(57)【要約】【課題】光デバイスと光ファイバの結合方法及び光ファイバ付き光デバイスにおいて、光ファイバのコア部と光デバイスの光導波路部との容易な精度良い位置合わせの実現と接続部における伝送損失の低減を図る。【解決手段】光導波路と光ファイバ取付部が形成された光デバイス樹脂基板の光ファイバ取付部に光ファイバが挿入配置され（Ｓ１０１）、光ファイバ取付部に接着用樹脂（接着剤）が塗布され（Ｓ１０２）、接着用樹脂を部分的に硬化して局所的に発生させた引張応力により光ファイバが所望の方向に引き寄せられてその位置が調整される（Ｓ１０３）。光ファイバの位置調整と光ファイバの仮止め完了後、接着用樹脂の全体が硬化されて結合プロセスが終了する（Ｓ１０４）。光デバイスと光ファイバの位置調整を行いながら、光ファイバ位置固定が可能となる。初期の光ファイバ位置決めが簡易位置決めでよく、生産性が向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光回路の構成要素である光導波路を有する光デバイスと光伝送するための光ファイバとの間に光硬化型接着剤又は熱硬化型接着剤を塗布して硬化させることにより、光デバイスと光ファイバとを結合する方法において、
光デバイスの光ファイバ取付部に光ファイバを挿入する工程と、
光ファイバを挿入した前記取付部に接着剤を塗布する工程と、
光ファイバ位置を調整する工程と、を有する光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項２】
光ファイバ位置固定用接着剤として、光硬化型接着剤を使用する場合において、光デバイスに接着剤硬化用光導波路を形成することを特徴とした請求項１記載の光デバイスと光ファバの結合方法。
【請求項３】
光回路を構成する光導波路から光ファイバの半径以上離れた対称位置に複数の光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いることを特徴とする請求項２記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項４】
互いに異なる断面積の光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いることを特徴とする請求項３記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項５】
光ファイバ側面と対向する端面を有する光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いることを特徴とする請求項３記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項６】
光回路を構成する光導波路から光ファイバの略半径だけ離れた対称位置に複数の光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いることを特徴とする請求項３記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項７】
光ファイバ位置調整用光導波路に入射した光の光ファイバ端面における反射光を検出することにより、光を照射すべき光ファイバ位置調整用光導波路を選定することを特徴とする請求項６記載の光デバイスと光ファイバ結合方法。
【請求項８】
異なる波長特性を有する重合開始剤を複数種類調合した光硬化型接着剤を用い、光ファイバ位置調整用光導波路に入射する光の波長を変更することで、光硬化型接着剤の硬化収縮量を制御することを特徴とする請求項２記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項９】
前記複数種類調合した重合開始剤の濃度が異なることを特徴とする請求項８記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項１０】
光デバイスと光ファイバ間の少なくとも上下左右方向に、硬化する波長の異なる光硬化型樹脂を各方向毎に塗布した後、位置ずれ方向と反対側に塗布された樹脂の硬化波長の光を光ファイバ位置調整用光導波路を介して照射することを特徴とする請求項２記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項１１】
光ファイバ端面には硬化時に光デバイスの光導波路と同等程度の光透過率となる光硬化型接着剤を用い、光ファイバ側面には前記端面に用いた光硬化型接着剤の接着力以上の接着力を有する接着剤を用いることを特徴とする請求項２記載の光デバイスと光ファイバとの結合方法。
【請求項１２】
