台湾专利TW201303397A 光導波管型光模組以及光導波管型間距變換器

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专利摘要:
提供一種光導波管結構體等可使包含光導波管結構體之光導波管型光模組之插入損失及其變動能比習知較加以減輕。由本發明之光導波管結構體6係包括基板(12)與光導波管(14)。其中，基板(12)係設上游側溝列(8)及下游側溝列(10)，光導波管(14)係加以積層於上游側溝列(8)與下游側溝列(10)之間的基板(12)上。光導波管之纖核(14b)係，以與位置決定於溝列(8、10)之溝的光纖之纖核(2a、4a)在上下方向以相同水準排列之方式加以形成的同時，為光纖(2、4)間之光傳達，具有上游側端口(20)與，與其同數或比其較多之下游側端口(22)。下游側之溝數對於上游側之溝數的比係，較下游側端口數對於上游側端口數的比為小。
公开号:TW201303397A
申请号:TW101132533
申请日:2005-06-16
公开日:2013-01-16
发明作者:Nobuo Miyadera；Rei Yamamoto；Shigeyuki Yagi
申请人:Hitachi Chemical Co Ltd；
IPC主号:G02B6-00

专利说明:
光導波管型光模組以及光導波管型間距變換器
本發明係關於光導波管型光模組之構成要素的光導波管結構體，光導波管型光模組以及與光導波管結合加以構成光模組之光纖陣列，詳細係，關於在設將光纖加以位置決定之溝的基板上，加以積層與光纖結合之光導波管的光導波管結構體及含此結構體之光導波管型光模組，及設支持光纖之溝的上述光導波管結構體、光導波管型光模組、及光纖陣列。
從習知，已知在設為使光纖加以決定位置之溝的基板上，有將與光纖結合之光導波管所積層的光導波管結構體以及含此之光導波管型模組(參照專利文獻1)。
又，從習知，已知為光導波管型光模組之構成要素的光導波路結構體、光導波管型光模組、及藉由與光導波管加以結成以構成光模組的光纖陣列，特別，已知設支持光纖之溝的，上述光導波管結構體、光導波管型模組，及光纖陣列(參照專利文獻1)。
習知之光導波管結構體的第一例，以參照圖17~圖19加以說明。圖17係包含習知之光導波管結構體之光導波管型光模組的平面圖。又，圖18係，在圖17之線XVIII-XVIII的部分擴大斷面圖，圖19係在圖17之線X1X-X1X的部分擴大斷面圖。
如圖17~圖19所示，光導波管型光模組200係，包括沿伸於長度方向之1條上游側光纖202，與上游側光纖202在長度方向以間隔加以隔開並且以互相排列於橫方向之8條下游側光纖204，及使上游側光纖202所傳播之光傳達於下游側光纖204之光導波管結構體206。上游側光纖202及下游側光纖204係各具有沿伸於其長度方向之纖核202a、204a。
光導波管結構體206係包括基板212與光導波管214，其中，基板212係設以間隔加以隔開之延伸於長度方向的上游側溝208及下流側溝210a~210h，光導波管214係加以積層於上游側溝208與下游側溝210a~210h間之基板212上。在上游側溝208係上游側光纖202加以位置決定，在下游側溝210a~210h係下游側光纖204加以位置決定。
光導波管214係包含積層於基板212上之下部纖覆214a、形成於下部纖覆214a上之纖核214b、及積層於下部纖覆214a與纖核214b上之上部纖覆214c。光導波管214之纖核214b係，使光纖202、204支持於上流側溝208及下流側溝210a~210h上加以位置決定時以與光纖202、204之纖核202a、204a在上下方向以相同水準排列之方式加以形成。
又，光導波管214之纖核214b係為加以傳達以位置決定於上游側溝208之上游側光纖202與以位置決定於下游側溝210a~210h之下游側光纖204間的光起見，具有與上游側溝208加以排列之一個上游側端口(port)220與，與下游側溝加以排列之下游側端口222。在圖示之光導波管結構體206，光導波管214之纖核214b係從一個上游側端口220隨著向下游側加以分歧，在終端成為8個下游側端口。又，光導波管214係，具有上游側端口近傍之上游部分224a、上游側端口220與下游側端口222中間之中間部分224b、及下游側端口222近傍之下流部分224c。
通過1條上游側光纖202加以傳播之光係，從上游側端口220傳達於光導波管214，隨著進行於下游側加以分歧，從8個下游側端口222加以傳達於8條下游側光纖204。因此，光導波管型模組200係，以光分光器(light splitter)加以機能。尚且，使光從下游側光纖204向上游側光纖202以逆方向進行時，光導波管型光模組200係，以光結合器加以機能。
其次，將光導波管型光模組之構成要素的習知光導管結構體之第二例，以參照圖20~圖22加以說明。圖20係．包含習知光導波管結構體之光導波管型光模組的平面圖。又，圖21係，在圖20之線XXI-XXI的部分擴大斷面圖，圖22係，在圖20之線XXⅡ-XXⅡ的斷面圖。
如圖20~圖22所示，光導波管型光模組300係，包括沿伸於長度方向之1條上游側光纖302、與上游側光纖302在長度方向以間隔加以隔開並且以互相排列於橫方向之8條下流側光纖304、及加以支持上游側光纖302及下游側光纖304的同時將從1條上游側光纖302所傳播之光傳達於8條下游側光纖304的光導波管結構體306。光導波管型光模組300係，更且，具有各使上游側光纖302及下游側光纖304，向光導波管結構體306按壓之按壓蓋(lid)308a、308b與，為使光纖302、304、光導波管結構體306及按壓蓋308a、308b互相固定起見在此等間加以充填之接著劑310。
各上游側光纖302及下游側光纖304係具有各沿申於長度方向之纖核302a、304d，光導波管結構體306係包括基板312與，積層於基板312上之光導波管314。基板312係，具有橫寬度W之上面316，其上面316係設為加以支持上游側光纖302及下游側光纖304之溝318。光導波管314係具有纖核314a，此纖核314a係，使光纖302、304支持於溝318上加以位置決定時以能與光纖302、304之纖核302a、304a排列的方式加以形成。按壓蓋308a、308b係，具有與基板312相同橫寬度，具有與光纖302、304接觸之接觸溝322。
通過1條上游側光纖302所傳播之光係，傳達於光導波管314，隨著進行於下游側加以分歧，傳達於8條下游側光纖304。因此，光導波管型光模組300係，以光分光器加以機能。尚且，使光從下游側光纖304向上游側光纖302進行於逆方向時，光導波管型光模組300係，以光結合器加以機能。
又，從上游側光纖302向光導波管314傳播光時，及從光導波管314向下游側光纖304傳播光時，在傳達之光能量，產生稱為插入損失(insertion loss)之損失。
專利文獻：日本專利特開平11-125731
在上述之第一例的光導波管型光模組200，從上游側光纖202向光導波路214傳播光時，及從光導波管214向下游側光纖204傳達光時，在傳達之光能量，產生稱為插入損失之損失。插入損失係，使下游側之光能量(Po)對於上游側之光能量(Pi)之比以分貝(decibel)單位表示者(10log₁₀(Po/Pi))。光導波管型光模組200之插入損失係以愈小愈好。尚且，如本申請案之光模組不含放大機能之增益(gain)的情形係，Po<Pi之關係，將插入損失基於上式以分貝單位表示將成為負之數值。又，無插入損失之場合，基於上式之插入損失係，成為0之數值。因此，在本說明書插入損失小係，與慣例同樣，上式之負的數值為大，即，上式之數值的絕對值為小近於0之意。此係，也可適用於包含插入損失增益之情形。此種場合係，藉由使增益部分加以分離觀察時，可明瞭插入損失。如此，可期望提供使光導波管型光模組之插入損失能比習知加以減輕之光導波管結構體。
又，在圖17~圖19所示之光導波管型光模組200的插入損失，即，上游側光纖202與光導波管214間之插入損失，或，光導波管214與下游側光纖204間之插入損失係，按照周圍溫度之變化加以變動。特別，光導波管型光模組之一例的光分光器及光結合器等係以配置於屋外之光網際網路網之一部分加以使用，其周圍溫度係，例如，在-40℃~+85℃之範圍加以變化。該光導波管型光模組係，由周圍溫度之變化插入損失加以變動時，不能發揮本來之性能。因此，周圍溫度變化時之光導波管型光模組的插入損失之變動係，以愈小為宜。如此，期待可提供使光導波管型光模組之插入損失的變動能比習知加以減輕的光導波管結構體。
又，在上述之第二例的光導波管型光模組300，上游側之按壓蓋309a對於基板312有以傾斜於橫方向加以固定之傾向(參照圖22)。此種場合，在上游側光纖302之兩側，押壓蓋308a與基板312上面之間的距離成為相異的同時，接著劑310之厚度成為相異。
