JP2016200735A - 光学デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドピン挿入の妨げを防止できる光学デバイスを提供する。
【解決手段】光学デバイスは、光ファイバ１３と、ガイドパイプ１５と、一端面１７ａ、他端面１７ｂ、一端面１７ａに向けて他端面１７ｂから延在し光ファイバ１３を支持する支持部１７ｃ、及び一端面１７ａに向けて他端面１７ｂから延在しガイドパイプ１５を支持するガイド部１７ｄを含むホルダ１７とを備え、ホルダ１７は、第１部材１９及び第２部材２１を含み、光ファイバ１３及びガイドパイプ１５は、第１部材１９と第２部材２１との間に位置し、ホルダ１７は、第１部材１９と第２部材２１とを互いに接着する接着部材２３を備え、第１部材１９の第１支持部１９ａは、光ファイバ１３を支持する第１側面１９ａａ及び第２側面１９ａｂを有し、光ファイバ１３の一端は他端面１７ｂに位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学デバイスに関する。

特許文献１及び特許文献２は、ガイドピン用の溝とガイドピンを利用する光コネクタ構造を開示する。

特開昭６１−１００４３号公報 特開平０１−２００３０８号公報

利用可能な光コネクタでは、光ファイバを間に挟むための２つの部材の各々が、該光ファイバを支持するＶ溝を有する。これらの部材のＶ溝に光ファイバを配置した後に、光ファイバを挟む２つの部材の間に僅かな隙間が形成され、これ故に、これら２つの部材における個々のＶ溝に光ファイバが確実に接触する。２つの部材間に接着部材が設けられて、この隙間を２つの部材が埋める。

このようにして完成された光コネクタは、位置決めのためにガイドピンを用いる。発明者の知見によれば、隙間を埋める接着部材の一部がガイドピンのためのガイド孔にはみ出して、接着部材片がガイド孔に形成される。ガイドピン内の接着部材片は、ガイドピンの挿入を妨害する。一方、接着部材片がガイド孔に形成されることを避けるために、２つの部材間の隙間を埋める接着部材の量を減らすことができる。しかし、接着部材量の減少は、接着強度の不足を引き起こす可能性がある。

本発明の一側面は、このような事情を鑑みて為されたものであり、ガイドピン挿入の妨げを防止できる光学デバイスを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る光学デバイスは、一又は複数の光ファイバと、ガイドパイプと、一端面、他端面、前記一端面に向けて前記他端面から延在し前記光ファイバを支持する支持部、及び前記一端面に向けて前記他端面から延在し前記ガイドパイプを支持するガイド部を含むホルダと、を備え、前記ホルダは、第１部材及び第２部材を含み、前記光ファイバ及び前記ガイドパイプは、前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記ホルダは、前記第１部材と前記第２部材とを互いに接着する接着部材を備え、前記第１部材の前記支持部は、前記光ファイバを支持する第１側面及び第２側面を有し、前記光ファイバの一端は前記他端面に位置する。

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。

以上説明したように、本発明の一側面によれば、ガイドピン挿入の妨げを防止できる光学デバイスが提供される。

図１は、本実施の形態に係る光学デバイスを概略的に示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る光学デバイスの典型的な外観を示す図面である。 図３は、ガイドパイプを作製する方法の一例を示す図面である。 図４は、別の形態に係る光学デバイスの他端面を示す図面である。 図５は、光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。 図６は、光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。 図７は、光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。 図８は、光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。 図９は、光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。 図１０は、光学デバイスを作製する方法における主要な工程を示す図面である。 図１１は、本実施形態に係るホルダのための第１部品及び第２部品に光学デバイスを分解して示す図面である。 図１２は、本実施形態の一利用態様を示す図面である。 図１３は、本実施形態に係る光学デバイスの一実施例を示す図面である。 図１４は、ガイドピンを用いるスタブ型の接続デバイスの一実施例を示す図面である。

引き続きいくつかの具体例を説明する。

一形態に係る光学デバイスは、（ａ）一又は複数の光ファイバと、（ｂ）ガイドパイプと、（ｃ）一端面、他端面、前記一端面に向けて前記他端面から延在し前記光ファイバを支持する支持部、及び前記一端面に向けて前記他端面から延在し前記ガイドパイプを支持するガイド部を含むホルダと、を備え、前記ホルダは、第１部材及び第２部材を含み、前記光ファイバ及び前記ガイドパイプは、前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記ホルダは、前記第１部材と前記第２部材とを互いに接着する接着部材を備え、前記第１部材の前記支持部は、前記光ファイバを支持する第１側面及び第２側面を有し、前記光ファイバの一端は前記他端面に位置する。