光デバイスに光ファイバを挿入する工程において、端面が凸形状の光ファイバを該光ファイバ端面との対向面に凹部を有する光デバイスに挿入して凹凸を合わせることにより光ファイバの位置を粗決めすることを特徴とする請求項２記載の光デバイスと光ファイバの結合方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の光デバイスと光ファイバの結合方法により製造されたことを特徴とする光ファイバ付光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野、光情報処理分野において使用される光導波路型光デバイスの光導波路と光ファイバの結合に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光導波路型光デバイスの光導波路と光ファイバの結合方法として、表面に光ファイバ径と同程度の径を有するガイド溝が分岐回路のパターンに沿って作られた透明な基板のガイド溝にプラスチック光ファイバを配線し、その後ガイド溝の分岐部に上記基板を構成する基板材料の屈折率よりも高い屈折率を有する透明樹脂を流し込んで硬化させてプラスチック光ファイバに結合させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、光伝送路構造用予備成形部および光ファイバ案内構造を有する成形部品（その際光伝送路構造用予備成形部の光伝送路は後処理により達成される）、ならびに少なくとも１つの接続された光ファイバ形の光伝送体からなる、ポリマー材料からなる受動集積光デバイスの製造方法において、光ファイバ案内構造と光伝送路構造用予備成形部の間の各移行部に段部を備えるポリマーの成形部品を製造し、その際双方の構造を同時に製造することを特徴とする光伝送路ネットワーク用デバイスの製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、接続部における伝送損失をできるだけ小さくするために、光デバイスと光ファイバの接続は高い精度の位置決めが要求され、通常、ＸＹＺ軸および角度制御した６軸ステージを用いて、伝送損失が最小になる位置をモニタリングしながら調芯が行われる。この調芯精度は、単一モード光ファイバでは、１μｍ以内が要求される。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５８−９５３０５号公報
【特許文献２】
特開平６−３５４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような方法では、光ファイバ保持部分と光導波路を一体構造で作製しており、光導波路内に光ファイバを埋め込む形となり光ファイバ保持部分に光が漏洩し、損失が大きいという問題がある。また、上述した特許文献２に示されるような方法では、光ファイバ外形を基準として光導波路と光ファイバの位置合わせを行うので、光ファイバの外径と光ファイバのコア部の寸法及び位置精度が問題となる。また、光ファイバ案内構造に埋め込むと光ファイバの位置の微調整が困難となる。また、光ファイバと一体構造で光デバイスを作製すると、光ファイバと光導波路の位置ずれが発生した場合、調節が困難になり、光デバイスの使用が出来なくなる問題がある。
【０００５】
また、接続部における伝送損失を小さくするために、光デバイスと光ファイバの接続時に、ＸＹＺ軸および角度制御した６軸ステージを用いて、伝送損失が最小になる位置をモニタリングしながら調芯することも行われている。光ファイバは、光を伝播する部分であるコア部とその外側にあるクラッド部から構成されており、光ファイバのコア部を光デバイスの光導波路部と位置合わせ（調芯）することが重要である。この調芯精度は、単一モード光ファイバでは、１μｍ以内が要求される。このような調芯に費やす時間が光デバイスのコスト増の一因となっている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成及び方法により、光ファイバのコア部と光デバイスの光導波路部とを精度良く位置合わせでき、また接続部における伝送損失を少なくできる、光デバイスと光ファイバの結合方法及び光ファイバ付き光デバイスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、光回路の構成要素である光導波路を有する光デバイスと光伝送するための光ファイバとの間に光硬化型接着剤又は熱硬化型接着剤を塗布して硬化させることにより、光デバイスと光ファイバとを結合する方法において、光デバイスの光ファイバ取付部に光ファイバを挿入する工程と、光ファイバを挿入した前記取付部に接着剤を塗布する工程と、光ファイバ位置を調整する工程と、を有する光デバイスと光ファイバの結合方法である。
【０００８】
上記結合方法においては、光デバイスと光ファイバの位置調整を行いながら、光ファイバ位置を固定することが可能となる。また、初期の光ファイバ位置決めが、簡易位置決めで良いことになるため、位置決め工程の生産性が向上する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光ファイバ位置固定用接着剤として、光硬化型接着剤を使用する場合において、光デバイスに接着剤硬化用光導波路を形成するものである。
【００１０】
上記方法においては、光照射時の照射位置を制御するための設備（スキャナ、可動テーブル等）を用いることなく、容易に所望の位置に光照射可能となる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光回路を構成する光導波路から光ファイバの半径以上離れた対称位置に複数の光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いるものである。