如上所述，光導波管型光模組300之一例的光分光器及光結合器等係，以配置於屋外之光網際網路網之一部分加以使用，其周圍溫度係，例如，在-40℃~+85℃之範圍加以變化，周圍溫度變化時，基板312、按壓蓋308a、接著劑310係，各按照相異之熱膨脹係數加以膨脹或加以收縮。因此，接著劑310之厚度在上游側光纖302的兩側為相異，周圍溫度變化時，在上游側光纖302有不均等之應力作用，引起插入損失之低降。在周圍溫度變化時之光導波管型模組300的插入損失之變動係，以愈小為宜。
如此，期待可提供作為光導波管型光模組之構成要素，在周圍溫度變化時能加以減輕光導光管型光模組之插入損失變動的光導波管結構體。以同樣可提供在周圍溫度變化時能加以減輕插入損失之變動的光導波管型光模組本體。
又，以同樣，期待可提供藉由與光導波管結合以構成光模組之光纖陣列，在周圍溫度變化時之光模組之損失變動可加以減輕之光纖陣列。
在此，本發明係以提供使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失能比習知加以減輕之光導波管結構體及含此之光導波管型光模組為第一目的。
又，本發明係以提供在周圍溫度變化時，可加以減輕包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失變動之光導波管結構體及含此的光導波管型光模組為第二目的。
又，本發明係以提供，藉由與光導波管結合加以構成光模組，在周圍溫度變化時能加以減輕光模組之損失變動的光纖陣列為第三目的。
本申請案之發明者係，對於上述之習知光導波管結構體206加以詳細檢討。其結果，以得在光導波管214之上游部分224a之下部纖覆214a的厚度與，在下游部分224c之下部纖覆214a的厚度嚴密上為相異，有影響於插入損失之增大的見識。本案發明係，在與配置光纖之溝加以排列之光導波管之端口部分，為使積層於基板之下部纖覆的厚度以互相接近經銳意努力之結果所達成的發明。
為達成上述第一及第二目的起見，由本發明之第一側面之光導波管結構體係，包含延伸於長度方向並且排列於橫方向之溝所構成的第一溝列及第二溝列互相以間隔加以隔開於長度方向加以設置之基板與，在第一溝列與第二溝列間之基板上加以積層之光導波管的光導波管結構體，光導波管係，包含積層於基板上之纖覆與，積層於此纖覆上之纖核，光導波管之纖核係，在使光纖支持於第一溝列及第二溝列之溝上加以位置決定時與光纖之纖核在上下方向以同一水準排列之方式加以形成的同時，為位置決定於第一溝列及第二溝列之光纖間的光傳達起見，具有與第一溝列之溝加以排列的至少一個第一端口與，與第二溝列之溝加以排列的與第一端口同數或較多之第二端口，對於第一溝列之溝數的第二溝列之溝數的比，較對於第一端口數之第二端口數的比小為特徵。
依照以如此構成之由本發明之光導波管結構體時，在基板設置第一溝列及第二溝列後，在第一溝列與第二溝列間之基板上加以積層光導波管之纖覆，更且，在纖覆上加以積層纖核。此光導波管之纖核係，在使光纖支持於第一溝列及第二溝列之溝上加以位置決定時以與光纖之纖核在上下方向以同一水準排列之方式加以形成。以如此，從第一溝列之溝所位置決定之光纖傳播進來之光係，進入光導波管之第一端口，例如，從第二端口出去，加以傳達於在第二溝列之溝所位置決定的光纖。
位置決定於第一溝列之溝的光纖與光導波管間的插入損失，及光導波管與位置決定於第二溝列之溝的光纖間的插入損失係，光纖之纖核之上下方向水準與在第一端口及第二端口的光導波管之纖核的上下方向水準以愈相同為愈少。換言之，在第一端口之纖覆厚度，雖然為使光纖之纖核與光導波管之纖核加以排列的適宜之厚度，在第二端口之纖覆厚度與再第一端口之纖覆厚度為相異時，在第二端口之纖覆厚度係，不成為使光纖之纖核與光導波管之纖核加以適宜排列的厚度。由此，產生光導波管型光模組之插入損失。本發明者係以得到在光導波管之第一端口的纖覆厚度係，受第一溝列之溝數及/或溝之間隔的影響，在光導波管之第二端口的纖覆厚度係，受第二溝列之溝數及/或溝之間隔影響的見識。
例如，在習知之光導波管結構體(光分光器)下游側端口(第二端口)數比上游側端口(第一端口)數較多，對於上游側端口(第一端口)數(例如，1個)加以設置與其同數之溝(例如，1個第一溝列之溝)，對於下游側端口(第二端口)數(例如，8個)加以設置與其同數之溝(例如，8個第二溝列之溝)。第一溝列之溝係，為1個無鄰接之溝，第二溝列之溝係，比第一溝列之溝數較多，加以配置於等間隔。第一溝列與第二溝列間之溝數及溝之間隔為相異，在第一端口之纖覆厚度與在第二端口之纖覆厚度為相異。因此有餘地加以減輕插入損失，此種場合對於第一溝列之溝數的第二溝列之溝數的比係，與對於第一端口數之第二端口數的比為相同(例如，為8)。
對此，在本發明係，藉由使第一溝列之溝數及/或溝之間隔接近於第二溝列之溝數，具體上係，藉由增加第一溝列之溝數，可使光導波管之在第一端口的纖覆厚度接近於光導波管之在第二端口的纖覆厚度。例如，對於一個上游側端口(第一端口)設兩個溝(第一溝列之溝)，對於8個下游側端口(第二端口)設與其同數之8個溝(第二溝列之溝)。此種場合，對於第一溝列之溝數的第二溝列之溝數比為4，對於第一端口數之第二端口數的比為8之關係，前者比後者較小。
其結果，可使包含光導波管結構體之光導波型光模組的插入損失比習知加以減輕。又，隨伴於此，在周圍溫度變化時，可使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失之變動加以減輕。
又，例如，上游側端口(第一端口)數與下游側端口(第二端口)數為相同之習知光導波管結構體(間距變換器(pitch converter))係，對於上游側端口(第一端口)數(例如，4個)加以設與其同數之溝(例如，4個第一溝列之溝)，對於下游側端口(第二端口)數(例如，4個)加以設與其同數之溝(例如，4個第二溝列之溝)。更且，從上游側向下游側加以使間距窄小之場合，第一溝列之溝及第二溝列之溝係加以設成為等間隔，第一溝列之溝間距，即，間隔係，比第二溝之間距以較大加以配置。
第一溝列與第二溝列間的溝間隔為相異，在第一端口之纖覆厚度與在第二端口知纖覆厚度為相異。因此，有餘地加以減輕插入損失。此種場合，對於第一溝列之溝數的第二溝列之溝數的比係，與對於第一端口數之第二端口數的比為相同(例如，為1)。
對此，本發明係，使第一溝列之溝間隔接近於第二溝列之間隔，具體上係，藉由增加第一溝列之溝數，可使光導波管之在第一端口的纖覆厚度接近於光導波管之在第二端口的纖覆厚度。例如，在4個上游側端口(第一端口)間各加以追加溝，設合計7個溝(第一溝列之溝)，對於4個下游側端口(第二端口)各設同數之4個溝(第二溝列之溝)。此種場合，對於第一溝列之溝數的第二溝列之溝數的比為4/7，對於第一端口數之第二端口數的比為1之關係，前者係比後者較小。
其結果，可使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失比習知加以減輕。又，隨伴於此，在周圍溫度變化時，可使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失之變動加以減輕。
在本發明之實施例，最好係，第二溝列之溝係，設於等間隔，第一溝列係，包含與第一端口之1個加以排列之整列溝與，鄰接於此整列溝之兩側並且從此以等間隔配置於橫方向之兩個橫側溝，此橫側溝中至至少一方係，與第一端口之任一方加以錯開配置。
以如此所構成之光導波管結構體，第一溝列之1個整列溝係，最受在其兩側所鄰接之橫側溝的影響。第二溝列之溝以設於等間隔之關係，第二溝列之各溝係以均等受鄰接於其兩側並且從此以配置於等間隔之溝的影響。其結果，光導波管之在第二端口知纖覆厚度加以均一化，對於光導波管型模組全體，可加以減輕插入損失。
又，在習知光導波管結構體係，對於在與第一端口加以排列之溝的兩側無溝存在，在本發明係，在第一溝列之整列溝的兩側並且從以等間隔設兩個橫側溝。即，第一溝列之溝數及溝之間隔接近於第二溝列之溝數及溝之間隔。藉此，整列溝係，以均等受鄰接於其兩側之橫側溝的影響，可使在光導波管之第一端口的纖覆厚度接近於在第二端口的纖覆厚度。其結果，可加以減輕光導波管型光模組的插入損失。
尚且，第一端口設3個以上，橫側溝兩方都與第一端口加以排列時係成為與習知光導波管結構體同樣之結構。
在本發明之實施例，最好係，第一溝列之整列溝與橫側溝之間的間隔係，以與第二溝列之溝的間隔為相同。
以如此加以構成之光導波管結構體係藉由使整列溝與橫側溝之間隔與第二溝列之溝的間隔為相同時，可使光導波管之在第一端口之纖覆厚度更接近於在第二端口之纖覆厚度。其結果，可加以減輕光導波管型光模組之插入損失。
