專(zhuān)利名稱(chēng)：濾光器組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把各種濾光器組合在光纖和光導(dǎo)路內(nèi)一體化的光通訊用的濾光器組件及其制造方法。
背景技術(shù)：
在用光纖的光信息通訊系統(tǒng)中，光隨著通過(guò)光纖的放射和吸收等而衰減，用光纖放大器作為放大該衰減的光的系統(tǒng)。在圖9A中示出系統(tǒng)的構(gòu)成，由光隔離器53、摻雜有鉺的光纖51、用于使激發(fā)用的激光入射的泵激光器54、輸出監(jiān)測(cè)用光電二極管(PO)52和調(diào)整增益的濾光器55構(gòu)成的光纖放大器，是為了不把光信號(hào)換成電信號(hào)就能放大而在光通訊網(wǎng)中不可缺少的。
泵激光器54的波長(zhǎng)在單模光中是1.48μm。可是，如在圖9B的特性A中所示那樣，因?yàn)槠湓鲆骐S波長(zhǎng)而變，所以必需把具有特性B中所示的特性逆特性的增益平坦化的濾光器(GFF)55插入在光輸出放大后的傳送光路中，如特性C所示那樣平坦化放大增益。
通常增益平坦化濾光器55插入在光纖之間，作為一體化的組件使用。在圖9中示出了該組件的構(gòu)造，在調(diào)整光纖56、聚光用透鏡57和增益平坦化濾光器的光軸后安裝并封裝在金屬盒體59中。
在制作使平坦化濾光器58安裝在光纖56之間一體化的組件時(shí)，將光纖56假固定在金屬盒體59中。接著安裝用于會(huì)聚從光纖56發(fā)散的光的聚光用透鏡57、和增益平坦的濾光器58。接著，從入射側(cè)的光纖56入射光信號(hào)，并用功率計(jì)等測(cè)定來(lái)自出射側(cè)的光纖56的光信號(hào)，按照光信號(hào)達(dá)到最大的位置調(diào)整光軸后，將聚光用透鏡57、增益平坦化濾光器58夾緊在盒體59中。這樣，因必需進(jìn)行入射側(cè)光纖56與聚光用透鏡57的光軸、聚光用透鏡57與增益平坦化濾光器58的光軸、增益平坦化濾光器與聚光用透鏡57的光軸、聚光用透鏡與出射側(cè)光纖56的光軸的四個(gè)光軸的調(diào)整而使成本增加。
作為解決上述課題的方法，有在特許第3175814號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的系統(tǒng)。在圖10A和圖10B中示出了其構(gòu)成圖。在硅基板上以使與已制作的埋入型光導(dǎo)路交叉地形成插入凹槽后，將多層膜濾光器插入，一體化形成反射型波長(zhǎng)多路(Wavelength Division MultiplexingWDM)用合分波器。該濾光器包括硅基板31、包層材料32、輸入用光導(dǎo)路33、公共口331、第一輸出用光導(dǎo)路34、第一輸出口341、第二輸出用光導(dǎo)路35、第二輸出接口351、多層膜濾光器的插入凹槽36和多層膜濾光器37。濾光器以使光傳導(dǎo)的通路作為在硅基板31上的波導(dǎo)路形成在一個(gè)面上，通過(guò)與波導(dǎo)路交叉的濾光器插入凹槽36而不需要進(jìn)行波導(dǎo)路33、35和34的光軸調(diào)整。
另外，根據(jù)多層膜濾光器37的橫寬W、膜厚Df、彎曲的曲率半徑R、濾光器插入凹槽的寬Dg，滿(mǎn)足R＜W2/8(Dg-Df)的關(guān)系，可以利用多層膜濾光器37的彎曲將多層膜濾光器可靠地固定在濾光器插入凹槽36中。也就是說(shuō)，通過(guò)埋入型光波導(dǎo)路制作光的光導(dǎo)路徑，將各種濾光器插入在該路徑中進(jìn)一步一體化。
可是，在該濾光器中，因?yàn)槎鄬幽V光器37必需具有一定曲率的彎曲，而使因安裝偏移引起的多層膜濾光器上的入射角偏差變大。并且，在光波導(dǎo)路上使用埋入型光導(dǎo)路時(shí)，在濾光器插入凹槽36中必然而形成被由光導(dǎo)路35、33和多層膜濾光器37上彎曲引起的間隙，由該間隙引起來(lái)自光導(dǎo)路徑35和33的光發(fā)射而損耗。并且在機(jī)械上保證具有彎曲的器件插入在微小的凹槽中是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明濾光器組件包括濾光器，夾著上述濾光器并各自的斷面相對(duì)的第一和第二光纖，具有形成有保持上述第一和第二光纖的第一凹槽、用于固定上述濾光器并與上述第一凹槽交叉的濾光器插入凹槽的表面的第一基板，在與上述第一基板之間夾著上述第一光纖并具有保持上述第一光纖的第二凹槽的第二基板，在與上述第一基板之間夾著上述第二光纖、并與上述第二基板之間夾著上述濾光器且具有保持上述第二光纖的第三凹槽的第三基板。