この光学デバイスによれば、光ファイバが接着部材を介してホルダに接着される。光ファイバは、第１部材と第２部材との間に位置して支持部において支持されると共に、接着部材によりホルダ内にしっかりと固定される。また、ガイドパイプは、第１部材と第２部材との間に位置して、ホルダのガイド部内にしっかりと固定される。ガイドパイプは、ガイドピンを収容可能な孔を有する。ガイド部にガイドピンを挿入する際に、ガイド部内のガイドパイプは、上記の接着部材がガイドピンの挿入を妨害することを防止できる。

一形態に係る光学デバイスでは、前記光ファイバは、石英製のシングルモード光ファイバを含み、前記第１部材及び前記第２部材が、ガラス製である。

この光学デバイスによれば、正確な寸法の第１部材及び第２部材を提供できる。

一形態に係る光学デバイスでは、前記光ファイバは、前記ホルダ内に延在する第１部分と、前記ホルダの前記一端面から延出する第２部分とを含む。

この光学デバイスによれば、ピグテール型の構造物を提供できる。

一形態に係る光学デバイスでは、前記光ファイバは、前記ホルダの前記他端面から前記ホルダの前記一端面まで延在する。

この光学デバイスによれば、スタブ型の構造物を提供できる。

一形態に係る光学デバイスでは、前記ガイドパイプは金属製である。

この光学デバイスによれば、正確な寸法のガイドパイプを提供できる。

本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、光学デバイス、及び光学デバイスを作製する方法に係る本実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。

図１は、本実施の形態に係る光学デバイスを概略的に示す斜視図である。図１を参照すると、光学デバイス１１は、一又は複数の光ファイバ１３と、ガイドパイプ１５と、ホルダ１７とを備える。光学デバイス１１は、例えば１２本の光ファイバ１３を備えており、しかしながら、光ファイバ１３の本数は、これに限定されることはない。また、光ファイバ１３は、例えば石英製シングルモード光ファイバを備えることができる。光ファイバ１３はコアとその周囲に設けられたクラッドとを有する。ホルダ１７は、一端面１７ａ、他端面１７ｂ、支持部１７ｃ、及びガイド部１７ｄを含む。ホルダ１７は、第１部材１９及び第２部材２１を含む。光ファイバ１３及びガイドパイプ１５は、第１部材１９と第２部材２１との間に位置しており、またホルダ１７は、第１部材１９と第２部材２１とを互いに接着する接着部材２３を備える。光ファイバ１３の一端１３ａは他端面１７ｂに位置している。

支持部１７ｃは、一端面１７ａに向けて他端面１７ｂから延在し光ファイバ１３を支持する。この支持のために、支持部１７ｃは、少なくとも３つの面を有することが好ましい。本実施例では、第１部材１９の第１支持部１９ａは、光ファイバ１３を支持するための第１側面１９ａａ及び第２側面１９ａｂを有する。また、第２部材２１の第２支持部２１ａは、光ファイバ１３を支持するための第１側面２１ａａ及び第２側面２１ａｂを有する。第１支持部１９ａの第１側面１９ａａ及び第２側面１９ａｂ並びに第２支持部２１ａの第１側面２１ａａ及び第２側面２１ａｂは、本実施例では、一部で光ファイバ素線と直接接し、また他の部分では接着部材２３を介して、光ファイバ素線の側面を支持する。

ガイド部１７ｄは、一端面１７ａに向けて他端面１７ｂから延在しガイドパイプ１５を支持する。本実施例では、ガイド部１７ｄは、一部でガイドパイプ１５の側面１５ａと直接接し、また他の部分では接着部材２３を介してガイドパイプ１５の側面１５ａを支持する。この支持のために、ガイド部１７ｄは、少なくとも３つの面を有することが好ましい。本実施例では、第１部材１９のガイド部１９ｂは、ガイドパイプ１５を支持するための第１側面１９ｂａ及び第２側面１９ｂｂを有する。具体的には、第１部材１９のガイド部１９ｂの第１側面１９ｂａ及び第２側面１９ｂｂは、一部でガイドパイプと直接接し、また他の部分では接着部材２３を介してガイドパイプ１５の側面を支持する。また、本実施例では、第２部材２１のガイド部２１ｂは、ガイドパイプ１５を支持するための第１側面２１ｂａ及び第２側面２１ｂｂを有する。