在本發明之實施例，最好係，第一溝列及第二溝列係，在光導波管結構體之所有橫寬度全體範圍加以設於等間隔，第一溝列之溝的間隔與第二溝列之溝的間隔為相同。
以如此所構成之光導波管結構體係，在其所有橫寬度全體範圍第一溝列及第二溝列之加以設於等間隔之關係，可使光導波管之在任意第一端口的纖覆厚度與在任意之第二端口的纖覆厚度加以接近。
藉此，可更加以減輕光導波管型光模組的插入損失。
又，為同時加以形成複數光導波管結構體起見在僅設第一溝列及第二溝列之基板，不管設光導波管之第一端口及第二端口的處所，可使在第一端口之纖覆厚度與在第二端口之纖覆厚度比習知較能加以接近。
在本發明之實施例，最好係，第一溝列之溝與第二溝列之溝係，以互相在橫方向錯開加以交錯配置。
在以如此加以構成之光導波管結構體係，可加以减低在第一溝列之溝加以位置決定的光纖與在第二溝列之溝加以位置決定的光纖之間的漏光。詳細係，從位置決定於第一溝列之溝上的光纖應向第一端口加以輸入之光中，起因於模場(mode field)之不整合或軸偏移、傾斜(tilt)、空隙(gap)等不到第一端口，即不加以輸入於光導波管之纖核的成分，有加以傳播光導波管之纖覆或基板內部等，輸入於在與第一溝列之溝對向之第二溝列之溝上加以位置決定的光纖之情形。此現象係，以第一溝列之溝與第二溝列之溝為對向，在此等溝上所位置決定之光纖加以配置於同軸上的場合成為顯著。因此，為使光纖不配置於同軸上，第一溝列之溝與第二溝列之溝藉由互相在橫方向錯開加以交錯配置，可使漏光加以低减。
在本發明之實施例，最好係，光導波管之纖覆及纖核係，以聚合物加以形成。
又，為達成上述第一及第二目的，由本發明之第一側面之光導波管型光模組係包括上述之光導波管結構體，以與第一端口排列之方式在第一溝列的溝加以位置決定之第一光纖，及以與第二端口排列之方式在第二溝列的溝加以位置決定之第二光纖為特徵。
又，為達成上述第一及第二目的，由本發明之第二側面的光導波管結構體係，包括延伸於長度方向之溝的基板與，在基板上以鄰接於溝之長度方向加以積層之光導波管的光導波管結構體，光導波管係包含在基板上所積層之纖覆與，在此纖覆上所積層之纖核，光導波管之纖核係，至少包括為使光在溝加以位置決定之光纖的纖核與光導波管的纖核之間加以傳播所設的第一端口及第二端口，溝係包含第一整列溝、鄰接溝、第二整列溝及非整列溝為特徵。其中，第一整列溝係與第一端口加以排列，鄰接溝係，與第一整列溝鄰接於橫方向加以配置，第二整列溝係，與第二端口加以排列，非整列溝係，為使在第二端口之纖覆厚度接近於在第一端口之纖覆厚度，與第二整列溝以鄰接於橫方向並且從端口之任何一方加以偏移設置。
依照以如此所構成之由本發明之光導波管結構體時，在基板設溝後，在基板上，加以積層與溝之長度方向所鄰接之光導波管的纖覆，更且，在纖覆上加以積層纖核。此光導波管之纖核係，包含為使光在溝加以位置決定之光纖的纖核與光導波管的纖核之間加以傳達所設的第一端口及第二端口。藉此，例如，從位置決定於溝之光纖所傳播之光係，進入光導波管之第一端口，光傳達於光導波管，從第二端口傳達於別的光纖。
以位置決定於溝之光纖與光導波管之間的插入損失係，以光纖之纖核的上下方向水準與在端口之光導波管之纖核的上下方向水準愈相同為愈小。本發明者係，得到在光導波管之端口的纖覆厚度係，受與端口整列之溝與此溝鄰接於橫方向所配置的其他溝之間的距離即間距、及兩者溝之形狀和寬度、長度、深度等之尺寸的影響之見識。
與第一端口排列之第一整列溝係，與鄰接溝鄰接於橫方向之關係，第一端口之纖覆厚度係，受鄰接溝的影響。藉由設與第二端口排列之第二整列溝與鄰接於橫方向並且從端口之任何一方偏移的非整列溝，與不設非整列溝之場合比較，可使第二端口之纖覆厚度接近於在第一端口之纖覆厚度。尚且，鄰接溝係，可與端口加以排列，也可不加以排列。又，非整列溝係，在形成階段成溝即可，在光導波管結構體，也可殘留一半。
例如，為光分光器之光導波管結構體的一例係，具有輸入側之1個端口(第二端口)與，輸出側之複數端口(第一端口)。習知，對於輸入側之1個端口設1個溝(第二整列溝)對於輸出側之複數端口設與其同數之溝(第一整列溝及鄰接溝等)。此種場合，輸入側之溝，(第二整列溝)係，無鄰接之溝的關係，不受其他溝之影響。對此，輸出側之複數溝(第一整列溝等)係，互相受影響。藉此，在輸入側(第二端口)之纖覆厚度與在輸出側之端口(第一端口)的纖覆厚度為相異，有減輕插入損失之餘地。
在本發明係，藉由設鄰接於輸入側之溝(第二整列溝)並且與端口偏移所配置之非整列溝，可使在輸入側之端口(第二端口)之纖覆厚度接近於在輸出側端口(第一端口)之纖覆厚度。其結果，可使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失減輕的同時，在周圍溫度變化時，能使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失之變動加以減輕。
非整列溝係，只要可使在輸入側之端口的纖覆厚度能接近於在輸出側之端口的纖覆厚度時，可在輸入側之溝(第二整列溝)的一側，也可在兩側。又，也可構成非整列溝排列於橫方向之非整列溝列。又，非整列溝之形狀及尺寸係為任意。
又，為間距變換器之光導波管結構體的一例係，輸出側之端口(第二端口等)之間距比輸入側之端口(第一端口等)的間距變寬。習知，對於輸出側之端口(第二端口)設與其同數之溝(第二整列溝等)，對於輸入側之端口(第一端口)設與其同數之溝(第一整列溝及鄰接溝等)。此種場合，輸出側與輸入側其溝之間距為相異之關係，在輸出側與輸入側，從鄰接之溝所受之影響為相異。藉此，在輸出側之端口(第二端口)之纖覆厚度與在輸入側端口(第一端口)之纖覆厚度為相異，有使插入損失加以減輕之餘地。在本發明係，藉由設鄰接於間距較寬的輸出側之溝(第二整列溝)並且與端口以偏移加以配置的非整列溝，以使輸出側之間距變狹窄，可使輸出側之端口(第二端口)之纖覆厚度接近於輸入側端口(第一端口)之纖覆厚度。又，對於輸入側端口與輸出側端口之總端口數，藉由設比與其同數較多之溝(第一整列溝及鄰接溝等與第二整列溝等)，也可使輸入側之最邊緣之端口(第二端口)的纖覆厚度接近於輸入側之其他端口(第一端口)的纖覆厚度。其結果，可使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失加以減輕的同時，在周圍溫度變化時，能使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失之變動加以減輕。
非整列溝係，只要能使在輸出列之端口的纖覆厚度接近於在輸入側之端口的纖覆厚度時，也可構成排列於橫方向之非整列溝列。又，非整列溝之形狀及尺寸係為任意。
又，在上述之間距變換器，習知，在輸入側之最邊緣的溝(第二整列溝)係，僅在一邊有鄰接之溝的關係，只有從一邊受鄰接溝之影響。對此，輸入側之其他溝(第一整列溝)係，在兩側有溝(鄰接溝)之關係，從兩側受鄰接溝之影響。藉此，在輸入側之最邊緣之端口(第二端口)之纖覆厚度與在輸入側之其他端口(第一端口)的纖覆厚度為相異，有使插入損失加以減輕之餘地。在本發明係，藉由在輸入側之最邊緣之溝(第一整列溝)的無鄰接溝之一邊設鄰接並且與端口以偏移加以配置的非整列溝，可使在輸入側之最邊緣之端口(第二端口)的纖覆厚度接近於輸入側之其他端口(第一端口)的纖覆厚度。其結果，可使包含光導波結構體之光導波管型光模組的插入損失加以減輕的同時，在周圍溫度變化時，能使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失之變動加以減輕。
非整列溝係，只要可使在輸入側之最邊緣的端口之纖覆厚度接近於在輸入側之其他端口的纖覆厚度時，也可為排列於橫方向之非整列溝列。又，非整列溝之形狀及尺寸係為任意。
又，為達成上述第二目的，由本發明之第三側面之光導波管結構體係，為光導波管型光模組之構成要素的光導波管結構體，包括基板及光導波管，其中，基板係具有加以支持延伸於長度方向之光纖的支持部分，光導波管係鄰接於基板之支持部分與基板加以形成於一體，包含為支持於支持部分之光纖間使光加以傳達之纖核。支持部分係，包含具有橫寬之上面，在此上面係，在對於其橫寬之中心線上或其橫方向之一方，設與光導波管之纖核排列於長度方向並且為支持光纖的整列溝，至少在上述中心線上或他方，設與光導波管之纖核以偏移加以配置並且具有與整列溝相同斷面形狀之非整列溝為特徵。
