专利名称：光学器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有一个或多根光纤的光纤阵列或者具有一个或多个光波导的光学器件，更具体地，涉及适于在途中监视通过此等光传输机构进行传输的信号光的光学器件。
背景技术：
在现有光通信技术中，通信质量的监视技术非常重要。其中，对于光输出的监视，特别是在波长多路通信技术(wavelength multiplex communicationtechnology)领域中占有重要位置。
近年来，对这样的光输出监视技术的小型化、高性能化、低成本化的要求日益提高。
以往，例如，已提出了日本特开2001-264594号公报中所公开的技术。该技术如图18所示，在玻璃衬底200的V形槽内配置光纤202，然后，对玻璃衬底200形成狭缝204使其斜向(相对于光轴)穿过光纤202。并且，将光反射基体(滤光器部件)206插入该狭缝204内，再在其间隙中填充紫外线硬化树脂(粘接剂)208。滤光器部件206具有衬底210和形成于该衬底210的主表面上的多层膜212。该多层膜212被设计成与衬底210的折射率和狭缝204内填充的树脂208的折射率相匹配(match)。
因此，在经由光纤202传输的信号光214中，由滤光器部件206反射的光分量(反射光)216被提取到包层外。故而，可用诸如光接收元件来检测该反射光216以监视信号光214。
然而，迄今为止，狭缝204是平行沟，且狭缝204的内壁表面、滤光器部件206的主表面(多层膜212的侧面)、滤光器部件206的衬底210的表面及狭缝204的另一内壁表面设计成互相平行。
此外，由于光纤202的折射率和树脂208的折射率不同，且滤光器部件206的衬底210的折射率和树脂208的折射率不同，故反射光226、228及230发生于狭缝204和树脂208间的第一界面220、滤光器部件206的衬底210和树脂208间的界面222、狭缝204和树脂208间的第二界面224。
通常，由于狭缝204内填充的树脂208具有匹配折射率的功能，所以光纤202和树脂208的折射率差很小。因此，由这样小的折射率差引起的反射光226、228及230的输出对输入光(信号光214)的分贝数为负几十dB。但是，由于光具有波动性，所以导致了干涉。
因此，虽然由折射率差引起的反射光226、228及230的而功率较小，但是由于其出射方向与来自滤光器部件206的多层膜212的反射光216的出射方向大体相同，所以可对反射光216的特性施加影响。此外，在用插入相对于光轴方向斜向形成的狭缝204的滤光器部件206来进行分光(dividing light)时，存在来自滤光器部件206的反射光216的特性容易受到来自上述第一及第二界面220及224等的反射光226、228及230的干涉的问题。
发明内容
本发明就是考虑了这些问题而提出的，其目的是提供可减小由其它部分反射的光对来自滤光器部件的多层表面的反射光的干涉影响并可改善信号光监视功功能的可靠性的光学器件。
本发明的光学器件的特征是，其具有光传输机构，光传输机构中设有的狭缝，插入上述狭缝内、用来分离通过上述光传输机构传输的信号光的一部分的滤光器部件，填充在上述狭缝内的该狭缝和上述滤光器部件间的间隙中的树脂；上述滤光器部件具有衬底和形成于该衬底主表面上的光学薄膜；当将上述滤光器部件的上述光学薄膜一侧的面定义为第一表面，将上述滤光器部件的衬底一侧的面定义为第二表面，在上述狭缝的内壁表面中，将与上述滤光器部件的上述第一表面相对的面定义为第一内壁表面，将与上述滤光器部件的上述第二表面相对的面定义为第二内壁表面时时，上述狭缝的第一内壁表面、上述第二内壁表面及上述滤光器部件的第二表面中的一个或多个与上述滤光器部件的第一表面不平行。
在上述狭缝的第一内壁表面、上述第二内壁表面及上述滤光器部件的第二表面中，由于由与上述滤光器部件的第一表面不平行的面所反射(分离)的光的出射方向与来自滤光器部件的第一表面的反射光(分离光)的出射方向不同，所以可减小对来自上述第一表面的反射光的干涉影响。这可改善信号光监视功能的可靠性。
在此，虽然在滤光器部件主表面上形成的光学薄膜也有单层的情况，但在大多情况下都采用具有最佳设计的多层膜的光学薄膜。此外，滤光器部件的主表面不但可配置于光的入射侧，也可配置于出射侧。
上述两个不平行表面所成角度最好大于等于0.5°。这是因为，如果小于0.5°，则不能达到减小对来自上述第一表面的反射光的干涉影响。
而且，在上述结构中，将上述滤光器部件的第一表面、上述滤光器部件的第二表面、上述狭缝的第一内壁表面及上述狭缝的第二内壁表面与上述信号光光轴所在的铅直面相交并将形成的线段分别定义为第一线段、第二线段、第三线段及第四线段时，上述第二线段、上述第三线段及上述第四线段中的一个或多个线段与上述第一线段可不平行。
