(57)【要約】【課題】接続強度を高めた、光導波路と光ファイバの接続構造を提供すること。【解決手段】電気光学結晶からなる基板に形成された光導波路１５とフェルール１に固定された光ファイバ１７の接続構造において、フェルール１に接触または近接する前記光導波路上には直方体状あるいは板状の補強部材２がフェルール１に接触するように配設され、補強部材２と前記基板の間及び補強部材２の端面とフェルール１の端面の間は光透過性接着剤により接着固定され、かつ、補強部材２とフェルール１の端面付近がエポキシ系接着剤７によって覆われている。また、補強部材２が配設された面とは逆側の基板面上の接続部付近とフェルール１の端面付近がエポキシ系接着剤７によって覆われているとよい。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学結晶からなる基板に形成された光導波路とフェルールに固定された光ファイバの接続構造であって、前記光導波路上の前記フェルールに接触または近接する部分には直方体状あるいは板状の補強部材が前記フェルールに接触するように配設され、前記補強部材と前記基板の間、及び前記補強部材の端面と前記フェルールの端面の間は光透過性接着剤により接着固定され、かつ、前記補強部材と前記フェルールの端面付近がエポキシ系接着剤によって覆われていることを特徴とする光導波路と光ファイバの接続構造。
【請求項２】
前記補強部材が配設された面とは逆側の基板面上の接続部付近と前記フェルールの端面付近がエポキシ系接着剤によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路と光ファイバの接続構造。
【請求項３】
前記電気光学結晶はＬｉＮｂＯ３結晶であり、前記光導波路はＴｉ拡散光導波路であることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路と光ファイバの接続構造。
【請求項４】
前記光透過性接着剤は紫外線硬化型であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光導波路と光ファイバの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に設けられた光導波路と光ファイバの接続構造に係り、特に、電気光学結晶基板に形成された光導波路を用いた光部品に好適な光導波路と光ファイバの接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この分野では、基板に設けられた光導波路とフェルール付きの光ファイバの接続においては、光強度をモニタしながら、調芯を行い、その位置で紫外線硬化型接着剤を用いて固定している。その時、接続部の補強用として、やといと呼ばれる直方体状あるいは板状の補強部材を用いており、フェルールとの接着面積を増加させることにより接続強度を増加している。
【０００３】
図５に基づいてさらに説明する。図５は、従来の光導波路と光ファイバの接続部を示す図であり、図５（ａ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの平面図、図５（ｂ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの側面図、図５（ｃ）はフェルール径が１．２５ｍｍのときの側面図である。
【０００４】
図５（ａ）および（ｂ）において、１は直径２．５ｍｍのフェルール、２は補強部材、３は光導波路基板（光導波路を有する基板）、１５は光導波路、１６はミラー、そして、１７は光ファイバである。
【０００５】
このように、フェルール１の中心に位置する光ファイバ１７と光導波路１５を接続するときに、フェルール１の端面と光導波路基板３の端面との間の光透過性接着剤による接着の他に、補強部材（やとい）２を用いて、接着面積を増加させていた。
【０００６】
また、図５（ｃ）は、フェルール径が１．２５ｍｍの場合を示すが、この場合も補強部材２によって、接続部の固定強度の増加がなされていた。なお、４が直径１．２５ｍｍのフェルールである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、補強部材（やとい）を用いることにより、接続部の強度は上がるが、ある種の衝撃によって、接続部が破損してしまうことがある。また、小型化のために、フェルールの直径を小さくした時、フェルールの端面と基板または補強部材（やとい）の端面との接触面積が少ないために、十分な接着面積が得られず、接続強度が不足することがある。
【０００８】
この状況を図６を用いて説明する。図６は、フェルールと光導波路基板の接触面を示す断面図であり、図６（ａ）は直径２．５ｍｍのフェルールの場合、図６（ｂ）は直径１．２５ｍｍ程度のフェルールの場合を示す。
【０００９】