依照以如此所構成之由本發明之光導波管結構體時，在基板之支持部分的上面所設之整列溝加以支持光纖時，使光纖與光導波管之纖核加以排列，在其間可使光加以傳達。為使光纖加以固定於基板之支持部分，使用將光纖向支持部分按壓之按壓構件並且在支持部分，光纖及支持部分間之空間充填接著劑的場合，在設於支持部分之上面並且與整列具有相同斷面形狀之非整列溝與按壓構件之間，藉由挾持與光纖具有相同斷面形狀之挾持構件，可使按壓構件對於基板之上面能加以固定於大略平行。詳細係，按壓構件係，一般，具有與基板之支持部分的上面相同之橫寬。此種場合，按壓構件之重心係，在對於支持部分部之橫寬的中心線上。在支持部分之上面，整列溝在中心線上或一方時，按壓構件之重心在中心線上的關係，按壓構件係，有傾斜於他方之可能性。但，設於他方之非整列溝與按壓構件之間藉由挾持挾持構件，可防止按壓構件以傾斜於他方之狀態加以固定之情形。藉此，光纖兩側之接著劑厚度成為均等，在周圍溫度變化時作用於光纖之應力變為均等。其結果，光導波管型光模組之構成要素的，由本發明之光導波管結構體係，在周圍溫度變化時之光導波管型光模組的插入損失之變動可加以減輕。
尚且，整列溝與非整列溝之兩方不能存在於中心線上之關係，一方在中心線上時，他方係不存在於中心線上。又，按壓構件係，不必要具有與支持部分相同之橫寬。又，雖然按壓構件之重心不在中心線上的場合，只要按壓構件之重心在上述之整列溝或非整列溝之上，或，在其中間時，係為在本發明之範圍內。
在本發明之實施例，最好係，整列溝在中心線上設1個，非整列溝係，設於整列溝之橫方向兩側。
依照以如此加以構成之光導波管結構體時，整列溝在中心線上設1個時，按壓構件之重心一般係在中心線上之關係，按壓構件係，有傾斜於中心線之兩方的可能性。但，在中心線之兩側所設之非整列溝與按壓構件之間藉由加以挾持挾持構件，可防止按壓構件以傾斜之狀態加以固定之情形。因此，如上述，在周圍溫度變化時可使包含光導波管型光模組之插入損失的變動加以減輕。
又，為達成上述第二目的，由本發明之第三側面之光導波管型光模組係，包括基板、光導波管、光纖、按壓構件、及接著劑。其中，基板係具有加以支持延伸於長度方向之光纖的支持部分，光導波管係鄰接於基板之支持部分與基板加以形成於一體，包含為支持於支持部分之光纖間使光加以傳達之纖核，光纖係支持於支持部分，按壓部件係使光纖向基板之支持部分加以按壓，接著劑係，使光纖加以固定於支持部分，在支持部分，光纖及按壓部件間之空間加以充填。支持部分係，包含上面，在此上面係，通過按壓構件之重心並且延伸於長度方向之中心線上或其橫方向之一方，加以設與光導波管之纖核排列於長度方向並且支持光纖之支持溝，至少在中心線上或他方，加以設與光導波管之纖核以偏移加以配置並且與支持溝具有相同斷面形狀之非支持溝，更且，包括在非支持溝與按壓構件之間加以挾持並且具有與光纖相同斷面形狀的挾持構件為特徵。
依照以如此所構成之光導波管型光模組時，在上述之光導波管結構體之整列溝及非整列溝各與支持溝及非支持溝加以置換時，可加以奏出與上述光導波管結構體同樣之效果。其結果，由本發明之光導波管型光模組係，在周圍溫度變化時之插入損失的變動可加以減輕。
又，為達成上述第三目的，由本發明之第三側面之光纖陣列係，藉由與光導波管結合加以構成光模組之光纖陣列係，包括支持基板、光纖、按壓構件，及接著劑。其中，支持基板係加以支持延伸於長度方向之光纖，光纖係支持於支持基板，按壓構件係使光纖向支持基板加以按壓，接著劑係為使光纖加以固定於支持基板，在支持基板、光纖及按壓構件間之空間加以充填。支持基板係包含上面，在此上面係，通過按壓構件之重心並且延伸於長度方向之中心線上或一方，加以設支持光纖之支持溝，至少在上述中心線上或他方，加以設具有與支持溝相同斷面形狀之非支持溝，更且，包括，與光纖具有相同斷面形狀，在基板之非支持溝與按壓構件之間加以挾持之挾持構件為特徵。
依照以如此加以構成之光纖陣列時，在上述光導波管結構體的基板支持構件，整列溝及非整列溝各藉由與支持基板，支持溝及非支持溝加以置換，可奏出與上述光導波管結構體同樣效果。其結果，藉由與光導波管結合可加以構成光模組，由本發明之光纖陣列係，在周圍溫度變化時可使光模組之損失的變動加以減輕。
又，為達成上述第二目的，由本發明之第三側面之光導波管結構體係，光導波管型光模組之構成要素的光導波管結構體，包括基板及光導波管，其中基板係具有加以支持延伸於長度方向之光纖的支持部分，光導波管係鄰接於基板之支持部分與上述基板加以形成於一體，包含為支持於支持部分之光纖間使光加以傳達的纖核，支持部分係，包含具有橫寬之上面，在此上面係，加以設與光導波管之纖核排列於長度方向並且支持光纖之複數整列溝的具有對於上面之橫寬包括中心線之領域與，其兩側之領域，在兩側之領域係，加以設與光導波管之纖核以偏移加以配置與整列溝具有相同斷面形狀之非整列溝為特徵。
以如此加以構成之光導波管結構體係，使光纖加以固定於之支持部分，使用將光纖向支持部分加以按押之按壓構件並且在支持部分，光纖及支持部分間之空間充填接著劑之場合，按壓構件係對於基板之上面加以固定於大略平行。又，藉由有兩側之領域，按壓構件對於基板之上面雖有僅傾斜之虞，在兩側領域，設於支持部分之上面並且與整列溝具有相同斷面形狀的非整列溝與按壓構件之間，藉由挾持與光纖具有相同斷面形狀之挾持構件，按壓構件係對於基板上面可維持於大略平行。
如上所述，由本發明之光導波管結構體，可使包含此光導波管結構體之光導光管型光模組的插入損失比習知加以減輕。又，由本發明之光導波管型光模組，可使其插入損失比習知加以減輕。
又，由本發明之光導波管結構體，在周圍溫度變化時，可使包含光導波管結構體之光導波管型光模組的插入損失之變動加以減輕。又，由本發明之光導波管型光模組，在周圍溫度變化時之插入損失的變動可加以減輕。
又，在本發明係，也可使製造之準備時間(lead time)加以縮短。即，在光導波管結構體之基板的V溝配置係依存於光導波管圖案與其佈置有必要加以變更的關係，習知，在新加以製造光導波管結構體之際係，在光導波管之設計完成後，加以設計V溝之配置，製作V溝用之光罩(Photo mask)，必須使V溝在基板新加以製造之製程，製造之準備時間有長期化之傾向，在本發明係，使用預先製造之共同V溝基板，可在任意處所形成光導波管的關係，在光導波管之設計變更時變更光導波管圖案用之光罩即可，不要與每光導波管圖案之V溝基板的專用設計，可短縮設計變更時之光導波管基板之製造準備時間，可縮短交納期限。
又，藉由與光導波管結合加以構成光模組之本發明的光纖陣列，在周圍溫度變化時之光模組的損失之變動可加以減輕。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下，參照圖1~圖3，加以詳細說明由本發明之光導波管結構體的第一實施例。
圖1係，本發明之第一實施例的包含光導波管結構體之光導波管型光模組的平面圖，又，圖2係，在圖1之線Ⅱ-Ⅱ的部分擴大斷面圖，圖3係，在圖1之線Ⅲ-Ⅲ的部分擴大斷面圖。
如圖1~圖3所示，光導波管型光模組1係包括延伸於長度方向之1條上游側光纖2，延伸於長度方向，與上游側光纖2在長度方向以隔開間隔並且互相加以排列於橫方向之8條下游側光纖4，及為使從上游側光纖2加以傳播進來之光傳達於下游側光纖4之本發明之第一實施例的光導波管結構體6。上游側光纖2及下游側光纖4係各包括延伸於長度方向之纖核2a、4a，光纖之直徑係，例如，為125μm。
光導波管結構體6係，包括基板12與光導波管14。其中，基板12係，延伸於長度方向之溝8a~8g以排列於橫方向之上游側溝列8及延伸於長度方向之溝10a~10h以排列於橫方向之下游側溝列10以間隔加以隔開於長度方向加以設置。光導波管14係在上游側溝列8與下游側溝列10間之基板12上加以積層。如於後述，在上游側溝列8之1個溝8d使光纖2加以位置決定，在下游側溝列10之各溝10a~10h使8條下游側光纖4加以位置決定。
光導波管14係包含上游端部16與下游端部18，其中，上游端部16係與上游側溝列8鄰接並且從此隔開間隔，下游端部16係，與下游側溝列10鄰接並且從此以間隔加以隔開。
又，光導波管14係，包含下部纖覆14a、纖核14b、及上部纖覆14c。其中，下部纖覆14a係加以積層於基板12上。纖核14b係在下部纖覆上加以積層後，以成為光纖2、4間之任意路徑的方式加以成型。上部纖覆14c係在下部纖覆14a及纖核14b上加以積層。光導波管14之纖核14b係，在使光纖2、4支持於上游側溝列8之溝8a~8g及下游側溝列10之溝10a~10h上加以位置決定時以與光纖2、4之纖核2a、4a在上下方向排列於相同水準之方式加以形成。
下部纖覆14a、纖核14b及上部纖覆14c係，例如以氟化聚酰亞胺(polyimide)加以形成。
又，光導波管14之纖核14b係，為位置決定於上游側溝列8之溝8d及下游側溝列10之溝10a~10h的光纖2、4間之光傳達，包括與上游側溝之一個8d加以排列之1個上游側端口20與，與下游側溝10a~10h之各個加以排列之比上游側端口較多的8個下游側端口22。在圖示之光導波管結構體6，光導波管14之纖核14b係，從1個上游側端口20隨著向下游側加以分歧，延至8個下游側端口22。又，光導波管14係，具有上游側端口20近傍之上游部分24a，上游側端口20與下游側端口22中間之中間部分24b，及下游側端口22近傍之下游部分24c。
