專利名稱：光學(xué)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有一個(gè)或多根光纖的光纖陣列或者具有一個(gè)或多個(gè)光波導(dǎo)的光學(xué)器件，更具體地，涉及適于在途中監(jiān)視通過此等光傳輸機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳輸?shù)男盘柟獾墓鈱W(xué)器件。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有光通信技術(shù)中，通信質(zhì)量的監(jiān)視技術(shù)非常重要。其中，對于光輸出的監(jiān)視，特別是在波長多路通信技術(shù)(wavelength multiplex communicationtechnology)領(lǐng)域中占有重要位置。
近年來，對這樣的光輸出監(jiān)視技術(shù)的小型化、高性能化、低成本化的要求日益提高。
以往，例如，已提出了日本特開2001-264594號公報(bào)中所公開的技術(shù)。該技術(shù)如圖18所示，在玻璃襯底200的V形槽內(nèi)配置光纖202，然后，對玻璃襯底200形成狹縫204使其斜向(相對于光軸)穿過光纖202。并且，將光反射基體(濾光器部件)206插入該狹縫204內(nèi)，再在其間隙中填充紫外線硬化樹脂(粘接劑)208。濾光器部件206具有襯底210和形成于該襯底210的主表面上的多層膜212。該多層膜212被設(shè)計(jì)成與襯底210的折射率和狹縫204內(nèi)填充的樹脂208的折射率相匹配(match)。
因此，在經(jīng)由光纖202傳輸?shù)男盘柟?14中，由濾光器部件206反射的光分量(反射光)216被提取到包層外。故而，可用諸如光接收元件來檢測該反射光216以監(jiān)視信號光214。
然而，迄今為止，狹縫204是平行溝，且狹縫204的內(nèi)壁表面、濾光器部件206的主表面(多層膜212的側(cè)面)、濾光器部件206的襯底210的表面及狹縫204的另一內(nèi)壁表面設(shè)計(jì)成互相平行。
此外，由于光纖202的折射率和樹脂208的折射率不同，且濾光器部件206的襯底210的折射率和樹脂208的折射率不同，故反射光226、228及230發(fā)生于狹縫204和樹脂208間的第一界面220、濾光器部件206的襯底210和樹脂208間的界面222、狹縫204和樹脂208間的第二界面224。
通常，由于狹縫204內(nèi)填充的樹脂208具有匹配折射率的功能，所以光纖202和樹脂208的折射率差很小。因此，由這樣小的折射率差引起的反射光226、228及230的輸出對輸入光(信號光214)的分貝數(shù)為負(fù)幾十dB。但是，由于光具有波動性，所以導(dǎo)致了干涉。
因此，雖然由折射率差引起的反射光226、228及230的而功率較小，但是由于其出射方向與來自濾光器部件206的多層膜212的反射光216的出射方向大體相同，所以可對反射光216的特性施加影響。此外，在用插入相對于光軸方向斜向形成的狹縫204的濾光器部件206來進(jìn)行分光(dividing light)時(shí)，存在來自濾光器部件206的反射光216的特性容易受到來自上述第一及第二界面220及224等的反射光226、228及230的干涉的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是考慮了這些問題而提出的，其目的是提供可減小由其它部分反射的光對來自濾光器部件的多層表面的反射光的干涉影響并可改善信號光監(jiān)視功功能的可靠性的光學(xué)器件。
本發(fā)明的光學(xué)器件的特征是，其具有光傳輸機(jī)構(gòu)，光傳輸機(jī)構(gòu)中設(shè)有的狹縫，插入上述狹縫內(nèi)、用來分離通過上述光傳輸機(jī)構(gòu)傳輸?shù)男盘柟獾囊徊糠值臑V光器部件，填充在上述狹縫內(nèi)的該狹縫和上述濾光器部件間的間隙中的樹脂；上述濾光器部件具有襯底和形成于該襯底主表面上的光學(xué)薄膜；當(dāng)將上述濾光器部件的上述光學(xué)薄膜一側(cè)的面定義為第一表面，將上述濾光器部件的襯底一側(cè)的面定義為第二表面，在上述狹縫的內(nèi)壁表面中，將與上述濾光器部件的上述第一表面相對的面定義為第一內(nèi)壁表面，將與上述濾光器部件的上述第二表面相對的面定義為第二內(nèi)壁表面時(shí)時(shí)，上述狹縫的第一內(nèi)壁表面、上述第二內(nèi)壁表面及上述濾光器部件的第二表面中的一個(gè)或多個(gè)與上述濾光器部件的第一表面不平行。
在上述狹縫的第一內(nèi)壁表面、上述第二內(nèi)壁表面及上述濾光器部件的第二表面中，由于由與上述濾光器部件的第一表面不平行的面所反射(分離)的光的出射方向與來自濾光器部件的第一表面的反射光(分離光)的出射方向不同，所以可減小對來自上述第一表面的反射光的干涉影響。這可改善信號光監(jiān)視功能的可靠性。
在此，雖然在濾光器部件主表面上形成的光學(xué)薄膜也有單層的情況，但在大多情況下都采用具有最佳設(shè)計(jì)的多層膜的光學(xué)薄膜。此外，濾光器部件的主表面不但可配置于光的入射側(cè)，也可配置于出射側(cè)。
上述兩個(gè)不平行表面所成角度最好大于等于0.5°。這是因?yàn)椋绻∮?.5°，則不能達(dá)到減小對來自上述第一表面的反射光的干涉影響。
而且，在上述結(jié)構(gòu)中，將上述濾光器部件的第一表面、上述濾光器部件的第二表面、上述狹縫的第一內(nèi)壁表面及上述狹縫的第二內(nèi)壁表面與上述信號光光軸所在的鉛直面相交并將形成的線段分別定義為第一線段、第二線段、第三線段及第四線段時(shí)，上述第二線段、上述第三線段及上述第四線段中的一個(gè)或多個(gè)線段與上述第一線段可不平行。