【００１２】
上記方法においては、光ファイバの硬化収縮を均等に制御可能となり、あらゆる方向の光ファイバずれが修正可能となる。また、光源が少なくても硬化収縮を均等に発生させることが可能となる。また、対称に配置すると硬化収縮応力は、均等になり、移動量調整が制御し易くなる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、互いに異なる断面積の光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いるものである。
【００１４】
上記方法においては、各部分に照射する光硬化型接着剤の硬化収縮量を光ファイバ位置調整用光導波路を選定するだけで容易に制御可能となる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項３記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光ファイバ側面と対向する端面を有する光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いるものである。
【００１６】
上記方法においては、一度に硬化できる接着剤の量が増加し、光ファイバ位置決めの効率が向上する。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項３記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光回路を構成する光導波路から光ファイバの略半径だけ離れた対称位置に複数の光ファイバ位置調整用光導波路を設けた光デバイスを用いるものである。
【００１８】
上記方法においては、光ファイバ位置調整用光導波路に入射する光量を調整することなく、光ファイバ位置が自動的に適正に決定される。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項６記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光ファイバ位置調整用光導波路に入射した光の光ファイバ端面における反射光を検出することにより、光を照射すべき光ファイバ位置調整用光導波路を選定するものである。
【００２０】
上記方法においては、容易に光ファイバの位置ずれ方向を測定することが可能となり、位置ずれしている反対側の光硬化接着剤のみ硬化させることが可能となる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項２記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、異なる波長特性を有する重合開始剤を複数種類調合した光硬化型接着剤を用い、光ファイバ位置調整用光導波路に入射する光の波長を変更することで、光硬化型接着剤の硬化収縮量を制御するものである。
【００２２】
上記方法においては、照射する光の波長を変えることで、光ファイバの位置ずれ量を制御することが可能となる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項８記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、前記複数種類調合した重合開始剤の濃度が異なるものである。
【００２４】
上記方法においては、照射する光の波長を変えることで、光ファイバの位置ずれ量を微調整することが可能となる。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項２記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光デバイスと光ファイバ間の少なくとも上下左右方向に、硬化する波長の異なる光硬化型樹脂を各方向毎に塗布した後、位置ずれ方向と反対側に塗布された樹脂の硬化波長の光を光ファイバ位置調整用光導波路を介して照射するものである。
【００２６】
上記方法においては、入射する光の波長を選択するだけで、光ファイバ位置を調整することが可能となる。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項２記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光ファイバ端面には硬化時に光デバイスの光導波路と同等程度の光透過率となる光硬化型接着剤を用い、光ファイバ側面には前記端面に用いた光硬化型接着剤の接着力以上の接着力を有する接着剤を用いるものである。
【００２８】
上記方法においては、光デバイスの損失を低減することが可能となる。
【００２９】
請求項１２の発明は、請求項２記載の光デバイスと光ファバの結合方法において、光デバイスに光ファイバを挿入する工程において、端面が凸形状の光ファイバを該光ファイバ端面との対向面に凹部を有する光デバイスに挿入して凹凸を合わせることにより光ファイバの位置を粗決めするものである。