或者，也可以是上述第一线段与上述第二线段互相不平行，上述第三线段与上述第四线段互相不平行，上述第一线段与上述第三线段互相不平行。
或者，也可以是上述第一线段与上述第二线段互相平行，上述第三线段与上述第四线段互相平行，上述第一线段与上述第三线段互相不平行。
或者，也可以是上述第一线段与上述第二线段互相不平行，上述第三线段与上述第四线段互相平行，上述第一线段与上述第三线段互相不平行。
或者，也可以是上述第一线段与上述第二线段可互相平行，上述第三线段与上述第四线段互相不平行，上述第一线段与上述第三线段互相不平行。
而且，将上述滤光器部件的第一表面、上述滤光器部件的第二表面、上述狭缝的第一内壁表面及上述狭缝的第二内壁表面与上述信号光光轴所在的水平面相交所形成的线段分别定义为第五线段、第六线段、第七线段及第八线段时，上述第六线段、上述第七线段及上述第八线段中的一个或多个线段与上述第五线段可不平行。
或者，也可以是上述第七线段与上述第八线段互相平行，上述第五线段与第七线段互相不平行。
此外，本发明的光学器件的特征是，其具有多个光传输机构，上述多个光传输机构中共同设有的狭缝，插入上述狭缝内、用来分离通过上述多个光传输机构传输的信号光的各一部分的一个滤光器部件，填充在上述狭缝内的该狭缝和上述滤光器部件间的间隙中的树脂；上述滤光器部件具有至少与上述狭缝相对的曲面。
因此，通过多个光传输机构，狭缝的与滤光器部件相对的面和滤光器部件的与狭缝相对的面互相不平行，且滤光器部件的表面和背面互相不平行。因此，可减小对来自滤光器部件的表面的反射光的干涉影响。这可改善信号光监视功能的可靠性。
本发明的光学器件的特征是，其具有光传输机构，光传输机构中设有的狭缝，插入上述狭缝内、用来分离通过上述光传输机构传输的信号光的一部分的滤光器部件，填充在上述狭缝内的该狭缝和上述滤光器部件间的间隙中的树脂；上述滤光器部件具有衬底和形成于该衬底主表面上的光学薄膜；当将上述滤光器部件的上述光学薄膜一侧的面定义为第一表面，将上述滤光器部件的衬底一侧的面定义为第二表面，在上述狭缝的内壁表面中，将与上述滤光器部件的上述第一表面相对的面定义为第一内壁表面，将与上述滤光器部件的上述第二表面相对的面定义为第二内壁表面时，至少上述滤光器部件的上述第二表面是粗糙表面。
通常，来自滤光器部件第一表面的反射光依据滤光器部件的厚度等而受到来自滤光器部件第二表面的反射光发生的强烈干涉。然而，在本发明中，由于滤光器部件的第二表面做成粗糙表面，由于来自滤光器部件的第二表面的反射光随机地射出而成为散射光，所以可减小对来自滤光器部件第一表面的反射光的干涉影响。
而且，在上述结构中，上述狭缝的上述第一内壁表面及上述第二内壁表面也可以是粗糙表面。这样，可有效地减小由来自狭缝的第一内壁表面和第二内壁表面的反射光所引起的干涉影响。
作为上述粗糙表面的面，其表面粗糙度Rt最好是0.05μm≤Rt≥2μm。
此外，在上述结构中，至少上述滤光器部件的底面的一部分可以与上述狭缝的底部接触。这时，仅通过使滤光器部件的底面的一部分与狭缝的底部接触，便可使滤光器部件保持所期望的角度，组装也变得容易进行。
如上上述，若采用本发明的光学器件，可减小其它部分的反射光对来自滤光器部件的多层膜面的反射光的干涉影响，并可改善信号光监视功能的可性。
图1是表示从正面见到的第一实施例的光学器件的剖视图。
图2是表示从侧面见到的第一实施例的光学器件的剖视图。
图3是放大表示第一实施例的光学器件的重要部分的剖视图。
图4是放大表示第一实施例的光学器件的第一变形例的重要部分的剖视图。
图5是放大表示第一实施例的光学器件的第二变形例的重要部分的剖视图。
图6是放大表示了已扩大的第一实施例的光学器件的第三变形例的重要部分的剖视图。
图7是放大表示第一实施例的光学器件的第四变形例的重要部分的剖视图。
图8是放大表示第一实施例的光学器件的第五变形例的重要部分的剖视图。
图9是放大表示第一实施例的光学器件的第六变形例的重要部分的剖视图。
图10是放大表示第一实施例的光学器件的第七变形例的重要部分的剖视图。
图11是放大表示第一实施例的光学器件的第八变形例的重要部分的剖视图。
图12是放大表示第一实施例的光学器件的第九变形例的重要部分的剖视图。
图13是放大表示第二实施例的光学器件的重要部分的剖视图。
图14是放大表示第三实施例的光学器件的重要部分的剖视图。
图15是放大表示第四实施例的光学器件的重要部分的剖视图。
图16是放大表示第四实施例的光学器件的变形例的重要部分的剖视图。
图17是放大表示第四实施例的光学器件的重要部分的剖视图。
图18是放大表示现有技术例子的光学器件的重要部分的剖视图。
具体实施例方式
下面，参照图1-图17来说明将本发明的光学器件应用于例如4信道单列式功率监视模块的实施例。