或者，也可以是上述第一線段與上述第二線段互相不平行，上述第三線段與上述第四線段互相不平行，上述第一線段與上述第三線段互相不平行。
或者，也可以是上述第一線段與上述第二線段互相平行，上述第三線段與上述第四線段互相平行，上述第一線段與上述第三線段互相不平行。
或者，也可以是上述第一線段與上述第二線段互相不平行，上述第三線段與上述第四線段互相平行，上述第一線段與上述第三線段互相不平行。
或者，也可以是上述第一線段與上述第二線段可互相平行，上述第三線段與上述第四線段互相不平行，上述第一線段與上述第三線段互相不平行。
而且，將上述濾光器部件的第一表面、上述濾光器部件的第二表面、上述狹縫的第一內(nèi)壁表面及上述狹縫的第二內(nèi)壁表面與上述信號光光軸所在的水平面相交所形成的線段分別定義為第五線段、第六線段、第七線段及第八線段時(shí)，上述第六線段、上述第七線段及上述第八線段中的一個(gè)或多個(gè)線段與上述第五線段可不平行。
或者，也可以是上述第七線段與上述第八線段互相平行，上述第五線段與第七線段互相不平行。
此外，本發(fā)明的光學(xué)器件的特征是，其具有多個(gè)光傳輸機(jī)構(gòu)，上述多個(gè)光傳輸機(jī)構(gòu)中共同設(shè)有的狹縫，插入上述狹縫內(nèi)、用來分離通過上述多個(gè)光傳輸機(jī)構(gòu)傳輸?shù)男盘柟獾母饕徊糠值囊粋€(gè)濾光器部件，填充在上述狹縫內(nèi)的該狹縫和上述濾光器部件間的間隙中的樹脂；上述濾光器部件具有至少與上述狹縫相對的曲面。
因此，通過多個(gè)光傳輸機(jī)構(gòu)，狹縫的與濾光器部件相對的面和濾光器部件的與狹縫相對的面互相不平行，且濾光器部件的表面和背面互相不平行。因此，可減小對來自濾光器部件的表面的反射光的干涉影響。這可改善信號光監(jiān)視功能的可靠性。
本發(fā)明的光學(xué)器件的特征是，其具有光傳輸機(jī)構(gòu)，光傳輸機(jī)構(gòu)中設(shè)有的狹縫，插入上述狹縫內(nèi)、用來分離通過上述光傳輸機(jī)構(gòu)傳輸?shù)男盘柟獾囊徊糠值臑V光器部件，填充在上述狹縫內(nèi)的該狹縫和上述濾光器部件間的間隙中的樹脂；上述濾光器部件具有襯底和形成于該襯底主表面上的光學(xué)薄膜；當(dāng)將上述濾光器部件的上述光學(xué)薄膜一側(cè)的面定義為第一表面，將上述濾光器部件的襯底一側(cè)的面定義為第二表面，在上述狹縫的內(nèi)壁表面中，將與上述濾光器部件的上述第一表面相對的面定義為第一內(nèi)壁表面，將與上述濾光器部件的上述第二表面相對的面定義為第二內(nèi)壁表面時(shí)，至少上述濾光器部件的上述第二表面是粗糙表面。
通常，來自濾光器部件第一表面的反射光依據(jù)濾光器部件的厚度等而受到來自濾光器部件第二表面的反射光發(fā)生的強(qiáng)烈干涉。然而，在本發(fā)明中，由于濾光器部件的第二表面做成粗糙表面，由于來自濾光器部件的第二表面的反射光隨機(jī)地射出而成為散射光，所以可減小對來自濾光器部件第一表面的反射光的干涉影響。
而且，在上述結(jié)構(gòu)中，上述狹縫的上述第一內(nèi)壁表面及上述第二內(nèi)壁表面也可以是粗糙表面。這樣，可有效地減小由來自狹縫的第一內(nèi)壁表面和第二內(nèi)壁表面的反射光所引起的干涉影響。
作為上述粗糙表面的面，其表面粗糙度Rt最好是0.05μm≤Rt≥2μm。
此外，在上述結(jié)構(gòu)中，至少上述濾光器部件的底面的一部分可以與上述狹縫的底部接觸。這時(shí)，僅通過使濾光器部件的底面的一部分與狹縫的底部接觸，便可使濾光器部件保持所期望的角度，組裝也變得容易進(jìn)行。
如上上述，若采用本發(fā)明的光學(xué)器件，可減小其它部分的反射光對來自濾光器部件的多層膜面的反射光的干涉影響，并可改善信號光監(jiān)視功能的可性。


圖1是表示從正面見到的第一實(shí)施例的光學(xué)器件的剖視圖。
圖2是表示從側(cè)面見到的第一實(shí)施例的光學(xué)器件的剖視圖。
圖3是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的重要部分的剖視圖。
圖4是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第一變形例的重要部分的剖視圖。
圖5是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第二變形例的重要部分的剖視圖。
圖6是放大表示了已擴(kuò)大的第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第三變形例的重要部分的剖視圖。
圖7是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第四變形例的重要部分的剖視圖。
圖8是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第五變形例的重要部分的剖視圖。
圖9是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第六變形例的重要部分的剖視圖。
圖10是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第七變形例的重要部分的剖視圖。
圖11是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第八變形例的重要部分的剖視圖。
圖12是放大表示第一實(shí)施例的光學(xué)器件的第九變形例的重要部分的剖視圖。
圖13是放大表示第二實(shí)施例的光學(xué)器件的重要部分的剖視圖。
圖14是放大表示第三實(shí)施例的光學(xué)器件的重要部分的剖視圖。
圖15是放大表示第四實(shí)施例的光學(xué)器件的重要部分的剖視圖。
圖16是放大表示第四實(shí)施例的光學(xué)器件的變形例的重要部分的剖視圖。