該濾光器組件可以確實(shí)使多層膜不依賴(lài)于其彎曲地粘接安裝到光纖端面上。并且，因?yàn)榭梢杂蒙喜科矫婊鍔A持多層膜濾光器，所以可以矯正多層膜濾光器的彎曲，并使光纖和多層膜濾光器的入射角穩(wěn)定化。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式1的光纖組件的俯視圖。
圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式1的光纖組件的側(cè)視圖。
圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式1的光纖組件的剖面圖。
圖2A至圖2D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式1的濾光器組件的剖面圖。
圖3A至圖3G是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2的濾光器組件的制造方法的說(shuō)明圖。
圖4A至圖4G是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2的濾光器組件的制造方法的說(shuō)明圖。
圖5A至圖5I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3的濾光器組件的制造方法的說(shuō)明圖。
圖6A至圖6I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3的濾光器組件的制造方法的說(shuō)明圖。
圖7A至圖7I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3的濾光器組件的制造方法的說(shuō)明圖。
圖8A至圖8I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式3的濾光器組件的制造方法的說(shuō)明圖。
圖9A是現(xiàn)有技術(shù)的光放大器系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
圖9B是現(xiàn)有技術(shù)的光放大器系統(tǒng)的特性圖。
圖9C是現(xiàn)有技術(shù)的濾光器的構(gòu)成圖。
圖10A和圖10B是現(xiàn)有技術(shù)的濾光器的安裝方法的說(shuō)明圖。
(實(shí)施方式1)圖1A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的二芯濾光器組件的俯視圖。圖1B是其側(cè)視圖。圖1 C是其剖面圖。該組件包括多層膜濾光器的插入凹槽1、多層膜濾光器2、上部平面基板3、光通路4、下部平面基板5和光學(xué)粘接劑6，在上部平面基板3和下部平面基板5的主面上分別形成V型槽10、11。
多層膜濾光器2在例如玻璃或聚酰亞胺等的樹(shù)脂板上具有層疊有SiO2和Ta2O5等多層層疊的電介體薄膜。上部平面基板3和下部平面基板5是例如玻璃和硅等，其基板線膨脹系數(shù)最好與光通路4的線膨脹系數(shù)相近。并且把樹(shù)脂系的粘接劑用在這些基板的固定上時(shí)，可以通過(guò)粘接劑的彈性緩和由線膨脹系數(shù)差引起的應(yīng)力。另外，在用光硬化性樹(shù)脂作粘接劑時(shí)，最好用使光透過(guò)的材料。為了防止來(lái)自光通路端面的光的發(fā)散而選擇與用在光通路4上的材料具有同等級(jí)折射率的光學(xué)粘接劑6。
在把石英玻璃用在光通路4上時(shí)，最好選擇光學(xué)粘接劑6的折射率盡可能接近石英玻璃的折射率1.44。光通路4是例如光纖，為了在上部平面基板3和下部平面基板5上安裝并固定光纖，而使上述平面基板3和5內(nèi)分別形成深度和角度均一的V型槽10和11。通過(guò)把在基板3和5內(nèi)分別形成V型槽10和11的深度和角度加工成規(guī)定的值，而可以通過(guò)上下配置的平面基板3和5夾持光纖，沒(méi)有位置偏差地安裝光纖。
例如設(shè)V型槽10和11的前端角為α，安裝的光纖半徑為r1，V型槽10、11的深度為d，通過(guò)設(shè)定d＝r/sin(α/2)光纖的中心恰好定位在平面基板3和5的表面上，通常作為玻璃系光纖光通路的包層直徑是125μm，于是當(dāng)使V型槽10、11的前端角度為90度時(shí)，使V型槽10、11的深度約為180μm，通過(guò)把光纖夾持在上下的平面基板3和5上可以確實(shí)固定光纖。