第一实施例的光学器件10A，如图1及图2所示，具有玻璃衬底12，由固定于在该玻璃衬底12上所设置的多个V形槽14中的多条光纤15构成的光纤阵列16，从各光纤15的上表面延伸到玻璃衬底12中所设置的狭缝18(参照图2)，插入到该狭缝18内的分光部件(滤光器部件)20(参照图2)，排列着用于检测由各光纤15传输的信号光22中、至少由滤光器部件20等反射的光(反射光)的多个活性层26的PD(光电二极管)阵列28，用于安装PD阵列28并使其朝向光纤阵列16固定的辅助固定件30以及至少用于稳定地固定PD阵列28的衬垫32。此外，狭缝18的两个端面和滤光器部件20的表面及背面起到了分光部33(参照图2)的作用以分离由光纤15传输的信号光22的一部分。而且，如图3所示，光纤15具有内芯40和包层42。
即，该第一实施例的光学器件10A具有形成有V形槽14的衬底12，固定于衬底12的V形槽14中、且在各光纤15上设有分光功能(狭缝18、滤光器部件20等)的光纤阵列16，通过粘接层52固定在各光纤15的外包层中、至少因分光功能而产生的分离光24的光程上的PD阵列28以及用于安装该PD阵列28的辅助固定件30，且该辅助固定件30设置成使PD阵列28的安装面朝向玻璃衬底12。
此外，在此，由于用多根根光纤15表示构成光纤阵列16的例子，因而“各光纤15”指的是“四根光纤中的每根”。但是，由于也可由一根光纤15构成光纤阵列16，所以，这时，“各光纤”或“多根光纤”也可读作“一根光纤”。
考虑到随后加工狭缝18时光纤阵列16的各光纤15所受的负荷，形成于玻璃衬底12上的V形槽14的角度最好大于等于45°；反之，为制造无盖光纤阵列，为确保提供足量的粘接剂(＝粘接强度)，该角度最好小于等于95°。在本第一实施例中，角度是70°。
将光纤阵列16固定到玻璃衬底12上的过程是首先，将光纤阵列16放置于V形槽14中，并在该状态下涂抹紫外线硬化型粘接剂，然后从光纤阵列16的背面及上方照射紫外线以使上述粘接剂完全硬化。
狭缝18的倾斜角度α(参照图2)，即与铅直面所成角度，最好是15°-25°。如果倾斜角度α过小，则来自滤光器部件20的分离光24散布过大，在用于多信道(multichannel)的情况下会导致串扰(crosstalk)的恶化。另一方面，如果倾斜角度过大，则来自滤光器部件20的分离光24的偏振依赖性(polarization dependency)增大，并趋向于特性的降低。
如图3所示，滤光器部件20具有石英衬底54、形成于该石英衬底54的主面上的分离用的多层膜56。考虑到该滤光器部件20的操作等的情况，虽然滤光器部件20的材料可以是塑料材料、高分子材料、聚酰亚胺材料，但是由于狭缝18的倾斜角度α大到15°-25°，所以为了抑制由于折射而产生的透射一侧的光轴偏离，滤光器部件20的材料最好由与光纤15(石英)具有相同折射率的材料制成。
此外，在狭缝18内的该狭缝18与滤光器部件20间的间隙中填充有紫外线硬化树脂(粘接剂)19。该树脂19使用硅系树脂，使其折射率与光纤15的内芯40的折射率及滤光器部件20的石英衬底54的折射率大体相同。
如图2所示，PD阵列28的构造采用背面入射型。活性层26的上部(辅助固定件30一侧)有各向异性导电糊状物58而不是Au焊剂及电极或银的糊状物。从串扰的观点看，该部分最好是各向异性导电糊状物58和空气等反射率低的材料，而不是Au等反射率高的材料。当然，也可以使用表面入射型PD阵列作为PD阵列28。
背面入射型PD阵列28的光接收部分(活性层26)的直径约为60μm。光接收部分(活性层26)的直径最好为40-80μm。这是因为，如果直径小于40μm，则由于光接收部分(活性层26)过小，从而使PD光接收效率下降。大于等于80μm时，则PD阵列28易于得到杂散光(stray light)，从而可增大串扰。
此外，辅助固定件30的安装构造采用了光纤15-PD阵列28-辅助固定件30这样的结构。虽然也可采用光纤15-辅助固定件30-PD阵列28的结构，但是，这时由于辅助固定件30存在于光纤15和PD阵列28之间，所以分离光24的光程变长，则分离光24的散布变大，而从PD光接收效率和串扰的观点来看这是不利的。此外，辅助固定件30的构成材料是Al2O3。
背面入射型PD阵列28在其活性层26一侧(辅助固定件30一侧)上配置有正电极和负电极，且用Au电极图案60在辅助固定件30上模形成共用的负电极和各信道的正电极的图案。在对应于各信道的正电极及负电极的部分设有Au突点(bump)62，且在活性层26的部分上填充有各向异性导电糊状物58。采用Au突点62这种结构的目的除用于实现可靠的导通外，通过增加活性层26和辅助固定件30的电极间距离，还可用于减小由该部分内的反射和散射所引起的杂散光。各向异性导电糊状物58通过加热，从而具有使该各向异性导电糊状物58内具有的银等导电物质聚集成Au突点62那样的导电性物质的集中处。这样，只在其与Au电极图案60之间具有导电性。