この光学デバイス１１によれば、光ファイバ１３が接着部材２３によりホルダ１７に接着される。光ファイバ１３は、第１部材１９と第２部材２１との間に位置して支持部１７ｃにおいて支持されると共に、接着部材２３によりホルダ１７内にしっかりと固定される。また、ガイドパイプ１５は、第１部材１９と第２部材２１との間に位置して、接着部材２３によりホルダ１７のガイド部１７ｄ内にしっかりと固定される。ガイドパイプ１５は、位置合わせのためのガイドピンを収容可能な孔１５ｂを有する。ガイド部１７ｄにガイドピンを挿入する際に、ガイド部１７ｄ内のガイドパイプ１５は、上記の接着部材２３がガイドピンの挿入を妨害することを防止できる。ガイドパイプ１５は、孔１５ｂを規定する側壁を有しており、この側壁が孔１５ｂ内に接着部材２３が進入することを防止している。ガイドパイプ１５は、他端面１７ｂに位置する端部１５ｃを有しており、この端部１５ｃの反対に別端（図２の別端１５ｄ）を有する。ガイドパイプ１５の側壁は、端部１５ｃから別端１５ｄまで連続している。

第１部材１９は、接着部材２３を受ける接着面１９ｃを有する。本実施例では、第１支持部１９ａ及びガイド部１９ｂは、接着面１９ｃに設けられている。本実施例では、接着面１９ｃは、第１部材１９の一側１９ｄ及び他側１９ｅの一方から他方までに延在すると共に、第１部材１９の第１一端面１９ｆに到達しており、第１他端面１９ｇに到達していてもよい。また、第２部材２１は、接着部材２３を受ける接着面２１ｃを有する。本実施例では、第２支持部２１ａ及びガイド部２１ｂは、接着面２１ｃに設けられている。本実施例では、接着面２１ｃは、第２部材２１の一側２１ｄ及び他側２１ｅの一方から他方までに延在すると共に、第２部材２１の第２一端面２１ｆに到達しており、第２他端面２１ｇに到達してもよい。

本実施例では、光ファイバ１３及びガイドパイプ１５は、第１方向に延在すると共に、この延在を可能にするために、第１方向に交差する第２方向に配列された第１部材１９及び第２部材２１によって、光ファイバ１３及びガイドパイプ１５を挟む。この挟持のために、第１部材１９は、第２方向に交差する方向に延在する接着面１９ｃに設けられた第１支持部１９ａ及びガイド部１９ｂを有すると共に、第２部材２１は、第２方向に交差する方向に延在する接着面２１ｃに設けられた第２支持部２１ａ及びガイド部２１ｂを有する。接着部材２３は、接着面１９ｃと接着面２１ｃとの間において延在して、第１部材１９及び第２部材２１を互いにしっかりと接着すると共に、光ファイバ１３及びガイドパイプ１５は、それぞれ、第１支持部１９ａ及びガイド部１９ｂに支持されながら、第１部材１９及び第２部材２１を備えるホルダ１７によってしっかりと保持される。この構造により、接着部材２３は、ガイドパイプ１５の側面１５ａを介してガイド部１９ｂを横切って一体に延在するけれども、ガイドパイプ１５の孔１５ｂ内には進入しない。

光ファイバ１３は、例えば石英製のシングルモード光ファイバを含むことができる。第１部材１９及び第２部材２１が、例えばホウケイ酸ガラスといったガラス製である。ガラス材は、正確な寸法の第１部材１９及び第２部材２１を提供できる。ガイドパイプ１５は金属製であることができる。金属材の利用は、正確な寸法のガイドパイプ１５を提供できる。

図２は、本実施形態に係る光学デバイスの典型的な外観を示す図面である。図２の（ａ）部に示されるように、光学デバイス１１は、ホルダ１７の一端面１７ａから延出するピグテールを有することができる。光学デバイス１１は、ピグテール型を有することができる。この構造では、光ファイバ１３は、ホルダ１７内に延在する第１部分と、ホルダ１７の一端面１７ａから延出する第２部分とを含む。或いは、図２の（ｂ）部に示されるように、光学デバイス１１は、スタブ構造を有することができる。この構造では、光ファイバ１３は、ホルダ１７の一端面１７ａから他端面１７ｂまでに延在する。

図３は、ガイドパイプを作製する方法の一例を示す図面である。例示される作製方法は、電鋳法を用いる。ガイドピンの径に対応した金属芯材を準備する。このような金属芯材は、例えばＮＣ加工によって作製される。一例を示せば、準備された金属芯材の径の公差は、例えば−０．５μｍ〜＋０．５μｍである。金属芯材は、例えばニッケル、銅、ステンレス、超硬合金であることができる。

