４の実施の形態の光結合器の効果＞
以上説明したように、第４の実施の形態の光結合器１Ｄでは、光導波路１２の各コア１３と受光素子３の間を、光を透過する光路形成部５Ｄでそれぞれ覆い、光導波路１２の各コア１３から出射された光を、光路形成部５Ｄの表面に形成した反射層１０と、光路形成部５Ｄの下面側に形成した反射膜１１で反射させることにより、光導波路１２と受光素子３を結合させている。
【００９３】
これにより、各コア１３と受光素子３に対応させて光路形成部５Ｄを備えることで、アレイ化が容易に行え、アレイ化された光結合器１Ｄで、第１の実施の形態の光結合器１Ａと同様の効果が得られる。また、光路形成部５Ｄの内面は、受光素子３以外の部分では光を反射することで、受光素子３の設置位置の自由度が増し、精密なアライメント作業を行うことなく、結合効率を向上させることができる。
【００９４】
＜各実施の形態の光結合器の変形例＞
上述した第１の実施の形態の光結合器１Ａでは、光伝送路として光ファイバ２を使用した構成を例に説明した。これに対して、光伝送路として平面型の光導波路を用いる構成としても同様の効果が得られる。同様に、第２の実施の形態の光結合器１Ｂ及び第３の実施の形態の光結合器１Ｃでも、平面型の光導波路を用いても良い。
【００９５】
また、第３の実施の形態の光結合器１Ｃでは、光路形成部５Ｃの表面に形成された反射層１０と、受光素子３の周囲に形成された反射膜１１の双方を備えた構成とした。これに対して、光路形成部５Ｃの表面に反射層１０を設けない構成としても良い。
【００９６】
更に、第４の実施の形態の光結合器１Ｄでは、平面型の光導波路１２を用いる構成としてアレイ化に対応した。これに対して、複数本の光ファイバを束ねて構成されるリボンファイバ等と称される光ファイバを用いる構成として、アレイ化に対応しても良い。
【００９７】
また、第１の実施の形態の光結合器１Ａでは、光ファイバ２のコア端面６ａと受光素子３の受光面が垂直な構成を例に説明した。これに対して、光ファイバ２が受光素子３に対して垂直に配置される構成としても良い。光ファイバ２を受光素子３に対して垂直に配置すると、光ファイバ２から出射された光が受光素子３に直接入射するようになるため、結合効率を向上させることができる。同様に、第２の実施の形態の光結合器１Ｂ及び第３の実施の形態の光結合器１Ｃでも、光ファイバ２が受光素子３に対して垂直に配置される構成としても良い。更に、第４の実施の形態の光結合器１Ｄでも、光導波路１２が受光素子３に対して垂直に配置される構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、光ファイバ等の光伝送路と受光素子等の光素子を光学的に結合させて、モニタ等を行う光結合器に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】第１の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図である。
【図２】第２の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図である。
【図３】第３の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図である。
【図４】第４の実施の形態の光結合器の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【０１００】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ・・・光結合器、２・・・光ファイバ、２ａ・・・ファイバ素線、３・・・受光素子、４・・・光透過物質、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ・・・光路形成部、６・・・コア、６ａ・・・コア端面、７・・・クラッド、８・・・基板、９・・・境界面、１０・・・反射層、１１・・・反射膜、１２・・・光導波路、１３・・・コア、１３ａ・・・コア端面、１４・・・クラッド、１５・・・スペーサ
【図１】
2006337550.tif 000003
【図２】
2006337550.tif 000004
【図３】
2006337550.tif 000005
【図４】
2006337550.tif 000006