此外，为了抑制由折射率差所引起的反射，在辅助固定件30的下表面内与活性层26对应的部分上涂覆有未图示的SiN。
而且，在辅助固定件30的安装面上用例如紫外线硬化型粘接剂固定着用于确定光纤阵列16和PD阵列28间的间隙的衬垫32。
而且，如图3所示，在该第一实施例的光学器件10A中，将滤光器部件20的多层膜56一侧的面定义为第一表面70，并将滤光器部件20的石英衬底54一侧的面定义为第二表面72，将狭缝18的内壁表面中朝向滤光器部件20的第一表面70的面定义为第一内壁表面74，并将朝向滤光器部件20的第二表面72的面定义为第二内壁表面76时，狭缝18的第一内壁表面74、第二内壁表面76及滤光器部件20的第二表面72中的一个或多个面与滤光器部件20的第一表面70不平行。在此，“不平行”指的是形成该不平行的两个面所夹的角度为大于等于0.5°。
具体地，在该第一实施例中，将滤光器部件20的第一表面70与信号光22的光轴所在的铅直面相交所形成的线段定义为第一线段80，将滤光器部件20的第二表面72与上述铅直面相交所形成的线段定义为第二线段82，将狭缝18的第一内壁表面74与上述铅直面相交所形成的线段定义为第三线段84，将狭缝18的第二内壁表面76与上述铅直面相交所形成的线段定义为第四线段86时，则第一线段80和第二线段82互相不平行，第三线段84和第四线段86互相不平行，第一线段80和第三线段84互相不平行。此外，狭缝18的倾斜角度α和第一线段80的倾斜角度(与铅直线所成的角度)β的大小关系是α＜β。此外，PD阵列28(参照图2)被设置于从滤光器部件20的多层膜56的表面(第一表面70)反射的光24的光程上。
因此，因为由狭缝18的第一内壁表面74的部分(狭缝18的第一内壁表面74一侧和树脂19的界面)反射的光90，由狭缝18的第二内壁表面76的部分(狭缝18的第二内壁表面76一侧和树脂19的界面)反射的光92及由滤光器部件20的第二表面72的部分(石英衬底54和树脂19的界面)反射的光94的各出射方向分别与由滤光器部件20的第一表面70的部分(滤光器部件20的多层膜56和树脂19的界面)反射的光24的出射方向不同，因此，可减小其它反射光90、92、94等对该反射光(分离光)24的干涉影响。这可改善信号光22监视功能可靠性。
其次，参照图4-图12说明第一实施例的光学器件10A的几个变形例。
首先，如图4所示，虽然第一变形例的光学器件10Aa与上述第一实施例的光学器件10A具有大体相同的结构，但不同点是滤光器部件20的第一线段80与滤光器部件20的第二线段82互相平行，狭缝18的第三线段84与狭缝18的第四线段86互相平行，滤光器部件20的第一线段80与狭缝18的第三线段84互相不平行。
如图5所示，虽然第二变形例的光学器件10Ab与上述第一变形例的光学器件10Aa具有大体相同的结构，但不同点是狭缝18的倾斜角度α和第一线段80的倾斜角度β的大小关系是α＞β。
如图6所示，虽然第三变形例的光学器件10Ac与上述第一变形例的光学器件10Aa具有大体相同的结构，但不同点是滤光器部件20的第一线段80与滤光器部件20的第二线段82互相不平行。
如图7所示，虽然第四变形例的光学器件10Ad与上述第一变形例的光学器件10Aa具有大体相同的结构，但不同点是狭缝18的第三线段84与狭缝18的第四线段86互相不平行。
如图8所示，虽然第五变形例的光学器件10Ae与上述第三变形例的光学器件10Ac具有大体相同的结构，但不同点如下
即，狭缝18的倾斜角度α和第一线段80的倾斜角度β的大小关系是α＞β。此外，滤光器部件20的底面20a接触到狭缝18的底部18a。这时，仅使滤光器部件20的底面20a与狭缝18的底部18a接触便可令滤光器部件20保持所期望的角度β，组装作业也容易。
如图9所示，虽然第六变形例的光学器件10Af与上述第五变形例的光学器件10Ae具有大体相同的结构，但不同点是滤光器部件20的第一线段80、第二线段82及狭缝18的第四线段86互相平行，且滤光器部件20的底面20a接触狭缝18的底部18a。
如图10所示，虽然第七变形例的光学器件10Ag与上述第二变形例的光学器件10Ab具有大体相同的结构，但不同点如下首先，滤光器部件20的第二线段82内的从底面20a未到达与光纤15的内芯40对应的部分的线段(表示为第二线段82的下部分82a)的角度，与上述第二线段82内的包含与光纤15的内芯40对应的部分的线段(表示为第二线段82的上部分82b)的角度不同。即，滤光器部件20的第二表面72在中途弯折。
此外，狭缝18的第三线段84与第四线段86互相平行。滤光器部件20的第二线段82的下部分82a的角度与狭缝18的第四线段86的角度大体相同。滤光器部件20的第二线段82的上部分82b与滤光器部件20的第一线段80互相平行。滤光器部件20的底面20a与狭缝18的底部18a接触。