圖17是放大表示第四實(shí)施例的光學(xué)器件的重要部分的剖視圖。
圖18是放大表示現(xiàn)有技術(shù)例子的光學(xué)器件的重要部分的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照圖1-圖17來說明將本發(fā)明的光學(xué)器件應(yīng)用于例如4信道單列式功率監(jiān)視模塊的實(shí)施例。
第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A，如圖1及圖2所示，具有玻璃襯底12，由固定于在該玻璃襯底12上所設(shè)置的多個(gè)V形槽14中的多條光纖15構(gòu)成的光纖陣列16，從各光纖15的上表面延伸到玻璃襯底12中所設(shè)置的狹縫18(參照圖2)，插入到該狹縫18內(nèi)的分光部件(濾光器部件)20(參照圖2)，排列著用于檢測由各光纖15傳輸?shù)男盘柟?2中、至少由濾光器部件20等反射的光(反射光)的多個(gè)活性層26的PD(光電二極管)陣列28，用于安裝PD陣列28并使其朝向光纖陣列16固定的輔助固定件30以及至少用于穩(wěn)定地固定PD陣列28的襯墊32。此外，狹縫18的兩個(gè)端面和濾光器部件20的表面及背面起到了分光部33(參照圖2)的作用以分離由光纖15傳輸?shù)男盘柟?2的一部分。而且，如圖3所示，光纖15具有內(nèi)芯40和包層42。
即，該第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A具有形成有V形槽14的襯底12，固定于襯底12的V形槽14中、且在各光纖15上設(shè)有分光功能(狹縫18、濾光器部件20等)的光纖陣列16，通過粘接層52固定在各光纖15的外包層中、至少因分光功能而產(chǎn)生的分離光24的光程上的PD陣列28以及用于安裝該P(yáng)D陣列28的輔助固定件30，且該輔助固定件30設(shè)置成使PD陣列28的安裝面朝向玻璃襯底12。
此外，在此，由于用多根根光纖15表示構(gòu)成光纖陣列16的例子，因而“各光纖15”指的是“四根光纖中的每根”。但是，由于也可由一根光纖15構(gòu)成光纖陣列16，所以，這時(shí)，“各光纖”或“多根光纖”也可讀作“一根光纖”。
考慮到隨后加工狹縫18時(shí)光纖陣列16的各光纖15所受的負(fù)荷，形成于玻璃襯底12上的V形槽14的角度最好大于等于45°；反之，為制造無蓋光纖陣列，為確保提供足量的粘接劑(＝粘接強(qiáng)度)，該角度最好小于等于95°。在本第一實(shí)施例中，角度是70°。
將光纖陣列16固定到玻璃襯底12上的過程是首先，將光纖陣列16放置于V形槽14中，并在該狀態(tài)下涂抹紫外線硬化型粘接劑，然后從光纖陣列16的背面及上方照射紫外線以使上述粘接劑完全硬化。
狹縫18的傾斜角度α(參照圖2)，即與鉛直面所成角度，最好是15°-25°。如果傾斜角度α過小，則來自濾光器部件20的分離光24散布過大，在用于多信道(multichannel)的情況下會導(dǎo)致串?dāng)_(crosstalk)的惡化。另一方面，如果傾斜角度過大，則來自濾光器部件20的分離光24的偏振依賴性(polarization dependency)增大，并趨向于特性的降低。
如圖3所示，濾光器部件20具有石英襯底54、形成于該石英襯底54的主面上的分離用的多層膜56?？紤]到該濾光器部件20的操作等的情況，雖然濾光器部件20的材料可以是塑料材料、高分子材料、聚酰亞胺材料，但是由于狹縫18的傾斜角度α大到15°-25°，所以為了抑制由于折射而產(chǎn)生的透射一側(cè)的光軸偏離，濾光器部件20的材料最好由與光纖15(石英)具有相同折射率的材料制成。
此外，在狹縫18內(nèi)的該狹縫18與濾光器部件20間的間隙中填充有紫外線硬化樹脂(粘接劑)19。該樹脂19使用硅系樹脂，使其折射率與光纖15的內(nèi)芯40的折射率及濾光器部件20的石英襯底54的折射率大體相同。
如圖2所示，PD陣列28的構(gòu)造采用背面入射型?；钚詫?6的上部(輔助固定件30一側(cè))有各向異性導(dǎo)電糊狀物58而不是Au焊劑及電極或銀的糊狀物。從串?dāng)_的觀點(diǎn)看，該部分最好是各向異性導(dǎo)電糊狀物58和空氣等反射率低的材料，而不是Au等反射率高的材料。當(dāng)然，也可以使用表面入射型PD陣列作為PD陣列28。
背面入射型PD陣列28的光接收部分(活性層26)的直徑約為60μm。光接收部分(活性層26)的直徑最好為40-80μm。這是因?yàn)椋绻睆叫∮?0μm，則由于光接收部分(活性層26)過小，從而使PD光接收效率下降。大于等于80μm時(shí)，則PD陣列28易于得到雜散光(stray light)，從而可增大串?dāng)_。
此外，輔助固定件30的安裝構(gòu)造采用了光纖15-PD陣列28-輔助固定件30這樣的結(jié)構(gòu)。雖然也可采用光纖15-輔助固定件30-PD陣列28的結(jié)構(gòu)，但是，這時(shí)由于輔助固定件30存在于光纖15和PD陣列28之間，所以分離光24的光程變長，則分離光24的散布變大，而從PD光接收效率和串?dāng)_的觀點(diǎn)來看這是不利的。此外，輔助固定件30的構(gòu)成材料是Al2O3。
背面入射型PD陣列28在其活性層26一側(cè)(輔助固定件30一側(cè))上配置有正電極和負(fù)電極，且用Au電極圖案60在輔助固定件30上模形成共用的負(fù)電極和各信道的正電極的圖案。在對應(yīng)于各信道的正電極及負(fù)電極的部分設(shè)有Au突點(diǎn)(bump)62，且在活性層26的部分上填充有各向異性導(dǎo)電糊狀物58。采用Au突點(diǎn)62這種結(jié)構(gòu)的目的除用于實(shí)現(xiàn)可靠的導(dǎo)通外，通過增加活性層26和輔助固定件30的電極間距離，還可用于減小由該部分內(nèi)的反射和散射所引起的雜散光。各向異性導(dǎo)電糊狀物58通過加熱，從而具有使該各向異性導(dǎo)電糊狀物58內(nèi)具有的銀等導(dǎo)電物質(zhì)聚集成Au突點(diǎn)62那樣的導(dǎo)電性物質(zhì)的集中處。這樣，只在其與Au電極圖案60之間具有導(dǎo)電性。