另外，在上下平面基板3和5上形成V型槽10、11上的深度和角度也不一定必需是同一形狀。通過(guò)把形成在夾持的一個(gè)平面基板上的V型槽11的角度和深度，設(shè)定在從把光纖安裝在一個(gè)平面基板的V型槽10上時(shí)的光纖的主面的突出量以上，就可以通過(guò)上下的平面基板3和5確實(shí)地安裝固定光纖。但在把形成在夾持的平面基板3和主面上的V型槽10和11加工得大到必需值以上時(shí)，在后面說(shuō)明的制造方法中，作為上部平面基板3的引導(dǎo)的效果變小。因此，實(shí)際上應(yīng)在適度的范圍內(nèi)設(shè)定V型槽10和11的角度和深度。
在V型槽10和11的前端角度相同時(shí)，在把一個(gè)V型槽10的深度設(shè)定為達(dá)到光纖中心的深度時(shí)，形成在另一個(gè)基板上的V型槽11的深度應(yīng)設(shè)定為+10％程度。另外，在下部平面基板5上形成的濾光器插入凹槽1以相對(duì)光纖具有規(guī)定的角度θ的方式形成。這是為了防止從光纖入射的光反射到多層膜濾光器2。在雖依賴(lài)所引導(dǎo)的光的波長(zhǎng)但卻用單模光纖(SMF)引導(dǎo)波長(zhǎng)1.48μm的光時(shí)，傾斜角θ最好為5至10的程度。
另外，通過(guò)采用使封閉引導(dǎo)光纖的光的芯部局部擴(kuò)大的芯直徑擴(kuò)大的光纖，可以進(jìn)一步減少光纖與多層膜濾光器2的耦合損失。
在實(shí)施方式1的濾光器組件與光通路交叉地形成濾光器插入凹槽1，多層膜濾光器插入在所述的凹槽1中。因此光纖的路徑被濾光器插入凹槽1分?jǐn)?，夾著多層膜濾光器2的光纖的端面之間存在濾光器插入凹槽1的寬度的間隙G。在光纖的端面上的光斑點(diǎn)尺寸w相同時(shí)，隔著間隙長(zhǎng)G的光纖端面之間的電功率透射系數(shù)Tg，在設(shè)多層膜濾光器2的折射率為時(shí)，用下式表示Tg＝{1+(λ×G/(2×π×n×w2))2}-1式中λ是光的波長(zhǎng)。
從該式可以看出，透射損失隨波長(zhǎng)或間隙G的增加成比例地增加，并且透射損失隨斑點(diǎn)尺寸的平方倒數(shù)急劇地減少，因此，在多層膜濾光器插入1的壁面上露出的光纖的端面斑點(diǎn)尺寸越大，透射損失越小。作為芯直徑擴(kuò)大光纖有Thermally Expanded Core(TEC)光纖，該TEC光纖是通過(guò)加熱包層部分的一部分使控制芯部的折射率的GeO2等摻雜元素?cái)U(kuò)散到包層的一部分而使芯直徑實(shí)質(zhì)上擴(kuò)大的特殊光纖。通過(guò)利用該TEC光纖，可以使來(lái)自光纖端面的光斑點(diǎn)尺寸變大。將該芯直徑擴(kuò)大的光纖用在實(shí)施方式1的濾光器組件上時(shí)，應(yīng)在光纖上加工形成濾光器插入凹槽1，以使凹槽1與芯直徑擴(kuò)大部分的最大部分交叉。
光纖插入凹槽1可以是圖2B至圖2D中所示的各種形狀，不管哪種場(chǎng)合，都應(yīng)使在插入凹槽1的底部一個(gè)槽壁淺，而另一個(gè)槽壁深。在圖2B中，一個(gè)槽壁從濾光器插入凹槽1的底部到下部平面基板5的主面以一定的角度θ2形成。在圖2C中。在濾光器插入凹槽1的底部形成平坦部。在圖2D中，在濾光器插入凹槽1的底部的一部分上形成平坦部，而一個(gè)槽壁的一部分以小角度θ4形成。濾光器插入凹槽1通過(guò)例如用使前端預(yù)先形成為凹槽狀的金剛石砂輪加工形成。也就是說(shuō)，因?yàn)榘疾?通過(guò)臨摹金剛石砂輪的前端形狀變成凹槽形狀形成的，所以加工后的凹槽的形狀很強(qiáng)地依賴(lài)金剛石砂輪的成形精度，砂輪寬度在0.1mm以下時(shí)，因可使用的金剛石顆粒的直徑的限制，使凹槽1的加工困難，在砂輪寬度超過(guò)0.1mm時(shí)，凹槽1的形狀加工比較容易。
在如圖2B至2D中所示，濾光器插入凹槽1使另一壁的側(cè)面的傾斜相對(duì)一壁側(cè)面加工得淺的理由是防止插入多層膜濾光器2后濾光器的傾斜。并且，在以下說(shuō)明的制造方法中，首先以安裝的上面平面基板3的端面作為基準(zhǔn)面形成濾光器插入凹槽1時(shí)，加工途中力朝壓緊加工用金剛石砂輪的方向作用在作為基準(zhǔn)面的上部平面基板上。于是可以防止因金剛石砂輪的蛇行引起的加工精度降低。以上是光纖為二芯的場(chǎng)合的例子，這對(duì)形成為多個(gè)的多芯陣列也是一樣。
(實(shí)施方式2)下面參照?qǐng)D3和圖4說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式2的濾光器組件的制造方法。
在圖3中，該組件包括多層膜濾光器1、插入凹槽、多層膜濾光器2、上部平面基板3、作為光通路的光纖4、下部平面基板5、光學(xué)粘接劑6、形成在下部平面基板5的主面上的精密V型槽10和形成在上部平面基板3的主面上的精密V型槽11，以及紫外線光源或熱源12。