【００３０】
上記方法においては、光ファイバ位置がある程度決定されているので、接着剤による微調整幅が少なくて済む。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の光デバイスと光ファイバの結合方法により製造された光ファイバ付き光デバイスである。
【００３２】
上記構成においては、光ファイバ位置調整が効率的であるため、光ファイバとデバイスの組立コストを下げることが可能となり、また精度良く位置調整したものが得られるので、光接続損失が小さな光デバイスが得られる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る光デバイスと光ファイバの結合方法及び光ファイバ付き光デバイスについて、図面を参照して説明する。図面中の共通する部材には同一符号を付して重複説明を省略する。一般に光硬化性接着剤あるいは熱硬化性接着剤は、硬化時に収縮する。接着した固定物がある場合には、この収縮により応力が発生する。この応力を利用することにより光ファイバ位置を調整することができる。
【００３４】
まず、結合方法の概要を説明する。図１は光デバイスと光ファイバの結合方法のプロセスフローを示す。光導波路と光ファイバ取付部が形成された光デバイス樹脂基板の光ファイバ取付部に光ファイバが挿入配置される（Ｓ１０１）。次に、光ファイバ取付部に接着用樹脂（接着剤）が塗布される（Ｓ１０２）。次に、接着用樹脂を部分的に硬化させて局所的に発生した引張応力により光ファイバを所望の方向に引き寄せながら光ファイバの位置を調整される（Ｓ１０３）。光ファイバの位置調整及び光ファイバの仮止めが完了した後、接着用樹脂の全体が硬化されて結合プロセスが終了する（Ｓ１０４）。
【００３５】
（光ファイバ位置調整の基本的方法）
次に、各プロセスの段階毎に結合方法の詳細を説明する。図２（ａ）〜（ｊ）は光ファイバ付き光デバイス形成の各段階の断面図及び平面図を示す。光デバイス（基板）１は光導波路２とこれを囲むクラッド材からなる。クラッド材の一部に設けられた光ファイバ取付部３は、光導波路２と光ファイバ４のコア部５との位置合わせが簡易的にできるように光ファイバ径よりも数μｍの余裕を持った溝として形成されている。光通信に使用する単一モード光ファイバは、一般的に外形φ１２５μｍのクラッド層を持ち、モードフィールド径（コア径）は９μｍ程度である。多モードの場合、コア径は５０μｍやそれ以上のものが使用される。以下ではより高い取付け精度が要求される単一モードの場合について説明する。単一モード光ファイバでは光導波路と光ファイバの位置合わせ精度が１μｍ以下に要求されるため、高精度な位置合わせが必要となる。本発明では、光導波路形状は、幅６μｍ、探さ６μｍである時に、光ファイバ取付部３の溝の幅は１２９μｍで、探さは光ファイバ中心が光導波路構の中心と一致する必要があるため６５．５μｍとなる。光ファイバは外径が１２５μｍであるから片側２μｍの余裕があり、図２（ｃ）（ｄ）に示されるように、簡易的にこの範囲で位置決めされる。
【００３６】
続いて、図２（ｅ）（ｆ）に示されるように、光ファイバ取付部に接着剤６１が滴下等により塗布される。次に、図２（ｇ）（ｈ）に示されるように、光ファイバ４の位置を計測し、光導波路２の位置に対してずれがある場合には、ずれ方向と反対側の光ファイバ接着剤、例えば図における下方に光ファイバ４がずれている場合、光ファイバ４を上方に移動させるために上方から接着剤硬化用の熱Ｌ１を局所的に加えるか又は光Ｌ１を照射して接着剤６１を局所的に硬化させる。光硬化性接着剤の場合には、特にスポット的に光を照射することができる。また、光導波路有する光デバイスの基板は、通常透明な樹脂基板であり、樹脂基板を通して光ファイバ取付部の接着剤に対し光照射をすることができる。光照射は、接着剤が光ファイバ４に対して接着剤６１の反対側（取付部壁面側）から硬化開始するようにレンズ等で集光したり、シリンドリカルレンズ等により線状光線にする。熱硬化性接着剤の場合も、熱源をスポット状にして、微小エリアのみ硬化できるようにする。光ファイバの位置調整及び光ファイバの仮止めが完了した後、図２（ｉ）（ｊ）に示されるように、接着用樹脂の全体が、例えば光硬化樹脂の場合、光ファイバの両側からの光Ｌ２，Ｒ２によって硬化される。流動性のある接着剤６１は、光エネルギによって硬化され固化した接着剤６となる。
【００３７】
本発明に用いられる光硬化型の接着剤の一つとして紫外線硬化アクリル樹脂がある。この接着剤を用いる場合、例えば、光ファイバの片側だけに照射するように、１００Ｗ水銀灯からの光が光ファイバとレンズによりφ０．２ｍｍに集光された。紫外線のエネルギ密度は、１平方ｃｍ当り１００ｍＷであり数十秒間照射された。接着剤の硬化は光が照射された場所を基点として硬化が始まるため、結合位置精度が要求される光導波路に近い光ファイバ先端の光ファイバ外径部に照射された。このような接着剤と光照射による調芯により、簡易的位置決めだけでは光ファイバの接続損失が１．５ｄＢであったものを、０．４ｄＢまで減少することができた。