此外，為了抑制由折射率差所引起的反射，在輔助固定件30的下表面內(nèi)與活性層26對應(yīng)的部分上涂覆有未圖示的SiN。
而且，在輔助固定件30的安裝面上用例如紫外線硬化型粘接劑固定著用于確定光纖陣列16和PD陣列28間的間隙的襯墊32。
而且，如圖3所示，在該第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A中，將濾光器部件20的多層膜56一側(cè)的面定義為第一表面70，并將濾光器部件20的石英襯底54一側(cè)的面定義為第二表面72，將狹縫18的內(nèi)壁表面中朝向?yàn)V光器部件20的第一表面70的面定義為第一內(nèi)壁表面74，并將朝向?yàn)V光器部件20的第二表面72的面定義為第二內(nèi)壁表面76時(shí)，狹縫18的第一內(nèi)壁表面74、第二內(nèi)壁表面76及濾光器部件20的第二表面72中的一個(gè)或多個(gè)面與濾光器部件20的第一表面70不平行。在此，“不平行”指的是形成該不平行的兩個(gè)面所夾的角度為大于等于0.5°。
具體地，在該第一實(shí)施例中，將濾光器部件20的第一表面70與信號光22的光軸所在的鉛直面相交所形成的線段定義為第一線段80，將濾光器部件20的第二表面72與上述鉛直面相交所形成的線段定義為第二線段82，將狹縫18的第一內(nèi)壁表面74與上述鉛直面相交所形成的線段定義為第三線段84，將狹縫18的第二內(nèi)壁表面76與上述鉛直面相交所形成的線段定義為第四線段86時(shí)，則第一線段80和第二線段82互相不平行，第三線段84和第四線段86互相不平行，第一線段80和第三線段84互相不平行。此外，狹縫18的傾斜角度α和第一線段80的傾斜角度(與鉛直線所成的角度)β的大小關(guān)系是α＜β。此外，PD陣列28(參照圖2)被設(shè)置于從濾光器部件20的多層膜56的表面(第一表面70)反射的光24的光程上。
因此，因?yàn)橛瑟M縫18的第一內(nèi)壁表面74的部分(狹縫18的第一內(nèi)壁表面74一側(cè)和樹脂19的界面)反射的光90，由狹縫18的第二內(nèi)壁表面76的部分(狹縫18的第二內(nèi)壁表面76一側(cè)和樹脂19的界面)反射的光92及由濾光器部件20的第二表面72的部分(石英襯底54和樹脂19的界面)反射的光94的各出射方向分別與由濾光器部件20的第一表面70的部分(濾光器部件20的多層膜56和樹脂19的界面)反射的光24的出射方向不同，因此，可減小其它反射光90、92、94等對該反射光(分離光)24的干涉影響。這可改善信號光22監(jiān)視功能可靠性。
其次，參照圖4-圖12說明第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A的幾個(gè)變形例。
首先，如圖4所示，雖然第一變形例的光學(xué)器件10Aa與上述第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)是濾光器部件20的第一線段80與濾光器部件20的第二線段82互相平行，狹縫18的第三線段84與狹縫18的第四線段86互相平行，濾光器部件20的第一線段80與狹縫18的第三線段84互相不平行。
如圖5所示，雖然第二變形例的光學(xué)器件10Ab與上述第一變形例的光學(xué)器件10Aa具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)是狹縫18的傾斜角度α和第一線段80的傾斜角度β的大小關(guān)系是α＞β。
如圖6所示，雖然第三變形例的光學(xué)器件10Ac與上述第一變形例的光學(xué)器件10Aa具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)是濾光器部件20的第一線段80與濾光器部件20的第二線段82互相不平行。
如圖7所示，雖然第四變形例的光學(xué)器件10Ad與上述第一變形例的光學(xué)器件10Aa具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)是狹縫18的第三線段84與狹縫18的第四線段86互相不平行。
如圖8所示，雖然第五變形例的光學(xué)器件10Ae與上述第三變形例的光學(xué)器件10Ac具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)如下
即，狹縫18的傾斜角度α和第一線段80的傾斜角度β的大小關(guān)系是α＞β。此外，濾光器部件20的底面20a接觸到狹縫18的底部18a。這時(shí)，僅使濾光器部件20的底面20a與狹縫18的底部18a接觸便可令濾光器部件20保持所期望的角度β，組裝作業(yè)也容易。
如圖9所示，雖然第六變形例的光學(xué)器件10Af與上述第五變形例的光學(xué)器件10Ae具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)是濾光器部件20的第一線段80、第二線段82及狹縫18的第四線段86互相平行，且濾光器部件20的底面20a接觸狹縫18的底部18a。
如圖10所示，雖然第七變形例的光學(xué)器件10Ag與上述第二變形例的光學(xué)器件10Ab具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)如下首先，濾光器部件20的第二線段82內(nèi)的從底面20a未到達(dá)與光纖15的內(nèi)芯40對應(yīng)的部分的線段(表示為第二線段82的下部分82a)的角度，與上述第二線段82內(nèi)的包含與光纖15的內(nèi)芯40對應(yīng)的部分的線段(表示為第二線段82的上部分82b)的角度不同。即，濾光器部件20的第二表面72在中途彎折。