図６（ａ）において、直径２．５ｍｍのフェルール、光導波路基板、及び補強部材の接触面５はハッチングによって示されている。
【００１０】
また、図６（ｂ）において、直径１．２５ｍｍのフェルール、光導波路基板、及び補強部材の接触面６はハッチングによって示されているが、接触面積は、図６（ａ）の場合の１／４近くまで減少していることが分かる。このような状況においては、補強部材２を用いても、接着強度が十分にとれなくなる。
【００１１】
従って、本発明の課題は、光導波路基板とフェルールの間の接続強度を高めた光導波路と光ファイバの接続構造を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
光導波路基板とフェルールの接続の断面積、すなわち光導波路基板の端面とフェルール端面の接触して重なる面積は限られいる。また、光透過性の紫外線硬化型接着剤の機械的強度もある程度決まっていて、紫外線硬化型接着剤による接着強度を上げるために、硬化の過程における加圧力を大きく設定し過ぎると、歪みのために、接続部の光損失が増加する。
【００１３】
そこで、本発明においては、光透過性の紫外線硬化型接着剤による接続後に、フェルール端面の周辺付近および光導波路基板上の補強部材の付近にエポキシ系接着剤を塗布して硬化させることにより接続強度を増加させている。
【００１４】
すなわち、次のような構造により接続強度を上げている。（１）フェルールの端面に近い側面部分および端面の一部と、補強部材の上面、側面および端面の一部との間にエポキシ系接着剤を分布させる構造、（２）フェルールの端面に近い側面部分および端面の一部と、光導波路基板の下面との間にエポキシ系接着剤を分布させる構造、そして、（３）補強部材の側面、端面および上面と、光導波路基板の上面との間にエポキシ系接着剤を分布させる構造である。
【００１５】
これら３つの部分に分布するエポキシ系接着剤は、フェルールと光導波路基板との間の接続強度を増加させることができる。また、光導波路に歪みを与えることなく、補強部材と光導波路基板の間の固定力を強化する。
【００１６】
すなわち、上記（１）と（２）の構造はフェルールを光導波路基板から分離しようとする外力に対して有効に作用する。
【００１７】
また、（３）の構造は光導波路基板と補強部材の間の固定力を光導波路に歪みを与えることなく強化するとともに、間接的にフェルールと補強部材の間の結合力を強化する。
【００１８】
さらに、エポキシ系接着剤は、組成の調整により可撓性を付与することが可能であり、塊状に固化しているので、変形をわずかに許容することができ、光透過性接着剤による接着部分（フェルール端面と光導波路基板の端面との間、および補強部材と光導波路基板との間）に応力が集中することを防ぐ作用を行う。
【００１９】
すなわち、本発明の光導波路と光ファイバの接続構造は、電気光学結晶からなる基板に形成された光導波路とフェルールに固定された光ファイバの接続構造であって、前記光導波路上の前記フェルールに接触または近接する部分には直方体状あるいは板状の補強部材が前記フェルールに接触するように配設され、前記補強部材と前記基板の間、及び前記補強部材の端面と前記フェルールの端面の間は光透過性接着剤により接着固定され、かつ、前記補強部材と前記フェルールの端面付近がエポキシ系接着剤によって覆われている。
【００２０】
また、前記補強部材が配設された面とは逆側の基板面上の接続部付近と前記フェルールの端面付近がエポキシ系接着剤によって覆われているとよい。
【００２１】
また、前記電気光学結晶はＬｉＮｂＯ３結晶であり、前記光導波路はＴｉ拡散光導波路とすることができる。
【００２２】
そして、前記光透過性接着剤は紫外線硬化型とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の一形態における光導波路と光ファイバの接続部を示す図である。図１（ａ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの平面図、図１（ｂ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの側面図、そして、図１（ｃ）はフェルール径が１．２５ｍｍのときの側面図である。
【００２５】
本実施の形態は、反射型のマッハツェンダ干渉計をなす光導波路を有する電気光学結晶基板に入出力用の光ファイバを接続する形態である。ここで、電気光学結晶としては、ＬｉＮｂＯ３　結晶を用い、光導波路はＴｉを熱拡散して形成した。
【００２６】
図１において、１は直径２．５ｍｍのフェルール、２は補強部材、３は光導波路基板、１５は光導波路、１６はミラー、１７は光ファイバを示し、従来例において、既に説明したとおりである。さらに、７は補強用のエポキシ系接着剤を示す。
【００２７】