【００３８】
また、熱硬化性接着剤として、エポキシ系樹脂を用いることができる。使用した樹脂の硬化条件は８５℃、２時間で完全硬化するものであったので、赤外線を集光して数分程度照射することにより初期の位置決めを行い、その後全体を加熱して所望の光ファイバの結合が行われた。
【００３９】
（接着剤硬化用導波路／光ファイバ位置調整用光導波路）
次に、光硬化型接着剤を用いる場合、光硬化用の光を導く接着剤硬化用導波路（光ファイバ位置調整用光導波路）を専用に設けた光デバイスについて説明する。図３（ａ）〜（ｊ）は光ファイバ付き光デバイス形成の各段階の断面図及び平面図を示す。前記同様、単一モードの場合について説明される。光デバイス１上の光導波路２の形状が幅６μｍ深さ６μｍである時、光ファイバ４取付部３の寸法は幅１２９μｍであり、深さは光ファイバ中心が光導波路溝の中心と一致する必要があるため６５．５μｍとされる。接着剤硬化用導波路２１は、光ファイバ４が装着された時に、光ファイバ外径部に光が照射されるように、本来の光り導波路２と平行に設けられている。従って、光ファイバ４の直径方向対称位置に設けられた接着剤硬化用導波路２１の間隔は１２５μｍとなる。接着剤用硬化用導波路２１を光ファイバ外径に沿って立体的に円柱状に配置しても良い。接着剤硬化用導波路２１の断面形状は、光導波路２の断面形状と同一寸法のものを光デバイス基板作製時に簡便に作製でき、また、その寸法は必要に応じて変更することもできる。このような光ファイバ位置調整用光導波路を設けて用いることにより、以下に示すように接着剤硬化用の光照射時に、照射位置を制御するための設備を用いることなく、容易に所望の位置に光照射が可能となる。
【００４０】
光ファイバ４は、図３（ｃ）（ｄ）に示されるように、光デバイス１のファイバ取付部３に挿入される。光ファイバ取付部３の溝幅は光ファイバ４外径に対して片側２μｍの余裕を設けられている。次に、図３（ｅ）（ｆ）に示されるように、光ファイバ固定用接着剤６１が光ファイバ４の周りに塗布される。この接着剤６１は、光導波路２形成用のコア剤と同一のものを使用すると効率的であるが、クラッド材との屈折率差や光学特性、光ファイバとの接着性等の観点から総合的に選定される。次に、図３（ｇ）（ｈ）に示されるように、接着剤硬化用導波路２１に硬化用光Ｌ３又はＲ３を入射して、接着剤６１の一部が硬化される。接着剤６１の硬化は、収縮が伴うので、この収縮により引張応力が発生する。つまり、接着剤６１を硬化させると硬化させた側の接着剤に引張応力が発生し、その方向に光ファイバが移動する。接着剤として、アクリル系紫外線硬化樹脂を用いることができる。複数の接着剤硬化用導波路から適宜選択した導波路に光を入射させ、光ファイバを最適な位置に誘導することができる。最後に、図３（ｉ）（ｊ）に示されるように、接着剤６１全体が光照射Ｌ４，Ｒ４により一括して硬化される。
【００４１】
（光ファイバ位置調整用光導波路の構造例）
次に、光ファイバ位置調整用光導波路のいくつかの構造を有する光デバイスについて、図４乃至図８を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は位置調整用光導波路２２の入射光側断面積が出射光側断面積より大きいものを示している。例えば、光ファイバ付置調整に使用されている光硬化型接着剤にエネルギ密度が１平方ｃｍ当たり１００ｍＷの光を６０秒程度の照射が必要な場合、光源側の光導波路断面積を大きくして、入射効率を向上させて対応することができる。この場合、例えば、光ファイバ位置固定用光導波路２２の入射光側は光導波路幅１００μｍ探さ７μｍとし、出射光側は光導波路幅７μｍ深さ７μｍのテーパ構造とすればよい。
【００４２】
また、図５（ａ）（ｂ）は、複数の光ファイバ位置調整用光導波路２３，２４ををそれぞれ分岐形状で形成した構造の光デバイスを示す。このような光デバイスを用いて光デバイスと光ファイバの結合を行う場合、位置調整用光導波路２３，２４が分岐光導波路構造になっており、均等に光が分岐される構造となっているときには、図における上下方向の収縮が均等に発生するために、光ファイバ位置調整による移動は、水平方向（図における左右方向）のみになる。上記分岐構造は、光エネルギを均等に分岐させるスプリッタの場合の説明であるが、分岐により配分するエネルギの比率を変化させることにより、より効率的に位置決めが可能となる場合もある。光ファイバを光ファイバ取りつけ溝に押し付けて光ファイバのコアの中心と光導波路デバイスの導波路（コア部）の中心とを正確に合わせる場合、光ファイバ中心より基板側への押し付け力を大きくすることで上下方向の位置合わせをすることができるので、このためには下側への光量を多くする分岐構造を取ることによって所望の接着剤硬化用光照射をすることができる。
【００４３】