即，该光学器件10Ag的形态是在由狭缝18的底部18a和第二内壁表面76形成的弯折面与由滤光器部件20的底表面20a和第二表面72的下侧的表面72a(对应于第二线段82的下部分82a的面)形成的弯折面接触。
因此，在组装中，在将滤光器部件20插入狭缝18内时，只需通过将滤光器部件20的上述弯折面对齐狭缝18的上述弯折面，便可简单地将滤光器部件20以所期望角度临时固定于狭缝18内，从而使后面的组装变得容易。
接着，如图11所示，虽然第八变形例的光学器件10Ah与上述第七变形例的光学器件10Ag具有大体相同的结构，但不同点如下首先，滤光器部件20的第一线段80与第二线段82互相平行。滤光器部件20的底面20a与狭缝18的底部18a接触。此外，滤光器部件20的第一表面70的下端部与狭缝18的第一内壁表面74的下端部接触，且滤光器部件20的第二表面72的上端部与狭缝18的第二内壁表面76的上端部接触。
这时，也与上述第七变形例的光学器件10Ag同样，在组装中，在将滤光器部件20插入狭缝18内以使滤光器部件20的底面20a与狭缝18的底部18a接触的阶段，可简单地将滤光器部件20以所期望的角度临时固定于狭缝18内，从而使后面的组装变得容易。
接着，如图12所示，虽然第九变形例的光学器件10Ai与上述第六变形例的光学器件10Af具有大体相同的结构，但不同点如下狭缝18的第三线段内的从底部18a未到达与光纤15的内芯40对应的部分的线段(表示为第三线段84的下部分84a)的角度，与上述第三线段84内的包含与光纤15的内芯40对应的对应于部分的线段(表示为第三线段84的上部分84b)的角度不同。即，滤光器部件20的第一内壁表面74在中途弯折。
这可以从现有的实际构造，即，在滤光器部件20的第一表面70和第二表面72与狭缝18的第一内壁表面74和第二内壁表面76都大体上互相平行的构造中，仅通过从上部切入到狭缝18的第一内壁表面74中，即制成第九变形例的光学器件10Ai。这与制作第一-第八变形例的光学器件10Aa-10Ah的情况相比还能更简单地制作，而且，可自由改变狭缝18和滤光器部件20的角度差。当然，还可以迅速地应对该光学器件品种规格的变更等。
即使在这些第一-第九变形例的光学器件10Aa-10Ai中，也与上述第一实施例的光学器件10A同样，可减小其它反射光90、92及94等对来自滤光器部件20的第一表面70的部分的反射光24的干涉影响，并可改善信号光22监视功能的可靠性。
其次，参照图13说明第二实施例的光学器件10B。
如图13所示，在该第二实施例的光学器件10B中，将滤光器部件20的第一表面70与信号光22的光轴所在水平面相交所形成的线段定义为第五线段100，将滤光器部件20的第二表面72与上述水平面相交所形成的线段定义为第六线段102，将狭缝18的第一内壁表面74与上述水平面相交所形成的线段定义为第七线段104，将狭缝18的第二内壁表面76与上述水平面相交所形成的线段定义为第八线段106时，则第七线段104和第八线段106互相平行，第五线段100和第七线段104互相不平行。
这时也与上述第一实施例的光学器件10A同样，可减小其它反射光90、92、94等对来自滤光器部件20的第一表面70的部分的反射的反射光24(参照图2)的干涉影响，并可改善信号光22监视功能的可靠性。
在该第二实施例中，第五线段100与第七线段104也可以互相不平行而不管其它线段的关系。例如，第五线段100与第六线段102可互相平行或不平行，而第五线段100与第八线段106也可互相平行或不平行。同样，第六线段102与第七线段104可互相平行或不平行，而第六线段102与第八线段106也可互相平行或不平行。
其次，参照图14说明第三实施例的光学器件10C。
如图14所示，该第三实施例的光学器件10C与上述第一实施例的光学器件10A具有大体相同的构造。特别地，例如，对于由七根光纤15构成的光纤阵列16共同设置一个狭缝18，且将一个滤光器部件20插入狭缝18内，并在该狭缝18内的该狭缝18和滤光器部件20的间隙内填充树脂19。
而且，滤光器部件20的至少与狭缝18的第一内壁表面74相对的面(第一表面)70朝向上述第一内壁表面74弯曲成凹状。弯曲程度最好是滤光器部件20的中央部分和两端部分的差大于等于5μm小于等于100μm。这是因为，小于5μm时，难以设置期望的角度，大于100μm时，难以插入滤光器部件20。
这样，在第三实施例的光学器件10C中，对于7条光线15，与狭缝18的滤光器部件20相对的面(第一内壁表面)74和与滤光器部件20的狭缝18的第一内壁表面74相对的面(第一表面)70互相不平行，进而，滤光器部件20的第一表面70与第二表面72互相不平行。因此，可减小其它反射光90、92、94等对来自滤光器部件20的多层膜56的表面的反射光24的干涉影响，并可改善信号光22监视功能的可靠性。