在根據(jù)實(shí)施方式2的濾光器組件的制造方法中，如圖3A所示，準(zhǔn)備在各自主平面上形成有精密V型槽10和11的上部平面基板3和下部平面基板5。這時(shí)，作為平面基板3和5的材料，最好具有與在后面的工序中安裝固定的光纖4同等的線膨脹系數(shù)，最好考慮用光硬性粘接劑粘接平面基板3和5，使其具有透光性。
接著，如圖3B所示，在下部平面基板上安裝并固定光纖4。更優(yōu)選的是，考慮安裝精度，把光纖4的安裝部分加工成除去被覆的包層。并且設(shè)定V型槽10的角度和深度，以使安裝固定的光纖4從下部平面基板5的主面突出。通過(guò)這種作法，把突出的光纖4作為導(dǎo)軌，容易進(jìn)行上部平面基板3的定位。并且通過(guò)使用將光纖4芯直徑擴(kuò)大的光纖，使光纖4的端面斑點(diǎn)尺寸擴(kuò)大，從而可以使光纖4之間透射損耗和耦合損耗減少。
接著，如圖3C所示，在安裝固定有光纖4的下部平面基板5的主面上以使與光纖交叉地形成濾光器插入凹槽1。在后面的工序中將多層膜濾光器2插入該濾光器插入凹槽1中并安裝，為了防止多層膜濾光器2的表面上的光反射而使光纖4和濾光器插入凹槽1具有一定角度交叉地形成。該交叉角度隨著使用的光的波長(zhǎng)而變，一般在5～10度的范圍。另外，在使用芯直徑擴(kuò)大光纖用作光纖4時(shí)，應(yīng)使濾光器插入凹槽1與芯直徑擴(kuò)大部的最大部交叉地形成。
濾光器插入凹槽1通過(guò)利用例如把形成為凹槽狀的cBN或金剛石等作為磨粒的砂輪研磨加工形成或者用吹砂等的粉末加工形成。在平面基板的材料使用硅時(shí)，也可以用濕蝕刻或干蝕刻形成。在用實(shí)施方式1中說(shuō)明那樣加工濾光器插入凹槽1的斷面形狀時(shí)，成形砂輪的方法的形狀的自由度高。
另外，同時(shí)進(jìn)行濾光器插入凹槽1的形成和光纖的分割。在此為了提高已切斷分割的光纖4的端面的表面光潔度，而在用機(jī)械加工形成時(shí)最好采用使用磨粒盡可能小的砂輪。在實(shí)施方式2中，用金剛石砂輪形成濾光器插入凹槽1，利用3000號(hào)以上的金剛石磨粒獲得了幾乎近似鏡面的光纖4的端面接著，如圖3D所示，在下部平面基板的主平面上單面涂布光學(xué)粘接劑6，接著，在充填有粘接劑6的濾光器插入凹槽1中插入多層膜濾光器2。這時(shí)，為了使已插入的多層膜濾光器2的上部從下部平面基板5的主面突出而設(shè)定多層膜濾光器2的大小。多層膜濾光器2的突出量，最好至少為上部平面基板厚度的1/2以上。并且，也在由前面工序形成的濾光器插入凹槽1的內(nèi)部充填光學(xué)粘接劑6。光學(xué)粘接劑6因與使用的光纖4的芯材料具有同等的折射率，而能減少光纖間的耦合損失。另外，光學(xué)粘接劑6也可以是用紫外線或通過(guò)加熱進(jìn)行硬化，為了縮短制造時(shí)間，用光的方法是有利的。
接著，如圖3E和圖3F所示那樣，(從由濾光器插入凹槽1突出的多層膜濾光器2的兩側(cè))把從下部平面基板5的主面突出的光纖4作為導(dǎo)軌，使在該主面上形成有V型槽11的上部平面基板3移動(dòng)，并從兩側(cè)夾持固定已插入在濾光器插入凹槽1中的多層膜濾光器2。這時(shí)，通過(guò)使一個(gè)平面基板3的側(cè)面沿濾光器插入凹槽1的側(cè)面安裝，可以使插入的多層膜濾光器2沿著凹槽的一個(gè)側(cè)面安裝固定。從而還可以防止用另一個(gè)上部平面基板3夾持時(shí)的多層膜濾光器2的開(kāi)裂。
對(duì)多層膜濾光器2的突出部分進(jìn)行夾持。在多層膜濾光器2發(fā)生彎曲時(shí)，突出量變長(zhǎng)，隨著被上部平面基板3夾持的面積擴(kuò)大而能矯正彎曲。并且，如用玻璃等作為多層膜濾光器2的形成基板，則因彈性系數(shù)大，可以防止因應(yīng)力引起的開(kāi)裂等。另外，形成在上部平面基板3的主面上的V型槽11的角度和深度，可以根據(jù)光纖4的突出量?jī)?yōu)選化設(shè)定。在設(shè)定相對(duì)突出量有盈余量的V型槽11的深度和角度時(shí)，作為光纖4的導(dǎo)軌的效果會(huì)變小。而在形成比光纖4的突出量小的V型槽11時(shí)，作為導(dǎo)軌的效果會(huì)變小，與此同時(shí)，因上部平面基板3以光纖4為支點(diǎn)，相對(duì)下部平面基板5傾斜安裝而引起可靠性下降。
最后，如圖3G所示那樣，從上下的平面基板3和5的一側(cè)或兩側(cè)照射紫外線等光，或加熱使其完成硬化。上述的工序因?yàn)樵谙虏康钠矫婊?上安裝光纖4并在與固定后光纖4的切斷同時(shí)形成濾光器插入凹槽1，而不需要分割成二份的光纖4的端面的光軸調(diào)整。并且，因?yàn)V光器插入凹槽1的形成和光纖4的切斷同時(shí)進(jìn)行而可以縮短制造時(shí)間。