また、図６及び図７はファイバ位置調整用光導波路として断面積が異なる複数の光導波路を有する構造の光デバイスを示す。光硬化性樹脂の硬化量は、照射される光のエネルギ密度と時間により決定される。光導波路から光を照射する場合には、照射面積が制限されるため、硬化収縮により発生する応力が小さい場合がある。このため、図６に示すように調整用に光導波路断面積が異なる複数の調整用光導波路２５，２６，２７を用いるようにすると、光ファイバ位置のずれ量が大きく必要な移動量が大きい場合には断面積の大きい光導波路２７を用いて接着剤を硬化させ、微調整を行う場合には断面積の小さい光導波路２５を用いると良い。位置調整用の光導波路として、例えば、幅５μｍ〜１０μｍ、深さ５μｍ〜５０μｍとすればよい。調整用光導波路の配置は、図６に示すように平面的に配置してもよく、また、図７に示す導波路２８，２９のように立体的に配置してもよい。
【００４４】
また、図８（ａ）（ｂ）は、光ファイバ側面から接着剤を硬化できるようにファイバ位置調整用光導波路３０，３１設けた構造の光デバイスを示す。光ファイバ４と光導波路２の位置合わせは、光ファイバのコアと光導波路２の付置をサブミクロンの精度で制御する必要がある。特に光り結合部である光ファイバ端面の位置合わせが重要となる。上述したいくつかの例に見られるように、光ファイバの端面側から接着剤硬化用の光を照射する場合、光ファイバ径が通常φ１２５μｍと小さく、一度に接着剤が硬化できる量には制限がある。そこで、光ファイバ側面から接着剤を硬化できるように光導波路を作製する。図８（ａ）に示すように、光ファイバ位置調整用光導波路３０を光ファイバ４の側面に対向する方向に設けると、より広い面積を一度に硬化することが可能となり、光ファイバ移動量を多くとることが可能となる。また、図８（ｂ）に示すように、光導波路の形成方向は、光ファイバ４の長手斜め方向でも良く、様々なバリエーションを用いることができる。
【００４５】
（光ファイバ位置調整機能）
次に、光ファイバ位置調整用光導波路２１が光導波路２の位置に対して対称に設けられた構造の場合のファイバ位置調整機能について説明する。図９（ａ）に示すように、光ファイバ調整用導波路２１，２１が光導波路２から光ファイバ４の半径分離れた位置に対称に複数配置され、光ファイバ４に接着剤６１が塗布されているとする。このとき、光ファイバ位置が図の下方にずれていると、光ファイバ位置調整用光導波路に同時に入射した光Ｌ１２，Ｒ１２のうち、上側の光Ｌ１２は接着剤６１に到達しこれを照射して接着剤の硬化が始まる。硬化が始まると硬化収縮により応力が発生して、光ファイバ位置は適正な方向、即ち上方に移動する。一方、光ファイバの下方に入射した光Ｒ１２は、光ファイバ端面において光ファイバに入射又は反射しして接着剤６１直接到達せず、接着剤の硬化が進むことなく、従って、光ファイバ４に働く応力が発生しない。このようにして、光ファイバ位置自動調整機能が働いて光ファイバの位置が自動的に適正位置に決定されるため、光ファイバ位置調整用光導波路に入射する光Ｌ１２，Ｒ１２の光量を調整する必要がない。
【００４６】
また、光ファイバ固定用接着剤は、光ファイバを中心に均等に硬化させる必要がある。光ファイバの中心から半径分以上の距離が離れた部分に光ファイバ固定用接着剤を硬化させるための光導波路を配置し、さらに、これらの複数個を光ファイバ外径に沿って配置することにより、接着剤の収縮を均等に硬化させることが可能となる。例えば、光ファイバが外径φ１２５μｍの場合、光ファイバ固定用光導波路は、光デバイス光導波路コア中心から、６２．５μｍの距離に配置すればよく、光導波路のサイズは、６μｍ平方とすればよい。
【００４７】
（接着剤硬化用光のモニタ）
次に、接着剤硬化用光の反射光をモニタして接着剤硬化用の光強度を制御する方法を説明する。図１０に示すように、光ファイバ位置調整用光導波路３２に接着剤硬化光を反射する板Ｍを配置し、光ファイバ４端面で反射した光（図の例では光Ｒ１４、Ｒ１５）を検出器８で検出する。この検出器８により反射光が多い光導波路３２を判断して入射する光量を制限し、反射光がない光導波路には入射量を増やすこととする。図１０のような場合、接着剤硬化用光Ｌ１３は光ファイバ取付部に到達し（Ｌ１４）、接着剤６１を硬化させ、またその反射光は殆ど生じない。一方、接着剤硬化用光Ｒ１３は、出射部に光ファイバが位置しているために、一部の光は、光ファイバ端面で反射されて、光ファイバ位置調整用光導波路内に戻ってくる。この光を検出することで、位置ずれ方向が検出可能となる。位置ずれ方向を検出すれば、位置ずれ方向とは、別の光導波路に光（Ｌ１３）を効率的に、即ち増強して、入光することが可能となる。
【００４８】
（光硬化型接着剤の特性と硬化光選択による光ファイバ位置調整）
次に、図１１〜１４を参照して接着剤硬化の制御による光ファイバ位置制御について説明する。通常、光硬化型接着剤には、重合開始剤が添加されており、この開始剤に、光が照射されるとラジカル基が発生して、その効果によりモノマーがポリマ化して接着剤が硬化する。この重合開始剤は、種類毎に反応を開始する波長が異なるため、種類毎に硬化させる光を選択し割り当てることが可能である。そこで、光硬化型接着剤に複数の重合開始剤を添加しておくと、光の波長により硬化を制御することが可能となる。
【００４９】