此外，狹縫18的第三線段84與第四線段86互相平行。濾光器部件20的第二線段82的下部分82a的角度與狹縫18的第四線段86的角度大體相同。濾光器部件20的第二線段82的上部分82b與濾光器部件20的第一線段80互相平行。濾光器部件20的底面20a與狹縫18的底部18a接觸。
即，該光學(xué)器件10Ag的形態(tài)是在由狹縫18的底部18a和第二內(nèi)壁表面76形成的彎折面與由濾光器部件20的底表面20a和第二表面72的下側(cè)的表面72a(對應(yīng)于第二線段82的下部分82a的面)形成的彎折面接觸。
因此，在組裝中，在將濾光器部件20插入狹縫18內(nèi)時(shí)，只需通過將濾光器部件20的上述彎折面對齊狹縫18的上述彎折面，便可簡單地將濾光器部件20以所期望角度臨時(shí)固定于狹縫18內(nèi)，從而使后面的組裝變得容易。
接著，如圖11所示，雖然第八變形例的光學(xué)器件10Ah與上述第七變形例的光學(xué)器件10Ag具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)如下首先，濾光器部件20的第一線段80與第二線段82互相平行。濾光器部件20的底面20a與狹縫18的底部18a接觸。此外，濾光器部件20的第一表面70的下端部與狹縫18的第一內(nèi)壁表面74的下端部接觸，且濾光器部件20的第二表面72的上端部與狹縫18的第二內(nèi)壁表面76的上端部接觸。
這時(shí)，也與上述第七變形例的光學(xué)器件10Ag同樣，在組裝中，在將濾光器部件20插入狹縫18內(nèi)以使濾光器部件20的底面20a與狹縫18的底部18a接觸的階段，可簡單地將濾光器部件20以所期望的角度臨時(shí)固定于狹縫18內(nèi)，從而使后面的組裝變得容易。
接著，如圖12所示，雖然第九變形例的光學(xué)器件10Ai與上述第六變形例的光學(xué)器件10Af具有大體相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)如下狹縫18的第三線段內(nèi)的從底部18a未到達(dá)與光纖15的內(nèi)芯40對應(yīng)的部分的線段(表示為第三線段84的下部分84a)的角度，與上述第三線段84內(nèi)的包含與光纖15的內(nèi)芯40對應(yīng)的對應(yīng)于部分的線段(表示為第三線段84的上部分84b)的角度不同。即，濾光器部件20的第一內(nèi)壁表面74在中途彎折。
這可以從現(xiàn)有的實(shí)際構(gòu)造，即，在濾光器部件20的第一表面70和第二表面72與狹縫18的第一內(nèi)壁表面74和第二內(nèi)壁表面76都大體上互相平行的構(gòu)造中，僅通過從上部切入到狹縫18的第一內(nèi)壁表面74中，即制成第九變形例的光學(xué)器件10Ai。這與制作第一-第八變形例的光學(xué)器件10Aa-10Ah的情況相比還能更簡單地制作，而且，可自由改變狹縫18和濾光器部件20的角度差。當(dāng)然，還可以迅速地應(yīng)對該光學(xué)器件品種規(guī)格的變更等。
即使在這些第一-第九變形例的光學(xué)器件10Aa-10Ai中，也與上述第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A同樣，可減小其它反射光90、92及94等對來自濾光器部件20的第一表面70的部分的反射光24的干涉影響，并可改善信號光22監(jiān)視功能的可靠性。
其次，參照圖13說明第二實(shí)施例的光學(xué)器件10B。
如圖13所示，在該第二實(shí)施例的光學(xué)器件10B中，將濾光器部件20的第一表面70與信號光22的光軸所在水平面相交所形成的線段定義為第五線段100，將濾光器部件20的第二表面72與上述水平面相交所形成的線段定義為第六線段102，將狹縫18的第一內(nèi)壁表面74與上述水平面相交所形成的線段定義為第七線段104，將狹縫18的第二內(nèi)壁表面76與上述水平面相交所形成的線段定義為第八線段106時(shí)，則第七線段104和第八線段106互相平行，第五線段100和第七線段104互相不平行。
這時(shí)也與上述第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A同樣，可減小其它反射光90、92、94等對來自濾光器部件20的第一表面70的部分的反射的反射光24(參照圖2)的干涉影響，并可改善信號光22監(jiān)視功能的可靠性。
在該第二實(shí)施例中，第五線段100與第七線段104也可以互相不平行而不管其它線段的關(guān)系。例如，第五線段100與第六線段102可互相平行或不平行，而第五線段100與第八線段106也可互相平行或不平行。同樣，第六線段102與第七線段104可互相平行或不平行，而第六線段102與第八線段106也可互相平行或不平行。
其次，參照圖14說明第三實(shí)施例的光學(xué)器件10C。
如圖14所示，該第三實(shí)施例的光學(xué)器件10C與上述第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A具有大體相同的構(gòu)造。特別地，例如，對于由七根光纖15構(gòu)成的光纖陣列16共同設(shè)置一個(gè)狹縫18，且將一個(gè)濾光器部件20插入狹縫18內(nèi)，并在該狹縫18內(nèi)的該狹縫18和濾光器部件20的間隙內(nèi)填充樹脂19。
而且，濾光器部件20的至少與狹縫18的第一內(nèi)壁表面74相對的面(第一表面)70朝向上述第一內(nèi)壁表面74彎曲成凹狀。彎曲程度最好是濾光器部件20的中央部分和兩端部分的差大于等于5μm小于等于100μm。這是因?yàn)?，小?μm時(shí)，難以設(shè)置期望的角度，大于100μm時(shí)，難以插入濾光器部件20。