基板12係包括上游部12a，中央部12b，及下游部12c。其中，上游部12a係為加以支持上游側光纖2。中央部12b係，加以積層光導波管6，下游部12c係為加以支持下游側光纖4。在上游部12a與中央部12b間係，加以設開口於上方向及橫方向之上游側凹部12d，在中央部12b與下游部12c間係，加以設開口於上方向及橫方向之下游側凹部12e。基板12係，例如，以矽加以形成。
基板12之上游部12a係，具有上面26，在此上面26，加以設上游側溝列8。以同樣，基板12之下游部12c係，具有上面28，在此上面28，加以設下游側溝列10。互相鄰接之上游側溝8a~8g及下游側溝10a~10h係，各在基板12之上游部12a之上面28及下游部12c之上面28在長度方向之全長範圍加以延伸。上游側溝8a~8g及下游側溝10a~10h係，具有支持光纖可加以位置決定之斷面形狀，在本實施例係，為V字形斷面。使V字型斷面之溝利用矽結晶方位之蝕刻各向異性的矽各向異性蝕刻加以製作的場合係，可成為高精度之V溝加工之關係，可使V字型斷面之溝深度與光導波管纖核之高度的相對位置偏移加以低降能使本發明之效果特別以有效的加以享受。
上游側光纖2係，突出於上游側凹部12d上並且以接近於光導波管14之上游端部16的方式，以支持於上游側溝之1個8d上加以位置決定。以同樣，8條下流側光纖4係，突出於下游側凹部12e上並且以接近於光導波管14之下游端部18之方式，以支持於各下游側溝10a~10h上加以位置決定。上游側光纖2及下游側光纖4係，由接著劑30加以固定於基板12及光導波管14。接著劑30係，例如，為紫外線硬化型樹脂。
下游側溝列10之溝10a~10h係，在光導波管結構體4之橫寬全體範圍加以設於等間隔。
上游側溝列8係，包括配置於基板12之上游部12a的橫方向中央並且與上游側端口20加以排列之溝8d與，其兩側，即，鄰接於橫方向外側所配置之兩個溝8c、8e。溝8c之外側係，更且，加以配置溝8b、8a，溝8e之外側係，加以配置溝8f、8g。溝8d以外之溝8a~8c及8e~8g係，與上游側端口20以偏移於橫方向加以配置，不與其加以排列。以如此，上游側溝列8之8a~8g係在光導波管結構體4之橫寬全體範圍加以配置於等間隔。上游側溝列8之溝8a~8g之間隔係，與下游側溝列10之溝10a~10h的間隔為相同。又，上游側溝列8之溝8a~8g係，對於下游側溝列10之溝10a~10h以偏移於橫方向，兩者係，互以交錯加以配置於橫方向。
在上游側溝列8之最橫方向外側的溝8a、8g之更外側係，加以設與此等上游側溝列8之溝8a~8g的間隔以相同間隔加以排列之溝的一半部分34a、34b。
在本實施例，上游側溝列8及下游側溝列10之溝數係，各為7個及8個，上游側端口20及下游側端口22之數係，各為1個及8個。以如此，對於上游側溝列8之溝數的下游側溝列10之溝數的比係成為8/7，對於上游側端口20之數的下游側端口數22之比係，成為8，前者係比後者較小。
其次，加以說明光導波管型光模組1之動作。
通過1條上游側光纖2加以傳播之光係，從上游側端口20傳達於光導波管14，進行於下游側加以分歧，從8個下游側端口10a~10h傳達於8條下游側光纖4。因此，光導波管型光模組1係以光分光器加以機能。尚且，光從下游側光纖4向上游側光纖2以逆方向加以進行時，此種場合，光導波管型模組1係，以光結合器加以機能。
其次，參照圖4A~E加以說明本發明之第一實施例的光導波管結構體之製造方法的一例。在圖4A~E係，為說明起見，1個光導波管結構體1中之一部分，具體上雖係僅表示包含上游側溝8d及兩個下游側溝10d、10e之部分，實際上係，複數光導波管結構體1以同時加以形成於共同之基板上，最後使各個光導波管結構體1加以切離。尚且，雖然在圖4A~E加以省略，實際上，在上游側溝8d之兩側係，溝8c與8e以一半存在，纖核14b係，加以分歧於溝10a、10b、10c、10f、10g、10h。
首先，如圖4A所示，準備Si基板12，在其上面12f加以形成SiO₂膜。其次，使V字型斷面之溝8d、10d、10e，按照由微影蝕刻法(lithography)所作成之光阻圖案藉由施予各方異性蝕刻加以形成。
V字型斷面之溝8d、10d、10e係對於上面12f以亞微(submicron)之精度加以形成。
其次，如圖4B所示，使纖覆用聚合物(polymer)藉由旋轉塗布(spin coat)等加以形成下部纖覆14a層。使下部纖覆14a加以塗布之際，進入溝8d、10d、10e之下部纖覆14a係，僅加以凹下，溝8d、10d、10e周圍之下部纖覆14a係向溝8d、10d、10e加以拉伸。在上游側溝8d之兩側係，有上游側溝8a~8c及8e~8g，在下游側溝10d、10e之兩側係，有下游側溝10a~10c及10f~10h之關係，在上游部分24a及下游部份24c之下部纖覆14a之拉伸方法為大略相同。因此，在上游部分24a及下游部分24c之下部纖覆14a之厚度為大略相等。對此，上游部分24a及下游部分24c之下部纖覆14a之厚度與，在中間部分24b之下部纖覆14a之厚度係，為相異。
以連續，在下部纖核14a上，使纖核用聚合物等藉由旋轉塗布等加以形成纖核14b層。
其次，如圖4C所示，由微影蝕刻、反應性離子蝕刻(RIE)等之程序加工等，纖核14b層中，加以殘存為加以形成任意上游側端口20及下游側端口22間之路徑的矩形斷面之纖核14b，將其他部分加以去除。在上游部分24a及下游部分24c之下部纖覆14a之厚度為大略相同之關係，對於V字型斷面溝8d、10d、10e之纖核14b的入口端口20及出口端口22之上下方向位置係，以亞微之精度成為相同。
其次，如圖4D所示，使纖覆用聚合物藉由旋轉塗布，以覆蓋纖核14b之方式加以形成上部纖覆14c。
其次，如圖4E所示，由切割(dicing)加工等，加以形成上游側凹部12d及下游側凹部12e。
其後，使光導波管結構體以各個加以切離。所切離之光導波管結構體1的在上游側溝列8及下游側溝列10之溝上，支持光纖2、4加以位置決定，使光纖2、4由接著劑30加以固定於基板12(未圖示)。
其次，參照圖5及圖6將形成光導波管前之基板，以舉兩例加以說明。在圖5及圖6各與圖1~圖3之構成要素所對應之構成要素係使用追加記號「'」及「"」之符號。
圖5係，在形成光導波管前(圖4A之狀態)，表示由本發明之光導波管結構體的第一例之平面圖。
基板12’係，以能同時加以形成複數光導波管結構體6’起見，包括4個上流側溝列8’、4個下游側溝列10’、及配置於此等間之加以形成光導波管的部分12b’。上游側溝列8’與下游側溝列10’係在長度方向以交替加以設置。上游側溝8’之溝及下游側溝列10’之溝係，以等間隔加以排列。上游側溝列8’彼此之溝及下游側溝10’彼此之溝係各排列於長度方向。然而，上游側溝列8’之溝與下游側溝列10’之溝係，對於長度方向以錯開於橫方向加以配置。具體上係，上游側溝8’之溝與下游溝列10’之溝係，以交錯配置於橫方向。在形成光導波管之部分12b’上藉由使光導波管之纖核14b’加以積層，任意種類之光導波管，例如，可使光分光器及光結合器50、光合分波器52、間距變換器54等之光導波管加以形成於任意處所。
又，圖6係，在形成光導波管前(圖4A之狀態)，表示由本發明之光導波管結構體的第二例之平面圖。
基板12”係，以能同時加以形成複數光導波管結構體6”起見，包括3個上游側溝列8”、2個下游側溝列10”、及配置於此等間之形成光導波管之部分12b”。上游側溝列8”與下游側溝列10”係，使上游側溝列8”在兩端以交替設於長度方向。下游側溝列10’及在其間所配置之上游側溝列8”之溝的長度方向長度係，為配置於兩端之上游側溝列8”的溝之長度方向的兩倍。上游側溝列8”之溝及下游側溝列10”之溝係，排列於等間隔。上游側溝列8”彼此之溝及下游側溝列10”彼此之溝係，各排列於長度方向。然而，上游側溝列8”之溝與下游側溝列10”之溝係，對於長度方向以錯開於橫方向加以配置。具體上，上游側溝列8”之溝與下游側溝列10”之溝係，以交錯配置於橫方向。在形成光導波管之部分12b”上藉由使光導波管之纖核14b”加以積層，任意種類之光導波路，例如，可使光分光器及光結合器50、光合分波器52、間距變換器54等之光導波管加以形成於任意處所。
其次，加以說明在本發明之第一實施例的光導波管結構體6之下部纖覆14a的厚度與，習知光導波管結構體106之下部纖覆114a的厚度之測定結果。
在由本發明之光導波管結構體6也在習知光導波管結構體106，V字型斷面之溝8、108間距係，為250μm。在纖覆層所用之聚合物為氟化聚酰亞胺。下部纖覆14a、114a之厚度係，使測定位置近傍之下部纖覆去除一部分使基板面加以露出之部分為基準，使用接觸型膜厚儀(觸針式表面形狀測定裝置)加以測定。