例えば、重合開始剤として、アクリル系紫外線硬化接着剤に対して、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロバン−１−オンを重量％で１％（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）、２−ペンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９）を重量％で１％添加する。図１１（ａ）に示すように、このような重合開始剤を添加した紫外線硬化接着剤６２を光ファイバ４に塗布する。次に、波長カットフィルタで４００ｎｍ以下の波長をカットした水銀灯を用いて、光ファイバ位置調整用光導波路２１に光Ｌ１６，Ｒ１６を入射する。図１１（ｂ）の曲線Ａで示されるように、４００ｎｍ以上の波長で反応するのは、ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９だけであるので、接着剤の硬化量は微小量となり、光ファイバ位置の微調整が可能となる。次に、波長カットフィルタをとり、紫外線域の光Ｌ１７，Ｒ１７も接着剤に照射して全体を硬化させることで、効率よく光ファイバ位置調整と接着ができる。
【００５０】
また、光硬化型接着剤に複数の重合開始剤を添加しておくことで、光の波長により硬化を制御することが可能となる。たとえば、重合開始剤として、アクリル系紫外線硬化接着剤に対して、２−ヒドロキシ−２−サメチル−１−フェニル−プロパン−１−オンを重量％で０．２％（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３）、２−ペンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製、ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９）を重量％で１．０％添加する。図１２に示すように、このような重合開始剤を添加した紫外線硬化接着剤６３を光ファイバ４に塗布する。また、光デバイス１には光ファイバ位置調整用導波路３２，３５のように導波路２の両側に複数設けられている。次に、波長カットフィルタで４００ｎｍ以下の波長をカットした水銀灯を用いて、光ファイバ位置調整用光導波路３５，３５に光Ｌ１９，Ｒ１９を入射した。この波長での硬化は、重合開始剤が少ないために、硬化に時間がか掛かり、発生する応力も小さく、微調整が可能となる。次に、４００ｎｍ以下の波長の光Ｌ１８，Ｒ１８も入射させて、光ファイバ固定用接着剤を均等に硬化させることで、効率よく光ファイバ位置調整と接着ができる。
【００５１】
また、光ファイバ取付部の溝に光ファイバが配置されると、溝は光ファイバにより幾つかの部分に分割される形となる。この分割された部分それぞれに、重合開始波長が異なる重合開始剤を各分割された部分毎に配置する。図１３に示されるように、接着剤硬化用の光源Ｌ６４，Ｌ６５として、水銀灯を用いて、波長カットフィルタを用いて選択的に、接着剤に照射させたい波長を選定する。例えば、光Ｌ６５の光をカットして光Ｌ６４だけ照射に用いることができる。例えば、高圧水銀灯により２００ｎｍ〜５００ｎｍの光を発生させ、波長フィルタにより光ファイバ位置調整用光導波路に入射する光を選定することができる。
【００５２】
また、光ファイバ接着の部位に関して、光ファイバ固定用に使用する接着剤は光デバイス基板１との密着性を重視するが、光デバイスの光導波路２と光ファイバ４との間では光伝達率を重視する。この光ファイバ端面と導波路端面間に固定用接着剤が入りこんだり空隙が出来たりする場合があるが、空隙によって光が散乱され損失が大きくなり、光デバイスの光特性に悪影響を与えることになる。そこで、図１４に示されるように光デバイスの使用目的とする光の波長に対して特性の良い光硬化性樹脂６６を、予め光ファイバと光導波路の間に塗布する。これにより、光ファイバ４と光導波路２との間に発生する気泡を抑制することが可能となる。次に、光ファイバ側面には、接着性の良い接着剤６７を塗布する。この時、光ファイバ４と光導波路の間に塗布した光硬化性樹脂６６と混ざる可能性があるが、少なくとも光導波路２と光ファイバコアの対面する領域で混ざらなければ問題ない。また、２つの接着剤で反応が起こらないものを選択する必要がある。例えば、光導波路２と光ファイバ４の間に使用した光硬化性樹脂６６は、アクリル系紫外線硬化樹、脂テトラフルオロプロピルメタクリレートを用い、光ファイバ側面には、エポキシ系光硬化性樹脂（Ｅｐｏｘｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製、ＵＶＯ−１１４）を用いればよい。
【００５３】
（光ファイバ端面と簡易位置決め）
次に、図１５を参照して光ファイバの簡易位置決めを説明する。光ファイバの先端に凸部Ｑを設けた光ファイバ４と光デバイス１に凹部Ｐを設けることにより、光ファイバ４を位置決めする時に簡易位置決めを可能とする。このように簡易位置決めを行った後、光ファイバ位置決光導波路３６から光Ｌ６６，Ｒ６６を照射して、光ファイバ位置決めを行う。例えば、光ファイバ４の先端を研磨し、Ｒ１００μｍの凸形状をつけ、この先端に合うように光ファイバ取付部の溝の形状も整形することで光ファイバ位置が簡易的に決まる構造とすることができた。
【００５４】
（光ファイバ付き光デバイス）