這樣，在第三實(shí)施例的光學(xué)器件10C中，對于7條光線15，與狹縫18的濾光器部件20相對的面(第一內(nèi)壁表面)74和與濾光器部件20的狹縫18的第一內(nèi)壁表面74相對的面(第一表面)70互相不平行，進(jìn)而，濾光器部件20的第一表面70與第二表面72互相不平行。因此，可減小其它反射光90、92、94等對來自濾光器部件20的多層膜56的表面的反射光24的干涉影響，并可改善信號光22監(jiān)視功能的可靠性。
作為彎曲濾光器部件20的方法有，例如，可通過在石英襯底54的表面所形成的多層膜56的結(jié)構(gòu)很容易地實(shí)現(xiàn)。即，通過形成多層膜56，因?yàn)閷κ⒁r底產(chǎn)生應(yīng)力，石英襯底54由多層膜56所形成的面而彎曲成凹狀。彎曲的程度可根據(jù)構(gòu)成多層膜56的各層膜的厚度和材料及多層膜56的層數(shù)等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
作為其它方法，也最好采用通過改變石英襯底54的表面和背面的加工精度(例如，拋光度)以使石英襯底54彎曲的方法。在石英襯底54內(nèi)，可使形成多層膜56的表面的加工精度較高(例如，以加工符號表示)，背面的加工精度較低(例如，以加工符號表示)。
此外，作為其它方法，也最好采用通過在精制石英襯底54時(shí)，對石英襯底54的表面及背面吹風(fēng)，進(jìn)而改變吹到表面和背面的風(fēng)量以使石英襯底54彎曲的方法。通過使對石英襯底54的表面的風(fēng)量大于對背面的風(fēng)量，則在精制時(shí)的石英襯底54的表面所產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力比背面所產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力高，這樣就在精制結(jié)束了的階段制成表面(形成多層膜56的面)一側(cè)呈凹狀彎曲的石英襯底54。
其次，參照圖15說明第四實(shí)施例的光學(xué)器件10D。
如圖15所示，該第四實(shí)施例的光學(xué)器件10D與上述第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A具有大體相同的構(gòu)造，但不同點(diǎn)是濾光器部件20的第一表面70、狹縫18的第一內(nèi)壁表面74與狹縫18的第二內(nèi)壁表面76互相平行，且濾光器部件20的第二表面72(石英襯底54背面)是粗糙表面。
當(dāng)然，濾光器部件20的第一表面70與狹縫18的第一內(nèi)壁表面74也可互相不平行。
通常，來自濾光器部件20的第一表面70(多層膜56的表面)的反射光因由濾光器部件20的厚度等而受到來自濾光器部件20的第二表面72的反射光的強(qiáng)烈干涉。此外，來自狹縫18的第一內(nèi)壁表面74的部分的反射光和來自狹縫18的第二內(nèi)壁表面76的部分的反射光的干涉比來自上述第二表面72的反射光的干涉小。
在該第三實(shí)施例中，由于將濾光器部件20的第二表面72做成粗糙表面，所以來自濾光器部件20的第二表面72的反射光隨機(jī)射出而成為散射光。因此，可有效地降低來自第二表面72的反射光對來自濾光器部件20的第一表面70的反射光的干涉影響，并可有效地改善信號光22監(jiān)視功能的可靠性。
作為將石英襯底54背面做成粗糙表面的方法有，例如，在加工石英襯底54時(shí)，使用粒度數(shù)低顆粒較粗的磨具進(jìn)行研磨的方法。最好采用用氫氟酸等化學(xué)藥品蝕刻的方法。此外，也可采用激光加工使光纖熔融以改變表面狀態(tài)的方法，或用同樣的激光只改變內(nèi)芯附近形狀的方法。
此外，在用旋涂(spin coating)制作石英襯底54時(shí)，通過在旋涂件的表面預(yù)先形成凹凸，從而可將上述凹凸轉(zhuǎn)印到石英襯底54的背面。
在用玻璃壓制制作石英襯底54時(shí)，通過預(yù)先將金屬模具中的用于形成石英襯底54的背面的部分做成粗糙表面，從而可在壓制結(jié)束時(shí)將金屬模具的上述粗糙表面轉(zhuǎn)印到石英襯底54的背面上。
在上述第四實(shí)施例的光學(xué)器件10D中，雖然只將濾光器部件20的第二表面72做成粗糙表面，但是，如圖16所示的變形例的光學(xué)器件10Da那樣，狹縫18的第一內(nèi)壁表面74和第二內(nèi)壁表面76等其它面也可都做成粗糙表面。這時(shí)，由于來自狹縫18的第一內(nèi)壁表面74的部分的反射光和來自狹縫18的第二內(nèi)壁表面76的部分的反射光均為散射光，所以可進(jìn)一步減小對來自濾光器部件20的第一表面70的反射光的干涉影響。
此外，如圖17所示的第五實(shí)施例的光學(xué)器件10E那樣，將具有固定第一光纖陣列16A的V形槽14A的第一玻璃襯底12A的端面和具有固定第二光纖陣列6B的V形槽14B的第二玻璃襯底12B的端面，以及第一光纖陣列16A的端面與第二光纖陣列16B的端面通過分光部件20結(jié)合在一起。這時(shí)，通過對第一及第二光纖陣列16A及16B進(jìn)行調(diào)整使其互相對準(zhǔn)中心，并分別固定于第一及第二玻璃襯底的各V形槽14A及14B中。根據(jù)該第五實(shí)施例，其與第一-第四實(shí)施例的光學(xué)器件10A-10D不同，不必考慮增大狹縫18的深度時(shí)所發(fā)生的玻璃襯底12強(qiáng)度下降的問題。
在上述第一-第五實(shí)施例的光學(xué)器件10A-10E中，雖表示了適用于多根光纖15排列成的光纖陣列16的例子，但是，也可適用于例如在LN襯底上排列形成的由多個(gè)光波導(dǎo)成的光波導(dǎo)陣列。