通過(guò)圖4所示的制造方法，如圖4A所示那樣，在下部平面基板5的主面上形成精密的V型槽10。接著，如圖4B所示那樣，在下部平面基板5的主面上與精密的V型槽10交叉地形成濾光器插入凹槽1。接著，如圖4C所示那樣，在下部平面基板5的主面上涂布光學(xué)粘接劑6，然后在濾光器插入凹槽1中插入多層膜濾光器2。
接著，如圖4D所示，沿著形成在下部平面基板5的主面上的V型槽10安裝并固定預(yù)先分割的光纖4。這時(shí)通過(guò)使多層膜濾光器2沿著濾光器插入凹槽1的一側(cè)面，可以防止在被上部平面基板3夾持時(shí)的裂開(kāi)。這時(shí)，因能預(yù)先進(jìn)行鏡面處理光纖4的端面，而能減少光纖間的透射損耗和耦合損耗。另外，因?yàn)槭构饫w端面抵接在插入的多層膜濾光器2的主面上，所以，能進(jìn)一步減少光纖間的透射損耗和耦合損耗。因?yàn)橐韵碌膱D4E至4G中所示的工序與圖3E至3G中所示的制造方法相同，所以在此省略說(shuō)明。
(實(shí)施方式3)接著，參照?qǐng)D5A至圖8I說(shuō)明實(shí)施方式3的濾光器組件的制造方法。
在根據(jù)實(shí)施方式3的濾光器組件的制造方法中，首先如圖5A所示那樣，準(zhǔn)備在主面上形成有精密V型槽10和11的平面基板3和5。作為平面基板3和5的材料，最好具有與后面工序中安裝并固定的光纖同等的線膨脹系數(shù)。并且，最好考慮把光硬化性粘接劑用在上下平面基板3和5的粘接上，并使其具有透光性。
接著，如圖5B所示，在已形成在上部平面基板3的主面上的精密的V型槽11上安裝并固定光纖4。這時(shí)更優(yōu)選的是使進(jìn)行固定的光纖因考慮其安裝精度而除去樹(shù)脂等的被覆后的包層。并且，為了能使已固定的光纖4從下部平面基板5的主面上突出而設(shè)定V型槽11的角度和深度。這樣做，把已突出的光纖作為導(dǎo)軌，使其容易定位在上部平面基板3上。并且，通過(guò)采用使光纖4的芯直徑尺寸擴(kuò)大的光纖，使光纖4的端面的斑點(diǎn)的尺寸擴(kuò)大，從而可以減少光纖4之間的透射損耗和耦合損耗。
接著，如圖5C所示，切斷并分離在上述工序中已安裝并固定光纖4的上部平面基板3，這時(shí)在使用芯直徑尺寸擴(kuò)大的光纖作為光纖4時(shí)，使切斷面與直徑擴(kuò)大部的最大部交叉的方式切開(kāi)。并且通過(guò)對(duì)光纖4的切斷面進(jìn)行鏡面處理，可以減少光纖4之間的耦合損失。在按切斷面的原樣使用時(shí)，必需注意其切斷條件。在用金剛石砂輪切斷時(shí)，為了使切斷后的光纖4的端面盡可能接近鏡面，應(yīng)該使用磨粒直徑小的砂輪。在本實(shí)施方式中使用金剛石砂輪形成濾光器插入凹槽1。利用3000號(hào)以上的金剛石磨粒獲得了幾乎近似鏡面的光纖4的端面。
接著，如圖5D所示那樣，以使相對(duì)形成在下部平面基板5的主面上的精密的V型槽10形成某一定角度交叉地形成濾光器插入凹槽1。該交叉角度隨著所使用波長(zhǎng)而變化，通常在5～10度的范圍。并且，濾光器插入凹槽1用例如形成為凹槽形狀的cBN或金剛石作為磨粒的砂輪研磨加工，也可以通過(guò)噴砂等粉體加工形成。在用硅做平面基板的材料時(shí)，也可用濕蝕刻或干蝕刻形成凹槽1。在實(shí)施方式1中所說(shuō)明的那樣加工濾光器插入凹槽1的斷面形狀時(shí)，成形砂輪的方法的形狀的自由度高。
接著，如圖5E所示那樣，在下部平面基板5的主面上單面涂布光學(xué)粘接劑6。這時(shí)光學(xué)粘接劑6也充填到前面工序已形成的濾光器插入凹槽1內(nèi)部。光學(xué)粘接劑6因與所使用的光纖4的芯材料具有同等的折射率，而能減少光纖4之間的耦合損失。而且，使光學(xué)粘接劑6通過(guò)紫外線等光或通過(guò)加熱硬化，為了縮短制造時(shí)間，利用光硬化的方法是有利的。
接著，如圖5F所示那樣，在已填充光學(xué)粘接劑6的濾光器插入凹槽1中插入多層膜濾光器2。這時(shí)應(yīng)設(shè)定多層膜濾光器2的大小，以使插入的多層膜濾光器2的上部從下部平面基板5的主面上突出。多層膜濾光器2的突出量最好至少為上部平面基板3的厚度的1/2以上。
接著，如圖5G和圖5H所示那樣，使在主面上形成有V型槽11的上部平面基板3，從由濾光器插入凹槽1突出的多層膜濾光器2的兩側(cè)把從下部平面基板5的主面突出的光纖4作為導(dǎo)軌移動(dòng)。從兩側(cè)夾持固定已插入濾光器插入凹槽1中的多層膜濾光器2。這時(shí)可以通過(guò)使上部平面基板3的側(cè)面沿著濾光器插入凹槽1的一個(gè)側(cè)面安裝，來(lái)使所插入的多層膜濾光器2沿著插入凹槽1的一個(gè)側(cè)面安裝固定。從而，可以防止用另一個(gè)上部基板3夾持時(shí)多層膜濾光器2的開(kāi)裂。