由本發明之光導波管結構體1係，在上游部分24a、中間部分24b、下游部分24c(參照圖1)，加以測定下部纖覆14a之厚度。對於中間部分24a之下部纖覆14a的厚度之在上游部分24a及下游部分24c的下部纖覆14a之厚度差係，各為以平均-0.07μm及-0.10μm，其標準偏差各為0.13及0.08。因此，在上游部分24a之下部纖覆14a的厚度與在下游部分24c之下部纖覆14a的厚度差係，為0.03μm。
在習知光導波管結構體306，在上游部分324a、中間部分324b、下游部分324c(參照圖1)，加以測定下部纖覆314a之厚度，對於中間部分324b之下部纖覆314a的厚度之在上游部分324a及下游部分324c的下部纖覆314a之厚度差係各為以平均+0.07μm及-0.06μm，其標準偏差係各為0.20及0.27。因此，在上游部分24a之下部纖覆314a的厚度差係，為0.13μm。
藉由使兩者加以比較，確認由本發明之光導波管結構體6係，此習知光導波管結構體306，在上游部分24a及下游部分24c之下部纖覆14a的厚度本身之標準偏差較小，而且，在上游部分24a之下部纖覆14a的厚度與在下游部份24c之下部纖覆14a的厚度差為較小。
其次，加以說明本發明之第一實施例的包含光導波管結構體6之光導波管型光模組1的由周圍溫度變化之插入損失的變動與，習知包含光導波管結構體306之光導波管型光模組300的由周圍溫度變化之插入損失的變動之測定結果。
圖7係，使周圍溫度從+25℃上昇至+85℃後，降至-40℃，其後，恢復至+25℃之，表示由本發明之包含光導波管結構體6之光導波管型光模組1的插入損失變動圖。圖8係，與圖7同樣使周圍溫度加以變化時之，表示習知包含光導波管結構體306之光導波管型光模組300的插入損失變動圖。
從圖7及圖8可明瞭，對於波長1500nm之光也對於1310nm之光，由本發明包含光導波管結構體6之光導波管型光模組1係，比習知包含光導波管結構體306之光導波管型光模組300，對於-40℃~+85℃範圍之周圍溫度變化的插入損失變動為較小。
其次，參照圖9~圖12，加以詳細說明由本發明之光導波管結構體的第二實施例。
圖9係，本發明之第二實施例的包含光導波管結構體之光導波管型光模組分光器的平面圖。又，圖10係，在圖9之線X-X的部分擴大斷面圖，圖11係，在圖9之線XI-XI的擴大斷面圖。圖12係，在圖9之線XII-XII的擴大斷面圖。
如圖9~圖12所示，光導波管型光模組100係，包括1條上游側光纖102、8條下游側光纖104及光導波管結構體106。其中，1條上游側光纖102係延伸於長度方向。8條下游側光纖104係，延伸於長度方向，與上游側光纖102以間隔加以隔開於長度方向並且互相排列於橫方向。光導波管結構體106係，支持上游側光纖102及下游側光纖104的同時使從1條上游側光纖102所傳播進來之光加以傳達於8條下游側光纖104。光導波管型光模組100係，更包括上游側按壓蓋108a、下游側按壓蓋108b、夾持構件110、及接著劑112。其中，上游側按壓蓋108a及下游側按壓蓋108b係各使上游側光纖102及下游側光纖104向光導波管結構體106按壓。夾持構件110係夾持於上游側按壓蓋108a與光導波管結構體106之間。接著劑112係，為使光纖102、104、光導波管結構體106、按壓蓋108a、108b及夾持構件110以互相固定起見加以充填於此等之間。
上游側光纖102及下游側光纖104係，各具有延伸於長度方向之纖核102a、104a。光纖之直徑係，例如，為125μm。
光導波管結構體106係包括基板114與，在基板114上加以形成於一體的光導波管116。
光導波管116係包括纖核116a與纖覆116b，其中，纖核116a係在光纖102、104間之以成為任意路徑之方式加以形成。纖覆116b係配置於其周圍，在本實施例，為加以傳達光纖102、104間之光，包括與上游側光纖102加以排列之1個上游側端口120與，與下游側光纖104加以排列之8個下游側端口122。光導波管116之纖核116a係，從1個上游側端口120隨著向下游側加以分歧，延伸至8個下游側端口122。纖核116a及纖覆116b係，例如，以氟化聚酰亞胺加以形成。
基板114係包括上游部114a、中央部114b及下游部114c。其中，上游部114a係支持上游側光纖102，中央部114b係與上游部114a鄰接並且光導波管116以一體加以形成，下游部114c係支持下游側光纖104。在上游部114a與中央部114b之間係加以設開口於上方向及橫方向之上游側凹部114d，在中央部114b與下游部114c之間係加以設開口於上方向及橫方向之下游側凹部114e。基板114係，例如，以矽所形成。
基板114之上游部114a係，具有橫寬度W之上面124，在此上面124，係加以設與光導波管116之纖核116a的上游側端口120排列於長度方向並且支持上游側光纖102加以位置決定之1個支持溝126。以同樣，基板114之下游部114c係，具有橫寬度W之上面128，在此上面128，係加以設與光導波管116之纖核116a的下游側端口122排列於長度方向並且支持下游側光纖104加以位置決定之8個支持溝130。支持溝126、130係，具有在其上支持光纖102、104加以位置決定時光纖102、104之纖核102a、104a能與光導波管116之纖核116a加以排列之方式所形成之斷面形狀，在本實施例係，具有V字型斷面。又，上游側之支持溝126係，在對於上面124之橫寬度W之中心線WC上，加以配置(參照圖9)。
又，在上游部114a之上面124係，各在中心線WC之橫方向之一方及他方，設與光導波管116之纖核116a的上游側端口120錯開所配置之非支持溝132a、132b，非支持溝132a、132b係具有與支持溝126相同之斷面形狀。
上游側按壓蓋108a係，具有與基板114相同橫寬度W。如圖10所示，按壓蓋108a係，具有下面134，在此下面134係，加以設在長度方向與上游側光纖102加以接觸使上游側光纖102向基板114按壓之接觸溝136。以如此，接觸溝136係，與支持溝126對向。在本實施例，接觸溝136係，具有V字型斷面。又，在下面134係，加以設與非支持溝132a、132b對向之對向溝138。對向溝138係，具有與接觸溝136相同斷面形狀。更且，在下面134係，加以設具有與接觸溝136相同斷面形狀之溝140。此等溝136、138、140係，加以設成等間隔。又，上游側按壓蓋108a係，具有通過其重心並且延伸於長度方向之中心線108c。
下游側按壓蓋108b係，無對向溝138及溝140，以接觸溝136對向於基板114之下游部114c之上面128的支持溝130加以設8個以外，具有與上游側按壓蓋108a同樣構成。因此，對相同之構成要素附上與上游按壓蓋108a相同之參照符號，加以省略下游側按壓蓋108b之說明。
挾持構件110係，具有與光纖102、104相同斷面形狀，係加以挾持於基板114之上游部114a之非支持溝132a、132b與上游側按壓蓋108a之對向溝138之間。夾持構件110係，以具有與光纖相等之熱膨脹係數的材料為宜。又，挾持構件110係，以具有與光纖同等之彈性係數之材料為宜。藉由如此，在周圍溫度變動時之軸偏移．傾斜(tilt)．間距(gap)變動等，可抑制成為光導波管型光模組100之插入損失變動要因的現象，其結果，可低降有關之插入損失變動。如此，夾持構件110係以光纖為宜。
上游光纖102係，突出於上游側凹部114d之上並且以接近於光導波管116之上游側端口120，以支持於上游部114a之支持溝126加以位置決定。
以同樣，下游側光纖104係，突出於下游側凹部114e之上並且以接近於光導波管116之下游側端口122，以支持於下游部114c之支持溝130加以位置決定。上游側光纖102及下游側光纖104係，以接著劑112加以固定於基板114、光導波管116及按壓蓋108a、108b。接著劑112係，例如，為紫外線硬化型樹脂。
在圖11係，離表示在蓋加以形成V字型溝之場合，溝之形狀係也可為U字型，也可為無溝之平面蓋。又，蓋也可去除。即，在光導波管纖核能使光加以傳播所配置之光纖以外，可傳達光，未配置成為對象之光導波管纖核之光纖加以黏接固定後，也可藉由去除為使光纖群排列、按壓、固定之目的所用之夾具(jig)等的方法，將光纖群裝設於整列溝。
其次，說明光導波管型光模組100之動作。
通過1條上游側光纖102加以傳播之光係，從上游側端口120傳達於光導波管116，隨著向下游側進行加以分歧，從8個下游側端口122傳達於下游側光纖104。因此，光導波管型光模組100係，以光分光器加以機能。尚且，也可使光從下游側光纖104向上游側光纖102加以進行於逆方向，此種場合，光導波管型光模組100係，以光結合器加以機能。【製造方法】