其次，說明根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A的應(yīng)用例子。首先，通過研磨加工來制作用于單列式光纖陣列16的玻璃襯底12。
作為玻璃襯底12的材料，使用了硼硅酸鹽玻璃(在此，具體使用Pyrex(注冊商標(biāo))玻璃材料)。玻璃襯底12的尺寸是長16mm、厚1mm，用于使光纖陣列16整齊排列的V形槽14通過研磨加工形成間距為250μm、深度為90μm的12條。
接著，進(jìn)行光纖陣列16的組裝。光纖陣列16使用間距為250μm的12芯光纖帶保護(hù)套的帶型組件(12-core tape-armored fiber assembly)。將12芯光纖帶保護(hù)套的帶型組件的中間保護(hù)套剝?nèi)ィ怪虚g保護(hù)套被剝?nèi)サ牟糠值拈L度為12mm，然后將其放置于玻璃襯底12的V形槽14中，并用紫外線硬化型粘接劑固定。
然后，對光纖陣列16進(jìn)行狹縫18的加工。狹縫18寬30μm、深200μm、傾斜角度α為20°。
然后，制作濾光器部件20。通過蒸鍍在石英襯底54上形成例如從氧化鉭、石英、礬土、氧化鈦等任意選擇的多層膜56，然后將形成有多層膜56的石英襯底54加工成厚20μm、長5mm、寬200μm的形狀并制作成濾光器部件20。傾斜角度設(shè)計(jì)成20°、分離比率為透射率93％、反射率7％。
其后，將濾光器部件20插入狹縫18內(nèi)，再在定位階段進(jìn)行調(diào)整，使濾光器部件20的第一表面70對光軸的傾斜角度β為例如20.5°-21。將濾光器部件20插入狹縫18內(nèi)，并在以上述傾斜角度β固定的狀態(tài)下將樹脂19填充到狹縫18內(nèi)。樹脂19使用折射率與光纖15的內(nèi)芯40的折射率大體相同的硅系樹脂。在填充樹脂19后，使該樹脂19硬化。
其后，將PD陣列28安裝到輔助固定件30上。PD陣列28的信道數(shù)為12信道，尺寸為高150μm、寬420μm、長3mm。
PD陣列28的構(gòu)造與第一實(shí)施例的光學(xué)器件10A同樣，采用背面入射型。活性層26的上部(輔助固定件30一側(cè))填充了各向異性導(dǎo)電糊狀物58。
其次，進(jìn)行PD陣列的調(diào)心。具體地，將用于確定光纖陣列16和PD陣列28的間距的襯墊32安裝在輔助固定件30上。
襯墊32的構(gòu)成材料是硼硅酸鹽玻璃，這時(shí)，具體為Pyrex(注冊商標(biāo))玻璃材料。此外，間隙長度設(shè)定為10μm。即，由于包括Au突點(diǎn)62的PD陣列28的厚度是190μm，所以襯墊32定為200μm。
而且，為了使PD陣列28的活性層26位于來自濾光器部件20的第一表面70的反射光24的光程上，一邊對PD陣列28進(jìn)行調(diào)心，一邊通過襯墊32將輔助固定件30安裝在光纖陣列16上。
而且，對應(yīng)用例子的光學(xué)器件進(jìn)行了測定評價(jià)。由折射率差引起的反射光的影響，呈現(xiàn)隨著PD陣列28因溫度變化引起的光接收效率的特性變化和PD陣列28在高溫高濕試驗(yàn)后的光接收效率的特性變化而變得更顯著。因此，就這兩點(diǎn)與比較例一起進(jìn)行評估。
比較例具有的結(jié)構(gòu)是，在第1實(shí)施例的光學(xué)器件10A中，將狹縫18的傾斜角度α與濾光器部件20的第一表面70的傾斜角度β的差設(shè)定成小于0.5度。
在比較例中，由溫度變化所引起的光接收效率變化約為0.5dB。此外，高溫高濕試驗(yàn)后的光接收效率變化也約為0.5dB。
另一方面，應(yīng)用例子的光學(xué)器件，由溫度變化所引起的光接收效率變化及高溫高濕試驗(yàn)后的光接收效率變化均為0.1dB左右，因此可知，幾乎看不到特性的變化。
此外，本發(fā)明的光學(xué)器件不限于上述實(shí)施例，只要不脫離本發(fā)明主旨，當(dāng)然可采用各種結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)器件，其特征是具有光傳輸機(jī)構(gòu)(15)、上述光傳輸機(jī)構(gòu)(15)中設(shè)有的狹縫(18)、插入上述狹縫(18)內(nèi)、用來分離通過上述光傳輸機(jī)構(gòu)(15)傳輸?shù)男盘柟?22)的一部分的濾光器部件(20)、填充在上述狹縫(18)內(nèi)的上述狹縫(18)和上述濾光器部件(20)間的間隙中的樹脂(19)；上述濾光器部件(20)具有襯底(54)和形成于上述襯底(54)的主表面上的光學(xué)薄膜(56)；當(dāng)將上述濾光器部件(20)的上述光學(xué)薄膜(56)一側(cè)的面定義為第一表面(70)，將上述濾光器部件(20)的上述襯底(54)一側(cè)的面定義為第二表面(72)，在上述狹縫(18)的內(nèi)壁表面中，將與上述濾光器部件(20)的上述第一表面(70)相對的面定義為第一內(nèi)壁表面(74)，將與上述濾光器部件(20)的上述第二表面(76)相對的面定義為第二內(nèi)壁表面(76)時(shí)，上述狹縫(18)的第一內(nèi)壁表面(74)、上述第二內(nèi)壁表面(76)及上述濾光器部件(20)的上述第二表面(72)中的一個(gè)或多個(gè)面與上述濾光器部件(20)的第一表面(70)不平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于上述不平行的兩個(gè)表面所成角度大于等于0.5°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于將上述濾光器部件(20)的上述第一表面(70)與上述信號光(22)的光軸所在鉛直面相交所形成的線段定義為第一線段(80)，將上述濾光器部件(20)的上述第二表面(72)與上述鉛直面相交所形成的線段定義為第二線段(82)，將上述狹縫(18)的上述第一內(nèi)壁表面(74)與上述鉛直面相交所形成的線段定義為第三線段(84)，將上述狹縫(18