在突出部分夾持多層膜濾光器2。在多層膜濾光器2發(fā)生彎曲時(shí)，突出量變長(zhǎng)，隨著被上部平面基板3夾持的面積擴(kuò)大而還能矯正彎曲。并且，如用玻璃等作為多層膜濾光器2的形成基板，則因彈性系數(shù)大，而可以防止因應(yīng)力引起的破裂等。另外，形成在上部平面基板3的主面上的光學(xué)粘接劑6的角度和深度可以根據(jù)光纖4的突出量?jī)?yōu)選化設(shè)定。在設(shè)定相對(duì)突出量有盈余量的V型槽10的深度和角度時(shí)，作為光纖4的導(dǎo)軌的效果會(huì)變小。而在形成比光纖4的突出量小的V型槽10時(shí)，作為導(dǎo)軌的效果會(huì)變小，與此同時(shí)，因上部平面基板3以光纖4為支點(diǎn)，相對(duì)下部平面基板5傾斜安裝而引起可靠性下降。
最后，如圖5I所示那樣，在上述本實(shí)施方式的制造方法中準(zhǔn)備安裝有光纖4的上部平面基板3，因此可以不用使涂布光學(xué)粘接劑6、多層膜濾光器2的插入、借助上部平面基板3的多層膜濾光器2的夾持工序分開(kāi)進(jìn)行，從而使制造管理容易。
另外，在圖6A至6I所示的制造方法，如圖6A所示那樣，在上部平面基板3的主面上形成精密的V型槽11，接著6B所示那樣，將上部平面基板3分割成二個(gè)，以使兩個(gè)光纖4的端面沿著各自的端面重合安裝。這時(shí)，因?yàn)楣饫w4的端面可以進(jìn)行鏡面處理或球面研磨等特殊處理，所以對(duì)減少光纖之間的耦合是有利的。因?yàn)樵谝韵碌膱D6C至圖6I中所示工序與圖5C至圖5I中所示的制造方法相同，在此省略說(shuō)明。
另外，在如圖7A至圖7I中所述的制造方法中，在以相對(duì)形成在下部平面基板5的主面上的精密V型槽10形成某一角度的方式形成濾光器插入凹槽1的圖7A至圖7D中所示的工序之前，與圖5A至圖5D中所示的制造方法相同。如圖7E所示那樣，已安裝光纖4的一個(gè)上部平面基板3把形成在下部平面基板5的主面上的精密V型槽10作為導(dǎo)軌抵接在下部平面基板5的主面上，然后使上部平面基板3的光纖4的端面以沿著濾光器插入凹槽的一個(gè)壁面的方式定位后固定。
如圖7E所示那樣，在沒(méi)有固定一個(gè)上部平面基板3的下部平面基板5的主面上涂布光學(xué)粘接劑6。這時(shí)光學(xué)粘接劑6也被充填到濾光器插入凹槽1中。接著如圖7F所示那樣，使多層膜濾光器2沿著安裝并固定有多層膜濾光器2的一個(gè)上部平面基板3的側(cè)面插入在濾光器插入凹槽1中。這時(shí)，通過(guò)使多層膜濾光器2沿著濾光器插入凹槽1和上部平面基板3的端面，可以防止用另一上部平面基板3夾持時(shí)防止多層膜濾光器2的開(kāi)裂。
接著，如圖7G至7H所示那樣，將另一上部平面基板3配置在下部平面基板5沒(méi)有安裝上部平面基板的另一主面上。另一上部平面基板3使從上部平面基板3的主面突出的光纖4沿著已形成在下部平面基板5的主面上的精密V型槽的方式移動(dòng)，通過(guò)抵接在已插入濾光器插入凹槽1中的多層膜濾光器2上夾持并固定多層膜濾光器2。
最后，如圖7I所示那樣，從上部平面基板3和下部平面基板5的一側(cè)或兩側(cè)照射紫外線等光12或供給熱12完成硬化。這時(shí)，因?yàn)樗迦氲亩鄬幽V光器2固定在上部平面基板3和濾光器插入凹槽1的一個(gè)壁面上，所以，可以防止在多層膜中斷裂。另外，因?yàn)榱硪簧喜科矫婊?預(yù)先固定，所以，可以容易對(duì)中另一上部平面基板3的安裝位置。
在圖8A至8I所示的其它制造方法中，直到圖8A至8C所示的工序與圖7所示的制造方法相同。如圖8D所示那樣，將安裝有光纖4的上部平面基板3安裝在下部平面基板5的主面上并固定。這時(shí)，以使下部平面基板5以從上部平面基板3的主面突出的光纖4為導(dǎo)軌沿著在形成在下部平面基板5的主面上的精密V型槽10的方式安裝并固定。接著，如圖8E所示那樣，沿著已安裝的上部平面基板3的端面并在上部平面基板5的主面上，以使與在其主面上形成的精密V型槽11成一定角度地形成濾光器插入凹槽1。
在圖8A至8E中所示的制造方法，因?yàn)轭A(yù)先將上部平面基板3的一個(gè)安裝固定在下部平面基板5的主面上后形成濾光器插入凹槽1，所以使上部平面基板3的位置容易對(duì)中。另外，圖8A至8E中所示的制造方法，也能適用于在圖3A至3G和圖4A至圖4G中所示的制造方法。也就是說(shuō)，在將光纖4安裝在下部平面基板5上后，安裝并固定已在主面上形成有精密V型槽11的一個(gè)上部平面基板3，把該上部平面基板3的側(cè)面作為基準(zhǔn)面，在下部平面基板5上形成濾光器插入凹槽1。因以下的圖8F至圖8I的工序與圖7所示的制造方法相同，所以省略其說(shuō)明。