本発明による光ファイバ結合方法を用いると光ファイバ位置調整が効率的となると共に、接続損失が小さくなる。また、光ファイバ接続が効率化され、光ファイバとデバイスの組立コストを下げることが可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。また上記説明では、１つの光ファイバと光デバイスの結合部について部分的な図を用いて説明したが、本発明は、複数の光ファイバを含む光デバイスにも適用可能なものである。また、接着剤硬化用の光照射は、光デバイスの上面又は下面（図示した紙面に垂直な方向）から行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光デバイスと光ファイバの結合方法のフロー図。
【図２】（ａ）は同上結合方法に係る光デバイスの（ｂ）におけるＣ１−Ｃ１断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は同光デバイスに光ファイバを挿入した（ｄ）におけるＣ２−Ｃ２断面図、（ｄ）は（ｃ）の平面図、（ｅ）は前図の光ファイバ回りに接着剤を塗布した状態を示す（ｆ）におけるＣ３−Ｃ３断面図、（ｆ）は（ｅ）の平面図、（ｇ）は前図の接着剤に部分的に光照射している状態を示す（ｈ）におけるＣ４−Ｃ４断面図、（ｈ）は（ｇ）の平面図、（ｉ）は前図接着剤全体に光照射している状態を示す（ｊ）におけるＣ５−Ｃ５断面図、（ｊ）は（ｉ）の平面図。
【図３】（ａ）は本発明の他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す（ｂ）におけるＤ１−Ｄ１断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は同光デバイスに光ファイバを挿入した（ｄ）におけるＤ２−Ｄ２断面図、（ｄ）は（ｃ）の平面図、（ｅ）は前図の光ファイバ回りに接着剤を塗布した状態を示す（ｆ）におけるＤ３−Ｄ３断面図、（ｆ）は（ｅ）の平面図、（ｇ）は前図の接着剤に部分的に光照射している状態を示す（ｈ）におけるＤ４−Ｄ４断面図、（ｈ）は（ｇ）の平面図、（ｉ）は前図接着剤全体に光照射している状態を示す（ｊ）におけるＤ５−Ｄ５断面図、（ｊ）は（ｉ）の平面図。
【図４】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す（ｂ）におけるＥ１−Ｅ１断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は同光デバイスに挿入した光ファイバ回りの接着剤に部分的に光照射している状態を示す（ｄ）におけるＥ２−Ｅ２断面図、（ｄ）は（ｃ）の平面図。
【図５】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す（ｂ）におけるＦ２−Ｆ２断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ１−Ｆ１断面図。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す平面図。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す断面図。
【図８】（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す平面図。
【図９】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係る光ファイバ位置調整方法を示す平面図、（ｂ）は光ファイバ位置が調整された状態を示す平面図。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係る光ファイバ位置調整方法を示す平面図。
【図１１】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係る光ファイバ位置調整方法を示す平面図、（ｂ）は（ａ）において用いられる接着剤の特性図。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す断面図。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る光ファイバ位置調整方法を示す平面図。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す断面図。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態に係る光デバイスの構造を示す断面図。
【符号の説明】
１  光デバイス
２  光導波路
３  取付部
４  光ファイバ（光ファイバ用溝）
５  光ファイバコア
６  接着剤
６１〜６７  接着剤
２１〜３５  接着剤硬化用光導波路、光ファイバ位置調整用光導波路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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