作为弯曲滤光器部件20的方法有，例如，可通过在石英衬底54的表面所形成的多层膜56的结构很容易地实现。即，通过形成多层膜56，因为对石英衬底产生应力，石英衬底54由多层膜56所形成的面而弯曲成凹状。弯曲的程度可根据构成多层膜56的各层膜的厚度和材料及多层膜56的层数等进行适当调整。
作为其它方法，也最好采用通过改变石英衬底54的表面和背面的加工精度(例如，抛光度)以使石英衬底54弯曲的方法。在石英衬底54内，可使形成多层膜56的表面的加工精度较高(例如，以加工符号表示)，背面的加工精度较低(例如，以加工符号表示)。
此外，作为其它方法，也最好采用通过在精制石英衬底54时，对石英衬底54的表面及背面吹风，进而改变吹到表面和背面的风量以使石英衬底54弯曲的方法。通过使对石英衬底54的表面的风量大于对背面的风量，则在精制时的石英衬底54的表面所产生的压缩应力比背面所产生的压缩应力高，这样就在精制结束了的阶段制成表面(形成多层膜56的面)一侧呈凹状弯曲的石英衬底54。
其次，参照图15说明第四实施例的光学器件10D。
如图15所示，该第四实施例的光学器件10D与上述第一实施例的光学器件10A具有大体相同的构造，但不同点是滤光器部件20的第一表面70、狭缝18的第一内壁表面74与狭缝18的第二内壁表面76互相平行，且滤光器部件20的第二表面72(石英衬底54背面)是粗糙表面。
当然，滤光器部件20的第一表面70与狭缝18的第一内壁表面74也可互相不平行。
通常，来自滤光器部件20的第一表面70(多层膜56的表面)的反射光因由滤光器部件20的厚度等而受到来自滤光器部件20的第二表面72的反射光的强烈干涉。此外，来自狭缝18的第一内壁表面74的部分的反射光和来自狭缝18的第二内壁表面76的部分的反射光的干涉比来自上述第二表面72的反射光的干涉小。
在该第三实施例中，由于将滤光器部件20的第二表面72做成粗糙表面，所以来自滤光器部件20的第二表面72的反射光随机射出而成为散射光。因此，可有效地降低来自第二表面72的反射光对来自滤光器部件20的第一表面70的反射光的干涉影响，并可有效地改善信号光22监视功能的可靠性。
作为将石英衬底54背面做成粗糙表面的方法有，例如，在加工石英衬底54时，使用粒度数低颗粒较粗的磨具进行研磨的方法。最好采用用氢氟酸等化学药品蚀刻的方法。此外，也可采用激光加工使光纤熔融以改变表面状态的方法，或用同样的激光只改变内芯附近形状的方法。
此外，在用旋涂(spin coating)制作石英衬底54时，通过在旋涂件的表面预先形成凹凸，从而可将上述凹凸转印到石英衬底54的背面。
在用玻璃压制制作石英衬底54时，通过预先将金属模具中的用于形成石英衬底54的背面的部分做成粗糙表面，从而可在压制结束时将金属模具的上述粗糙表面转印到石英衬底54的背面上。
在上述第四实施例的光学器件10D中，虽然只将滤光器部件20的第二表面72做成粗糙表面，但是，如图16所示的变形例的光学器件10Da那样，狭缝18的第一内壁表面74和第二内壁表面76等其它面也可都做成粗糙表面。这时，由于来自狭缝18的第一内壁表面74的部分的反射光和来自狭缝18的第二内壁表面76的部分的反射光均为散射光，所以可进一步减小对来自滤光器部件20的第一表面70的反射光的干涉影响。
此外，如图17所示的第五实施例的光学器件10E那样，将具有固定第一光纤阵列16A的V形槽14A的第一玻璃衬底12A的端面和具有固定第二光纤阵列6B的V形槽14B的第二玻璃衬底12B的端面，以及第一光纤阵列16A的端面与第二光纤阵列16B的端面通过分光部件20结合在一起。这时，通过对第一及第二光纤阵列16A及16B进行调整使其互相对准中心，并分别固定于第一及第二玻璃衬底的各V形槽14A及14B中。根据该第五实施例，其与第一-第四实施例的光学器件10A-10D不同，不必考虑增大狭缝18的深度时所发生的玻璃衬底12强度下降的问题。
在上述第一-第五实施例的光学器件10A-10E中，虽表示了适用于多根光纤15排列成的光纤阵列16的例子，但是，也可适用于例如在LN衬底上排列形成的由多个光波导成的光波导阵列。
其次，说明根据第一实施例的光学器件10A的应用例子。首先，通过研磨加工来制作用于单列式光纤阵列16的玻璃衬底12。
作为玻璃衬底12的材料，使用了硼硅酸盐玻璃(在此，具体使用Pyrex(注册商标)玻璃材料)。玻璃衬底12的尺寸是长16mm、厚1mm，用于使光纤阵列16整齐排列的V形槽14通过研磨加工形成间距为250μm、深度为90μm的12条。
接着，进行光纤阵列16的组装。光纤阵列16使用间距为250μm的12芯光纤带保护套的带型组件(12-core tape-armored fiber assembly)。将12芯光纤带保护套的带型组件的中间保护套剥去，使中间保护套被剥去的部分的长度为12mm，然后将其放置于玻璃衬底12的V形槽14中，并用紫外线硬化型粘接剂固定。