按照本發(fā)明，通過(guò)在上下平面基板的主面上形成V型槽并在該V型槽上安裝光纖，可以相對(duì)一個(gè)主面高精度地安裝光纖。把已形成在另一平面基板上的精密V型槽作為導(dǎo)軌，另一乎面基板夾持已插入在凹槽中的多層膜濾光器2，于是可以制造不依賴(lài)于薄膜的彎曲等的形狀精度、使上面平面基板的定位，容易和不需要光軸調(diào)整的濾光器組件。
權(quán)利要求
1.一種濾光器組件，包括濾光器，夾著上述濾光器并各自的斷面相對(duì)的第一和第二光纖，具有形成有保持上述第一和第二光纖的第一凹槽、用于固定上述濾光器并與上述第一凹槽交叉的濾光器插入凹槽的表面的第一基板，在與上述第一基板之間夾著上述第一光纖并具有保持上述第一光纖的第二凹槽的第二基板，在與上述第一基板之間夾著上述第二光纖、并與上述第二基板之間夾著上述濾光器且具有保持上述第二光纖的第三凹槽的第三基板。
2.如權(quán)利要求1所述的濾光器組件，其特征在于上述第一和第二光纖是芯直徑擴(kuò)大的光纖。
3.如權(quán)利要求1所述的濾光器組件，其特征在于面對(duì)上述濾光器的上述第一和第二光纖的各自端面是芯直徑擴(kuò)大部。
4.如權(quán)利要求1所述的濾光器組件，其特征在于上述濾光器抵接在上述濾光器插入凹槽的側(cè)壁上。
5.如權(quán)利要求1所述的濾光器組件，其特征在于上述濾光器插入凹槽中的一個(gè)槽壁淺，另一個(gè)槽壁深。
6.如權(quán)利要求1所述的濾光器組件，其特征在于上述第一至第三基板以及上述第一與第二光纖通過(guò)光硬化性粘接劑和熱硬化性粘接劑之一結(jié)合。
7.一種濾光器組件的制造方法包括準(zhǔn)備在表面上具有第一凹槽的第一基板的工序，準(zhǔn)備具有第二凹槽的第二基板和具有第三凹槽的第三基板的工序，將光纖配置在上述凹槽中以使該光纖的一部分從上述第一基板的上述表面突出的工序，在配置上述光纖工序后，形成濾光器插入凹槽以使該插入槽與上述光纖交叉的工序，在上述濾光器插入凹槽內(nèi)插入濾光器的工序，將上述光纖從上述表面突出的部分放入上述第二凹槽中并將上述第二基板配置在上述第一基板的上述表面上的工序，在上述光纖從上述表面突出的部分放在第三凹槽中并將上述第三基板配置在上述第一基板的上述表面上的工序，用上述第二和第三基板夾持已插入在上述濾光器插入凹槽中的上述濾光器的工序，將上述第二和第三基板粘接在上述第一基板上的工序。
8.如權(quán)利要求7所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于夾持上述濾光器的工序包括使配置在上述第一基板上的上述第三基板沿上述光纖向上述濾光器移動(dòng)的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于夾持上述濾光器的工序還包括使配置在上述第一基板上的上述第三基板沿上述光纖向上述濾光器移動(dòng)的工序。
10.如權(quán)利要求9所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于使上述第三基板移動(dòng)的工序在使上述第二基板移動(dòng)的工序后進(jìn)行。
11.如權(quán)利要求7所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于還包括在與形成上述濾光器插入凹槽的上述工序的同時(shí)切斷上述光纖的工序。
12.如權(quán)利要求7所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于切斷上述光纖的工序包括在芯直徑擴(kuò)大部處切斷上述光纖。
13.一種濾光器組件的制造方法，包括準(zhǔn)備在表面上具有第一凹槽和與上述第一凹槽交叉的濾光器插入凹槽的第一基板的工序。準(zhǔn)備具有第二凹槽的第二基板和具有第三凹槽的第三基板的工序，將第一和第二光纖配置在上述第一凹槽中以使各自的一部分從上述第一基板的上述表面上突出、并且使各自的一端定位在上述濾光器插入凹槽中、并夾著上述濾光器的插入凹槽的工序，將濾光器插入上述濾光器插入凹槽中的工序，將上述第一光纖從上述表面突出的部分放入上述第二凹槽中，并將第二基板配置在上述第一基板上的工序，將上述第二光纖從上述表面突出的部分放入上述第三凹槽中，并使上述第三基板配置在上述第一基板上的工序，用上述第二和第三基板夾持上述濾光器的工序，在夾持插入在上述濾光器插入凹槽中的上述濾光器的工序后將上述第二和第三基板粘接在上述第一基板上的工序。
14.如權(quán)利要求13所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于上述夾持上述濾光器的工序，包括在配置上述第二基板后使上述第二基板沿上述第一光纖向上述濾光器移動(dòng)的工序。