また、図２は、本実施の形態における光導波路と光ファイバの接続部を形成する工程を示す図である。図２（ａ）は光強度モニタによりフェルールと光導波路基板の位置を合わせた後に補強部材を押し付ける様子を示す図であり、図２（ｂ）はフェルールと光導波路基板と補強部材を光透過性接着剤で固定した様子を示す図であり、図２（ｃ）は塗布具を用いて、接続部にエポキシ系接着剤を塗布する様子を示す図である。
【００２８】
図２を用いて、本実施の形態による光導波路と光ファイバの接続構造の形成過程を説明する。最初に、従来通り、図２（ａ）に示すように、光導波路基板３にフェルール１を突き合わせて、光強度をモニタしながら、光導波路とフェルールの調芯を行い、補強部材（やとい）２をフェルール端面に軽く押しつけ、その位置で紫外線硬化型接着剤を用いて、硬化する。その結果、図２（ｂ）に示す接続部ができる。
【００２９】
次に、図２（ｃ）に示すように、エポキシ系接着剤７を、ガラスファイバからなる塗布具８の直径０．１ｍｍ程度の先端に付着させた後、フェルール周りおよびその端面に薄く塗布する。
【００３０】
その後、恒温槽等を用いて、６時間で５０℃程度までゆっくりと上げ、そのまま１２時間程度、温度を一定に保つ。その後、６時間程度をかけて２０℃程度まで下げるという温度プロファイルでエポキシ系接着剤を硬化する。図３にその温度プロファイルを示す。
【００３１】
この硬化の時、光軸のずれ等の光損失をモニタするために、１ｍＷ程度の光を光導波路に入力し、光導波路の端に接着されたミラー１６で反射された戻り光量をモニタし、接続状況のチェックを行う。図４に、そのモニタ系を示す。９は光サーキュレータ、１０は恒温槽内部、１１は光源、１２は光出力測定器、そして、１８は本実施の形態において作製している反射型の光導波路部品を示す。
【００３２】
このようにして、本実施の形態による光導波路と光ファイバの接続構造を有する光導波路部品が得られる。
【００３３】
以上に説明したように、本発明の光導波路と光ファイバの接続構造により、損失を増加させることなく、基板上の光導波路と光ファイバの接続強度を高めるとともに、衝撃力に対して変形を許容することができる信頼性の高い接続構造ができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上の光導波路とフェルールに支持された光ファイバの接続部の機械強度を光損失に影響を与えずに大きく向上できる。
【００３５】
また、光導波路部品の小型化のために、フェルール径を小さくしても、強度的な問題がなくなる。
【００３６】
すなわち、本発明によれば、光導波路基板とフェルールの間の接続強度を高めた光導波路と光ファイバの接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の一形態における光導波路と光ファイバの接続部示す図。図１（ａ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの平面図、図１（ｂ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの側面図、図１（ｃ）はフェルール径が１．２５ｍｍのときの側面図。
【図２】実施の一形態における光導波路と光ファイバの接続部を形成する工程を示す図。図２（ａ）は光強度モニタによりフェルールと光導波路基板の位置を合わせた後に補強部材を押し付ける様子を示す図。図２（ｂ）はフェルールと光導波路基板と補強部材を光透過性接着剤で固定した様子を示す図。図２（ｃ）は塗布具を用いて、接続部にエポキシ系接着剤を塗布する様子を示す図。
【図３】補強用のエポキシ系接着剤を硬化するときの温度プロファイルを示す図。
【図４】反射型の光導波路部品に対する、エポキシ系接着剤の硬化時の光損失のモニタ系を示す図。
【図５】従来の光導波路と光ファイバの接続部を示す図。図５（ａ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの平面図、図５（ｂ）はフェルール径が２．５ｍｍのときの側面図、図５（ｃ）はフェルール径が１．２５ｍｍのときの側面図。
【図６】フェルールと光導波路基板の接触面を示す断面図。図６（ａ）は直径２．５ｍｍのフェルールの場合を示す図、図６（ｂ）は直径１．２５ｍｍ程度のフェルールの場合を示す図。
【符号の説明】
１　　直径２．５ｍｍのフェルール
２　　補強部材
３　　光導波路基板
４　　直径１．２５ｍｍのフェルール
５　　直径２．５ｍｍのフェルール、光導波路基板、及び補強部材の接触面
６　　直径１．２５ｍｍのフェルール、光導波路基板、及び補強部材の接触面
７　　エポキシ系接着剤
８　　塗布具
９　　光サーキュレータ
１０　　恒温槽内部
１１　　光源
１２　　光出力測定器
１５　　光導波路
１６　　ミラー
１７　　光ファイバ
１８　　光導波路部品
【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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