然后，对光纤阵列16进行狭缝18的加工。狭缝18宽30μm、深200μm、倾斜角度α为20°。
然后，制作滤光器部件20。通过蒸镀在石英衬底54上形成例如从氧化钽、石英、矾土、氧化钛等任意选择的多层膜56，然后将形成有多层膜56的石英衬底54加工成厚20μm、长5mm、宽200μm的形状并制作成滤光器部件20。倾斜角度设计成20°、分离比率为透射率93％、反射率7％。
其后，将滤光器部件20插入狭缝18内，再在定位阶段进行调整，使滤光器部件20的第一表面70对光轴的倾斜角度β为例如20.5°-21。将滤光器部件20插入狭缝18内，并在以上述倾斜角度β固定的状态下将树脂19填充到狭缝18内。树脂19使用折射率与光纤15的内芯40的折射率大体相同的硅系树脂。在填充树脂19后，使该树脂19硬化。
其后，将PD阵列28安装到辅助固定件30上。PD阵列28的信道数为12信道，尺寸为高150μm、宽420μm、长3mm。
PD阵列28的构造与第一实施例的光学器件10A同样，采用背面入射型。活性层26的上部(辅助固定件30一侧)填充了各向异性导电糊状物58。
其次，进行PD阵列的调心。具体地，将用于确定光纤阵列16和PD阵列28的间距的衬垫32安装在辅助固定件30上。
衬垫32的构成材料是硼硅酸盐玻璃，这时，具体为Pyrex(注册商标)玻璃材料。此外，间隙长度设定为10μm。即，由于包括Au突点62的PD阵列28的厚度是190μm，所以衬垫32定为200μm。
而且，为了使PD阵列28的活性层26位于来自滤光器部件20的第一表面70的反射光24的光程上，一边对PD阵列28进行调心，一边通过衬垫32将辅助固定件30安装在光纤阵列16上。
而且，对应用例子的光学器件进行了测定评价。由折射率差引起的反射光的影响，呈现随着PD阵列28因温度变化引起的光接收效率的特性变化和PD阵列28在高温高湿试验后的光接收效率的特性变化而变得更显著。因此，就这两点与比较例一起进行评估。
比较例具有的结构是，在第1实施例的光学器件10A中，将狭缝18的倾斜角度α与滤光器部件20的第一表面70的倾斜角度β的差设定成小于0.5度。
在比较例中，由温度变化所引起的光接收效率变化约为0.5dB。此外，高温高湿试验后的光接收效率变化也约为0.5dB。
另一方面，应用例子的光学器件，由温度变化所引起的光接收效率变化及高温高湿试验后的光接收效率变化均为0.1dB左右，因此可知，几乎看不到特性的变化。
此外，本发明的光学器件不限于上述实施例，只要不脱离本发明主旨，当然可采用各种结构。
权利要求
1.一种光学器件，其特征是具有光传输机构(15)、上述光传输机构(15)中设有的狭缝(18)、插入上述狭缝(18)内、用来分离通过上述光传输机构(15)传输的信号光(22)的一部分的滤光器部件(20)、填充在上述狭缝(18)内的上述狭缝(18)和上述滤光器部件(20)间的间隙中的树脂(19)；上述滤光器部件(20)具有衬底(54)和形成于上述衬底(54)的主表面上的光学薄膜(56)；当将上述滤光器部件(20)的上述光学薄膜(56)一侧的面定义为第一表面(70)，将上述滤光器部件(20)的上述衬底(54)一侧的面定义为第二表面(72)，在上述狭缝(18)的内壁表面中，将与上述滤光器部件(20)的上述第一表面(70)相对的面定义为第一内壁表面(74)，将与上述滤光器部件(20)的上述第二表面(76)相对的面定义为第二内壁表面(76)时，上述狭缝(18)的第一内壁表面(74)、上述第二内壁表面(76)及上述滤光器部件(20)的上述第二表面(72)中的一个或多个面与上述滤光器部件(20)的第一表面(70)不平行。
2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于上述不平行的两个表面所成角度大于等于0.5°。
3.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于将上述滤光器部件(20)的上述第一表面(70)与上述信号光(22)的光轴所在铅直面相交所形成的线段定义为第一线段(80)，将上述滤光器部件(20)的上述第二表面(72)与上述铅直面相交所形成的线段定义为第二线段(82)，将上述狭缝(18)的上述第一内壁表面(74)与上述铅直面相交所形成的线段定义为第三线段(84)，将上述狭缝(18)的上述第二内壁表面(76)与上述铅直面相交所形成的线段定义为第四线段(86)时，上述第二线段(82)、上述第三线段(84)及上述第四线段(86)中的一个或多个线段与上述第一线段(80)不平行。