15.如權(quán)利要求14所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于夾持上述濾光器的工序還包括在配置上述第三基板的工序后使上述第三基板沿上述第二光纖向上述濾光器移動(dòng)的工序。
16.如權(quán)利要求15所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于上述第三基板移動(dòng)的工序在使上述第二基板移動(dòng)之后進(jìn)行。
17.一種濾光器組件的制造方法，包括準(zhǔn)備具有第一凹槽和與上述第一凹槽交叉的濾光器插入凹槽的第一基板的工序，準(zhǔn)備具有第二凹槽的第二基板的工序，在上述凹槽中配置光纖的工序，將上述基板分割成第三和第四基板的工序，在上述濾光器插入凹槽中插入濾光器的工序，將上述第三和第四基板配置在上述第一基板上的工序，將已配置在上述第一凹槽中的上述光纖配置在上述第一凹槽中的工序，用上述第三和第四基板上夾持已插入在上述濾光器插入凹槽中的上述濾光器的工序，在夾持上述濾光器的工序后使上述第三和第四基板與上述第一基板粘接的工序。
18.如權(quán)利要求17所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于夾持上述濾光器的工序包括使已配置在上述第一基板上的上述第三基板向已插入在上述濾光器插入凹槽中的上述濾光器移動(dòng)的工序。
19.如權(quán)利要求18所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于夾持上述濾光器的工序還包括使已配置在上述第一基板上的上述第四基板向上述濾光器移動(dòng)的工序。
20.如權(quán)利要求19所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于使上述第四基板移動(dòng)的工序在使上述第三基板移動(dòng)后進(jìn)行。
21.如權(quán)利要求17所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于還包括在與分割上述第二基板的工序同時(shí)切斷上述光纖的工序。
22.一種濾光器組件的制造方法，包括準(zhǔn)備具有第一凹槽和與上述第一凹槽交叉的濾光器插入凹槽的第一基板的工序，準(zhǔn)備具有第二凹槽的第二基板和具有第三凹槽的第三基板的工序，將濾光器插入在上述濾光器插入凹槽中的工序，使上述第一光纖配置在上述第二凹槽中以使其一端與上述第二基板的端面吻合的工序，將上述第二光纖配置在上述第三凹槽中以使其一端與上述第三基板的端面吻合的工序，使上述第二和第三基板配置在上述第一基板上以使上述第一和第二光纖配置在上述第一凹槽中的工序，將濾光器插入在上述濾光器插入凹槽中并用第二基板和第三基板夾持上述濾光器的工序，將上述第二和第三基板粘接在上述第一基板上的工序。
23.如權(quán)利要求22所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于夾持上述濾光器的工序包括使上述第二基板向上述濾光器移動(dòng)的工序。
24.如權(quán)利要求23所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于夾持上述濾光器的工序還包括使上述第三基板向上述濾光器移動(dòng)的工序。
25.如權(quán)利要求24所述的濾光器組件的制造方法，其特征在于使上述第三基板移動(dòng)的工序在使上述第二基板移動(dòng)的工序后進(jìn)行。
全文摘要
在上平面基板和下平面基板的主面上分別形成精密V型槽，以使光纖突出。在一個(gè)平面基板上安裝光纖，在與另一個(gè)平面基板主平面的精密V型槽交叉地形成的濾光器插入凹槽(1)中插入多層膜濾光器(2)，然后把突出的光纖和另一精密V型槽作為導(dǎo)軌，用二個(gè)平面基板夾持多層濾光器并固定和安裝濾光器。在這樣獲得的濾光器組件中，可以減少輸入光纖間的光軸調(diào)整工序，使插入的濾光器位置的偏差小。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1473277SQ02802901
公開(kāi)日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月4日
發(fā)明者西原和成, 藤原和男, 加藤寬治, 出川三喜夫, 島村徹郎, 喜夫, 治, 男, 郎 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社