其次，加以說明本發明之第二實施例的包含光導波管結構體之光導波管結構體的製造方法之一例。
準備以矽、高分子材料所作之基板114，將V字型斷面之支持溝126、130及非支持溝132a、132b按照由微影蝕刻方法所作成之光阻圖案(resist pattern)藉由施與各向異性蝕刻加以形成。V字型斷面之支持溝126、130及非支持溝132a、132b係，對於基板以亞微(Submicron)之精度加以形成。以如此，非支持溝132a、132b與支持溝126、130係，均有相同斷面形狀，在同一基板上由同一製程加以形成為宜。藉由如此，可加以低减非支持溝132a、132b與支持溝126、130間之由製造分散之尺寸偏移。其結果，比較於形成支持溝126、130之製程與另外製程加以形成非支持溝132a、132b，使用支持溝126、130之尺寸與別尺寸之非支持溝132a、132b的場合，插入損失變動之低减效果變大。
其次，在形成支持溝126、130及非支持溝132a、132b之基板114，加以形成光導波管116。詳細說明時，將光導波管116以高分子材料加以形成之場合，由旋轉塗布或鑄型等加以形成纖覆層116b及其上之纖核層116a後，施予微影蝕刻法，反應性離子蝕刻法等之程序加工或，模壓等之機械加工從纖核層加以形成矩形斷面之光導波管纖核116a，更且，由與上述同樣方法以覆蓋光導波管纖核116a之方式加以形成纖覆層116b，以形成光導波管116。又，將光導波管116以石英加以形成之場合係，由火焰堆積法或化學氣相沉積(CVD)法等在基板114上加以形成石英層，由乾蝕刻等之程序加工成為矩形的石英纖核116a後，以覆蓋纖核116a之方式形成纖覆層116b，加以形成光導波管116。支持溝126及非支持溝132a、132b之形成製程及光導波管結構體106之形成製程係，以可得使光纖102、104裝載於支持溝126、130時光纖102、104與光導波管116之纖核116a以亞微之精度加以位置對合的位置關係之方式加以進行。其次，由切割(dicing)加工等，加以形成上游側凹部114d及下游側凹部114e。
其次，在基板114之支持溝126、130、非支持溝132a、132b及上面124、128加以塗布適量之接著劑112。光纖102、104以各突出於上游側凹部114d及下游側凹部114e之方式，將光纖102、104配置於支持溝126、130。又，使挾持構件110配置於非支持溝132d、132b。將按壓蓋108a、108b從光纖102、104之上藉由以所定壓力按壓所定時間，使光纖102、104加以固定於支持溝126、130。此時，要注意按壓蓋108a、108b與基板114之間不可進入氣泡。
其次，參照圖13，加以說明本發明之第三實施例的光導波管結構體。圖13係，本發明之第三實施例的包含光導波結構體之光導波管型光模組(間距變換器)的平面圖。
間距變換器140係，與圖9~圖12所示之本發明之第二實施例的包含光導波管結構體之光導波管型光模組100有共同構成要素的關係，使共同構成要素以相同參照符號加以參照，其說明從略。對於上述光導波管型光模組100之間距變換器140的相異點係，上游側光纖102為4條，在各上游側光纖102之間配置挾持構件110，4條之下游側光纖104配置於等間隔，在其兩側各有兩條挾持構件110配置於與下游側光纖104等間隔，光導波管116之纖覆116b，從各上游側光纖102以1對1延伸於下游側光纖104，在對應於上游側光纖102及下游側光纖104之基板114及按壓蓋108a、108b之位置，加以構成支持溝126、130(未圖示於圖13)及接觸溝136(未圖示於圖13)，對應於挾持構件110之基板114及按壓蓋108a、108b之位置，加以構成非支持溝132a、132b(未圖示於圖13)及對向溝138(未圖示於圖13)。
在以如此所構成之間距變換器140之下游側按壓蓋108b，無4個挾持構件110之場合，在配置下游側光纖104之領域所支持之下游側按壓蓋108b與基板114係雖大略平行，在4條下游側光纖104之兩側比較大之領域，例如，有比下游側光纖104之間距較大領域存在時，下游側按壓蓋108b對於基板114有僅向橫方向傾斜之情形。在本實施例係，藉由使挾持構件110設於兩側領域，可抑制下游側按壓蓋108之對基板之傾斜。
其次，參照圖14~圖16，加以說明本發明之第四實施例的光纖陣列。
圖14係，本發明之第四實施例的光纖陣列與光導波管加以結合之光模組的平面圖。又，圖15係，在圖14之線XV-XV的部分擴大斷面圖，圖16係，在圖14之線XVI-XVI的擴大斷面圖。
如圖14~圖16所示，光模組150係，包括由本發明之光纖陣列154、光導波管結構體156、光纖陣列160、及接著劑162。其中，光纖陣列154係包含延伸於長度方向之1條上游側光纖152，光導波管結構體156係，與上游側光纖152接連，光纖陣列160係，與光導波管結構體156接連並且包含互相排列於橫方向之8條下游側光纖158，接著劑162係使光纖陣列154、160與光導波管結構體156加以固定。
上游側光纖152及下游側光纖158係各具有與上述第二實施例之上游側光纖102及下游側光纖104同樣結構之關係，對於同樣構成要素係，附相同參照符號，其說明從略。
光導波管結構體156係，包括基板164與，在其上形成一體之光導波管166。基板164及光導波管166係，各具有與第二實施例之基板114的中間部114b及光導波管116同樣之構成要素，對於同樣構成要素附相同參照符號，其說明從略。
光纖陣列154係，包括基板168、上游側按壓蓋170及挾持構件172。其中，基板168係，支持上游側光纖152，上游按壓蓋170係，將上游側光纖152向基板168加以按壓，挾持構件172係，挾持於基板168與上游側按壓蓋170之間。基板168、上游側光纖152及上游側按壓蓋170係由充填於此等之間的空間之接著劑174以互相加以固定。基板168、上游側按壓蓋170、挾持構件172及接著劑174係各具有與第二實施例之基板114的上游部114a、上游側按壓蓋108a、挾持構件110及接著劑112同樣構成之關係，同樣構成係附相同參照符號，其說明從略。
又，光纖陣列160係，包括基板176及下游側按壓蓋178。其中，基板176係，支持下游側光纖158，下游側按壓蓋178係，使下游側光纖158向基板176按壓。基板176、下游側光纖158及下游側壓蓋178係，由充填於此等之間的空間之接著劑180以互相加以固定。基板176、下游側按壓蓋178及接著劑180係，各具有與第二實施例之下游側按壓蓋108b、基板114之下游部114c及接著劑112同樣構成之關係，同樣構成係附相同參照符號，其說明從略。
其次，加以說明本發明之第四實施例的光纖陣列之製造方法的一例。
光纖陣列154之製造方法係，加以省略第二實施例之光導波管結構體之製造方法中之形成光導波管之製程以外，與該製造方法相同。因此，其說明從略，按照通常之光纖陣列之製造方法，切出端面後，也可加以研磨加工。
以上，雖然加以說明由本發明之實施例的光纖結構體，本發明係，並非限定於此實施例，在申請專利範圍所述之發明範圍內可能有各種變更，不消說此等變更也包含於本發明之範圍內。
在上述實施例係，使光導波管型光模組雖以光分光器加以說明，可採用任意之光導波管，也可為光結合器、光合分波器、間距變換器等，此種場合，用詞「上游側」及「下游側」係不必定表示光之進行方向，也有成為逆方向。
又，在第一實施例係，雖使上游側溝列8及下游側溝列10之各溝的斷面為V字型斷面，只要可支持光纖加以位置決定之斷面形狀，也可為U字型，矩形等，其他斷面。又，不配置光纖之溝的形狀及寬、長、深等之尺寸係，只要在任意端口之下部纖覆層厚度能接進於其他端口之下部纖覆層厚度時可為任意。
又，在第一實施例係，雖以下游側光纖之數比上游側光纖之數較多之場合加以說明，只要可使插入損失比習知小時，也可使上游側光纖數與下游側光纖數為同數。
又，在第一實施例係，配置於光導波管結構體6之上游側光纖雖以1條之場合加以說明，此種場合，雖以使插入損失加以變小之效果為較大，只要能使插入損失比習知為小時，上游側光纖之條數也可為兩條以上。
又，在第一實施例係，雖使上游側溝列8及下游側溝列10之溝，加以設在光導波管結構體6之橫寬度全體範圍，也可設於其一部分。例如，在上游側溝列8，僅設溝8c、8d或僅設溝8c、8d、8e，也可省略其他溝8a、8b、(8e)、8f、8g。
又，在第一實施例係，雖上游側溝列8及下游側溝列10均以等間隔加以配置，只要在任意端口之下部纖覆層厚度能接進於其他端口之下部纖覆層厚度時，溝之間隔係可為任意。例如，在上游側溝列8，使溝8c與8d之間隔及溝8d與8e之間隔與下游側溝列10之溝的間隔為相同，也可使其他溝8a與8b等之間隔比其較大。又，也可使上游側溝列之溝的間隔與下游側溝列之溝的間隔為相異。