4.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于上述第一线段(80)和上述第二线段(82)互相不平行；上述第三线段(84)和上述第四线段(86)互相不平行；上述第一线段(80)和上述第三线段(84)互相不平行。
5.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于上述第一线段(80)和上述第二线段(82)互相平行；上述第三线段(84)和上述第四线段(86)互相平行；上述第一线段(80)和上述第三线段(84)互相不平行。
6.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于上述第一线段(80)和上述第二线段(82)互相不平行；上述第三线段(84)和上述第四线段(86)互相平行；上述第一线段(80)和上述第三线段(84)互相不平行。
7.根据权利要求3所述的光学器件，其特征在于上述第一线段(80)和上述第二线段(82)互相平行；上述第三线段(84)和上述第四线段(86)互相不平行；上述第一线段(80)和上述第三线段(84)互相不平行。
8.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于将上述滤光器部件(20)的上述第一表面(70)与上述信号光(22)的光轴所在的水平面相交所形成的线段定义为第五线段(100)，将上述滤光器部件(20)的上述第二表面(72)与上述水平面相交所形成的线段定义为第六线段(102)，将上述狭缝(18)的上述第一内壁表面(74)与上述水平面相交所形成的线段定义为第七线段(104)，将上述狭缝(18)的上述第二内壁表面(76)与上述水平面相交所形成的线段定义为第八线段(106)时，上述第六线段(102)、上述第七线段(104)及上述第八线段(106)中的一个或多个线段与上述第五线段(100)不平行。
9.根据权利要求8所述的光学器件，其特征在于上述第七线段(102)和上述第八线段(104)互相平行；上述第五线段(100)和上述第七线段(102)互相不平行。
10.一种光学器件，其特征在于具有多个光传输机构(15)，上述多个光传输机构(15)中共同设有的狭缝(18)，插入上述狭缝(18)内、用来分离通过上述多个光传输机构(15)传输的信号光(22)的各一部分的一个滤光器部件(20)，填充在上述狭缝(18)内的上述狭缝(18)和上述滤光器部件(20)间的间隙中的树脂(19)；上述滤光器部件(20)具有至少与上述狭缝(18)相对的曲面(70)。
11.一种光学器件，其特征在于具有光传输机构(15)，上述光传输机构(15)中设有的狭缝(18)，插入上述狭缝(18)内、用来分离通过上述光传输机构(15)传输的信号光(22)的一部分的滤光器部件(20)，填充在上述狭缝(18)内的上述狭缝(18)和上述滤光器部件(20)间的间隙中的树脂(19)；上述滤光器部件(20)具有衬底(54)和形成于上述衬底(54)的主表面上的光学薄膜(56)；当将上述滤光器部件(20)的上述光学薄膜(56)一侧的面定义为第一表面(70)，将上述滤光器部件(20)的上述衬底(54)一侧的面定义为第二表面(72)，在上述狭缝(18)的内壁表面中，将与上述滤光器部件(20)的上述第一表面(70)相对的面定义为第一内壁表面(74)，将与上述滤光器部件(20)的上述第二表面(72)相对的面定义为第二内壁表面(76)时，至少上述滤光器部件(20)的上述第二表面(72)是粗糙表面。
12.根据权利要求11所述的光学器件，其特征在于上述狭缝(18)的上述第一内壁表面(74)及上述第二内壁表面(76)是粗糙表面。
13.根据权利要求11或12所述的光学器件，其特征在于作为上述粗糙表面的面的表面粗糙度Rt是0.05μm≤Rt≥2μm。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的光学器件，其特征在于至少上述滤光器部件(20)的底面(20a)的一部分与上述狭缝(18)底部(18a)接触。
全文摘要
本发明涉及光学器件，其中，将滤光器部件(20)的多层膜(56)一侧的面定义为第一表面(70)，滤光器部件(20)的石英衬底(54)一侧的面定义为第二表面(72)，在狭缝(18)内壁表面中，将与滤光器部件(20)的第一表面(70)相对的面定义为第一内壁表面(74)，将与滤光器部件(20)的第二表面(72)相对的面定义为第二内壁表面(76)时，狭缝(18)的第一内壁表面(74)、第二内壁表面(76)及滤光器部件(20)的第二表面(72)中的一个或多个与滤光器部件(20)的第一表面(70)不平行。
文档编号G02B6/42GK1729416SQ20038010702
公开日2006年2月1日 申请日期2003年12月19日 优先权日2002年12月20日
发明者福山畅嗣, 岩崎康范, 井出晃启 申请人:日本碍子株式会社