)的上述第二內(nèi)壁表面(76)與上述鉛直面相交所形成的線段定義為第四線段(86)時(shí)，上述第二線段(82)、上述第三線段(84)及上述第四線段(86)中的一個(gè)或多個(gè)線段與上述第一線段(80)不平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一線段(80)和上述第二線段(82)互相不平行；上述第三線段(84)和上述第四線段(86)互相不平行；上述第一線段(80)和上述第三線段(84)互相不平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一線段(80)和上述第二線段(82)互相平行；上述第三線段(84)和上述第四線段(86)互相平行；上述第一線段(80)和上述第三線段(84)互相不平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一線段(80)和上述第二線段(82)互相不平行；上述第三線段(84)和上述第四線段(86)互相平行；上述第一線段(80)和上述第三線段(84)互相不平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一線段(80)和上述第二線段(82)互相平行；上述第三線段(84)和上述第四線段(86)互相不平行；上述第一線段(80)和上述第三線段(84)互相不平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于將上述濾光器部件(20)的上述第一表面(70)與上述信號光(22)的光軸所在的水平面相交所形成的線段定義為第五線段(100)，將上述濾光器部件(20)的上述第二表面(72)與上述水平面相交所形成的線段定義為第六線段(102)，將上述狹縫(18)的上述第一內(nèi)壁表面(74)與上述水平面相交所形成的線段定義為第七線段(104)，將上述狹縫(18)的上述第二內(nèi)壁表面(76)與上述水平面相交所形成的線段定義為第八線段(106)時(shí)，上述第六線段(102)、上述第七線段(104)及上述第八線段(106)中的一個(gè)或多個(gè)線段與上述第五線段(100)不平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第七線段(102)和上述第八線段(104)互相平行；上述第五線段(100)和上述第七線段(102)互相不平行。
10.一種光學(xué)器件，其特征在于具有多個(gè)光傳輸機(jī)構(gòu)(15)，上述多個(gè)光傳輸機(jī)構(gòu)(15)中共同設(shè)有的狹縫(18)，插入上述狹縫(18)內(nèi)、用來分離通過上述多個(gè)光傳輸機(jī)構(gòu)(15)傳輸?shù)男盘柟?22)的各一部分的一個(gè)濾光器部件(20)，填充在上述狹縫(18)內(nèi)的上述狹縫(18)和上述濾光器部件(20)間的間隙中的樹脂(19)；上述濾光器部件(20)具有至少與上述狹縫(18)相對的曲面(70)。
11.一種光學(xué)器件，其特征在于具有光傳輸機(jī)構(gòu)(15)，上述光傳輸機(jī)構(gòu)(15)中設(shè)有的狹縫(18)，插入上述狹縫(18)內(nèi)、用來分離通過上述光傳輸機(jī)構(gòu)(15)傳輸?shù)男盘柟?22)的一部分的濾光器部件(20)，填充在上述狹縫(18)內(nèi)的上述狹縫(18)和上述濾光器部件(20)間的間隙中的樹脂(19)；上述濾光器部件(20)具有襯底(54)和形成于上述襯底(54)的主表面上的光學(xué)薄膜(56)；當(dāng)將上述濾光器部件(20)的上述光學(xué)薄膜(56)一側(cè)的面定義為第一表面(70)，將上述濾光器部件(20)的上述襯底(54)一側(cè)的面定義為第二表面(72)，在上述狹縫(18)的內(nèi)壁表面中，將與上述濾光器部件(20)的上述第一表面(70)相對的面定義為第一內(nèi)壁表面(74)，將與上述濾光器部件(20)的上述第二表面(72)相對的面定義為第二內(nèi)壁表面(76)時(shí)，至少上述濾光器部件(20)的上述第二表面(72)是粗糙表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)器件，其特征在于上述狹縫(18)的上述第一內(nèi)壁表面(74)及上述第二內(nèi)壁表面(76)是粗糙表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的光學(xué)器件，其特征在于作為上述粗糙表面的面的表面粗糙度Rt是0.05μm≤Rt≥2μm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其特征在于至少上述濾光器部件(20)的底面(20a)的一部分與上述狹縫(18)底部(18a)接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)器件，其中，將濾光器部件(20)的多層膜(56)一側(cè)的面定義為第一表面(70)，濾光器部件(20)的石英襯底(54)一側(cè)的面定義為第二表面(72)，在狹縫(18)內(nèi)壁表面中，將與濾光器部件(20)的第一表面(70)相對的面定義為第一內(nèi)壁表面(74)，將與濾光器部件(20)的第二表面(72)相對的面定義為第二內(nèi)壁表面(76)時(shí)，狹縫(18)的第一內(nèi)壁表面(74)、第二內(nèi)壁表面(76)及濾光器部件(20)的第二表面(72)中的一個(gè)或多個(gè)與濾光器部件(20)的第一表面(70)不平行。
文檔編號G02B6/42GK1729416SQ20038010702
公開日2006年2月1日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者福山暢嗣, 巖崎康范, 井出晃啟 申請人:日本礙子株式會社