又，在第一實施例係，雖在所有之下游側溝10之溝10a~10h加以配置下游側光纖4，也有可不配置下游側光纖之溝。
又，在第一實施例係，上游側溝列8之溝與下游側溝列10之溝，雖使錯開於橫方向，只要漏光為可忽視之程度時，也可使兩者以對向加以配置。
又，在第二~第四實施例係，雖使支持溝126、130及非支持溝132a、132b之各溝的斷面為V字型斷面，只要可支持光纖加以位置決定之形狀斷面時，也可為U字型，矩形等，其他之斷面。
又，在第二~第四實施例，上游側按壓蓋108a、170之接觸溝136雖係具有V字型斷面，只要可按壓上游側光纖102、152時，也可為U字型、矩形等之任意斷面形狀，又，只要可按壓上游側光纖102、152時，在下面134也可無接觸溝136。又，上游側按壓蓋108a、170係，如上述實施例，可與上游側光纖102、152加以直接接觸，也可與上游側光纖102、105隔開間隔以使接著劑112介在其間。
又，在第二~第四實施例，雖使支持上游側光纖102、152之支持溝126，設於上面124之橫方向中心，只要上游側按壓蓋108a、170之中心線108c，在支持溝與非支持溝之間時，支持溝126係也可不設於中心，也可在中心線108c橫方向的一方加以設複數個。
又，在第二及第四實施例係，雖使挾持構件110、172設兩個，也可設1個，也可設3個以上。此種場合，非支持溝132a、132b及對向溝138係，按照挾持構件110、172之數加以設置。但，也可設比挾持構件110、172之數較多之非支持溝132a、132b及對向溝138。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
2‧‧‧上游側光纖
2a‧‧‧纖核
4‧‧‧下游側光纖
4a‧‧‧纖核
6‧‧‧光導波管結構體
8‧‧‧上游側溝列
8a~8g‧‧‧溝
10‧‧‧下游側溝列
10a~10h‧‧‧溝
12‧‧‧基板
14‧‧‧光導波管
14a‧‧‧下部纖覆
14b‧‧‧纖核
20‧‧‧上游側端口
22‧‧‧下游側端口
100‧‧‧光導波管型光模組
102‧‧‧上游側光纖
102a‧‧‧纖核
106‧‧‧光導波管結構體
108a‧‧‧上游側按壓蓋
110‧‧‧挾持構件
112‧‧‧接著劑
114‧‧‧基板
114a‧‧‧基板之上游部
116‧‧‧光導波管
116a‧‧‧纖核
124‧‧‧上面
126‧‧‧支持溝
132a、132b‧‧‧非支持溝
152‧‧‧上游側光纖
154‧‧‧光纖陣列
168‧‧‧基板
170‧‧‧上游側按壓蓋
172‧‧‧挾持構件
174‧‧‧接著劑
圖1，係，包含本發明之實施例的光導波管結構體之光導波管型光模組的平面圖。
圖2係，在圖1之線II-II的部分擴大斷面圖。
圖3係，在圖1之線III-III的部分擴大斷面圖。
圖4A~E係，表示本發明之實施例的光導波管結構體之製造製程圖。
圖5係，表示在形成光導波管結構之前，由本發明之光導波管結構體的基板之第一例的平面圖。
圖6係，表示在形成光導波管之前，由本發明之光導波管結構體的基板之第二例的平面圖。
圖7係，表示包含本發明之實施例的光導波管結構體之光導波管型光模組，在溫度變化蝕之插入損失的變動圖。
圖8係，表示習知之光導波管型光模組，在溫度變化時之插入損失的變動圖。
圖9係，包含本發明之第一實施例的光導波管結構體之光導波管型光模組(分光器)的平面圖。
圖10係，在圖9之線X-X的部分擴大斷面圖。
圖11係，在圖9之線XI-XI的斷面圖。
圖12係，在圖9之線XII-XII的斷面圖。
圖13係，包含本發明之第一實施例的光導波管結構體之光導波管型光模組(間距變換器)的平面圖。
圖14係，包含本發明之第二實施例的光纖陣列之光模組的平面圖。
圖15係，在圖14之線XV-XV的部分擴大斷面圖。
圖16係，在圖14之線XVI-XVI的擴大斷面圖。
圖17係，習知之光導波管型光模組的平面圖。
圖18係，在圖17之線XVIII-XVIII的部分擴大斷面圖。
圖19係，在圖17之線XIX-XIX的部分擴大斷面圖。
圖20係，習知之光導波管型光模組的平面圖。
圖21係，在圖20之線XXI-XXI的部分擴大斷面圖。
圖22係，在圖20之線XXII-XXII的擴大斷面圖。
1‧‧‧光導波管型光模組
2‧‧‧上游側光纖
2a‧‧‧纖核
4‧‧‧下游側光纖
4a‧‧‧纖核
6‧‧‧光導波管結構體
8‧‧‧上游側溝列
8a~8g‧‧‧溝
10‧‧‧下游側溝列
10a~10h‧‧‧溝
12‧‧‧基板
12a‧‧‧上游部
12b‧‧‧中央部
12c‧‧‧下游部
12d‧‧‧上游側凹部
12e‧‧‧下游側凹部
14‧‧‧光導波管
14b‧‧‧纖核
16‧‧‧上游端部
18‧‧‧下游端部
20‧‧‧上游側端口
22‧‧‧下游側端口
24a‧‧‧上游部分
24b‧‧‧中間部分
24c‧‧‧下游部分
26、28‧‧‧上面
34a、34b‧‧‧溝的一半部分

权利要求:
Claims (5)
[1] 一種光導波管型光模組，其特徵在於包括：-基板係，具有加以支持延伸於長度方向之一光纖的一支持部分；-光導波管係，以鄰接於該基板之該支持部分與該基板加以形成於一體，包含一纖核係在支持於該支持部分的一光纖之間能使光加以傳達；-光纖係，支持於該支持部分；-按壓構件係，使該光纖向該基板之該支持部分加以按壓；以及-接著劑係，為使該光纖加以固定於該支持部分起見，加以充填於該支持部分，該光纖及該按壓構件間之一空間；並且該支持部分係，包含一上面，在該上面，通過該按壓構件之重心並且延伸於長度方向之一中心線上或其橫方向之一方，加以設與該光導波管之該纖核加以排列並且加以支持該光纖之一支持溝，至少在該中心線上或他方，加以設與該光導波管之該纖核以偏移所配置並且具有與該支持溝相同斷面形狀之一非支持溝；更且，包括在該非支持溝與該按壓構件之間加以挾持並且具有與該光纖相同斷面形狀之一挾持構件。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之光導波管型光模組，其中一與該支持溝呈對向的接觸溝以及一與該非支持溝呈對向的對向溝設置於該按壓構件的下面，該接觸溝與該對向溝具有相同的斷面形狀，該挾持構件夾持於該非支持溝與該對向溝之間，該按壓構件之該接觸溝以及該對向溝分別與該光纖以及該夾持構件接觸，使該光纖以及該夾持構件朝向該基板之該支持部分按壓。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之光導波管型光模組，更包括一凹部設置於該基板之該支持部分與該光導波管之間，該光纖由該凹部上突出。
[4] 一種光導波管型間距變換器，其特徵在於包括：-基板係，具有加以支持延伸於長度方向之一光纖的一第一支持部分以及一第二支持部分；-光導波管係，以鄰接於該基板之該第一支持部分以及該第二支持部分之間且與該基板加以形成於一體，包含一纖核係在支持於該第一支持部分以及該第二支持部分的一光纖之間能使光加以傳達；-第一光纖係，支持於該第一支持部分；-第二光纖係，支持於該第二支持部分；-按壓構件係，使該第一光纖以及該第二光纖分別向該基板之該第一支持部分以及該第二支持部分加以按壓；以及-接著劑係，為使該光纖加以固定於該第一支持部分或該第二支持部分起見，加以充填於該第一支持部分、該第二支持部分、該第一光纖、該第二光纖及該按壓構件間之空間；並且該第一光纖與該第二光纖同數且其數目大於2；該纖核從該第一光纖到該第二光纖一對一連接；該第一支持部分以及該第二支持部分分別係，包含一上面，在該上面，加以設與該光導波管之該纖核加以排列並且加以支持該第一光纖以及該第二光纖之一支持溝，加以設與該光導波管之該纖核以偏移所配置並且具有與該支持溝相同斷面形狀之一非支持溝，該支持溝以及該非支持溝以相等的間隔設置且跨越該第一支持部分以及該第二支持部分的整個寬度，鄰接該第一支持部分的該支持溝與該非支持溝之間的間隔、鄰接於該第二支持部分的該支持溝之間的間隔、鄰接於該支持溝以及該非支持溝之間的間隔、與鄰接於該非支持溝之間的間隔相同；更且，包括在該非支持溝與該按壓構件之間加以挾持並且具有與該第一光纖以及該第二光纖相同斷面形狀之一挾持構件。
[5] 如申請專利範圍第4項所述之光導波管型間距變換器，其中一與該支持溝呈對向的接觸溝以及一與該非支持溝呈對向的對向溝設置於該按壓構件的下面，該接觸溝與該對向溝具有相同的斷面形狀，該挾持構件夾持於該非支持溝與該對向溝之間，該按壓構件之該接觸溝以及該對向溝分別與該第一光纖、該第二光纖以及該夾持構件接觸，使該第一光纖、該第二光纖以及該夾持構件朝向該基板之該支持部分按壓。

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