電鋳法においては、金属芯材５１を準備した後に、図３の（ａ）部に示されるように、金属芯材５１を治具５３に取り付ける。治具５３に取り付けられた金属芯材５１は、電解槽５５内の電解液５７に浸される。電気メッキ法において、電解液５７に供給される電荷量を正確に制御しながら、電気メッキにより金属芯材５１に金属を析出させる。電荷量の制御により、金属芯材５１の側面に析出する金属量を正確に制御することができ、この結果、図３の（ｂ）部に示されるように、金属芯材５１及び析出金属壁５９を作製することができる。析出金属壁５９は、金属芯材５１の側面に所望の厚さの析出金属を備える。次いで、図３の（ｃ）部に示されるように、金属芯材５１及び析出金属壁５９を一緒に、所望の長さに切断して、中間生産物６１を形成する。中間生産物６１は、芯材６３と、芯材６３の側面に設けられた金属パイプ６５とを含む。図３の（ｄ）部に示されるように、中間生産物６１から芯材６３を抜き取ると、金属パイプ、つまり金属製のガイドパイプ部品を得ることができる。ガイドパイプ部品の外径の公差は、例えば−０．５μｍ〜＋０．５μｍである。金属パイプ６５の外径の公差は、電解液に供給される電荷量の正確な制御の程度に対応する。

光ファイバ１３としてシングルモードファイバ（ＳＭＦ）を用いる光デバイスでは、シングルモードファイバのモードフィールド径が例えば7〜８μｍである。光学デバイス１１に光学的に結合される光部品の光導波路又は光素子と当該光学デバイス１１との接続ロスがこの光接続において低減されるように、光学デバイス１１のホルダ１７の支持部１７ｃに位置決めされる光ファイバ１３の位置が−１．０μｍ〜＋１．０μｍ程度の精度であることが好ましい。また、これに加えて、ガイド部１７ｄに位置決めされるガイドパイプ１５の位置が−１．０μｍ〜＋１．０μｍ程度の精度であることが好ましい。ガイドピンの支持溝に替えてガイドパイプ１５の支持溝を設けると共に、このガイドパイプ用支持溝にガイドピンに替えてガイドパイプ１５を設ける。部品の数が、ガイドパイプ１５の利用のために増加する。発明者の見積もりによれば、この部品数の増加を考慮しても、ガイドパイプ１５のためのガイド部１７ｄ及びガイドパイプ１５を用いる光学デバイス１１は、ガイドピン支持溝及びガイドピンを用いるデバイスに比べて小さくでき、光学デバイス１１の光接続における接続ロスを所望の範囲に抑えることができる。

光学デバイス１１では、ガイドパイプ１５の追加によって、接着剤の分量に関係なく、ガイドピンが挿入されるべき部分（ガイドパイプ１５の孔１５ｂ）に接着部材２３が付着することはなくなる。このため、第１部材１９及び第２部材２１（本実施例では、加工されたガラス板）を貼り合せるために十分の量の接着剤を使用でき、十分の量の接着部材２３はホルダ１７の貼り付け強度を確保することを可能にする。また、第１部材１９及び第２部材２１が、ガラス材のような脆性を示す材料で成るとき、ガイドピンをガイドパイプ１５に挿入した際に加えられる力が、第１部材１９及び／又は第２部材２１の一部に、また直接に加わることがない。その力は、ガイドパイプ１５（例えば金属製のガイドパイプ）に加わり、ガイドパイプ１５を介して分散されて最終的に第１部材１９及び／又は第２部材２１に加わる。これ故に、第１部材１９及び／又は第２部材２１の割れの発生を低減できる。具体的には、ガイドパイプ１５を支持するガイド部１７ｄは、例えばＶ溝として形成される。このＶ溝の底のくさび状のくぼみにヒビが入りやすい。

図４は、別の形態に係る光学デバイスの他端面を示す図面である。光学デバイス１１における支持部１７ｃ及びガイド部１７ｄは、図１に示された形態に限定されることはない。図４に示されるように、第２部材２１の第２支持部２１ａは、接着面２１ｃとして提供されることができる。光ファイバ１３は、本実施例では第２支持部２１ａの接着面２１ｃによって支持される。第２部材２１のガイド部２１ｂは、底面２１ｋ及び側面２１ｉ、２１ｊを有することができる。ガイドパイプ１５は、ガイド部２１ｂの底面２１ｋによって支持される。

図５〜図１１を参照しながら、光学デバイスを作製する方法を説明する。図５の（ａ）部に示されるように、金属パイプ６５、光ファイバ部品６７、並びにホルダのための第１部品６９及び第２部品７１を準備する。本実施例では、光ファイバ部品６７は光ファイバ素線であることができる。また、第１部品６９及び第２部品７１は、図５の（ｂ）部の平面図に示されるように、同一の形状を有している。記述の簡素のために、第１部品６９及び第２部品７１の引き続く説明において、第１部品６９の説明を行うと共に、第１部品６９の参照符合の後ろの丸括弧内に第２部品７１の対応部分の参照符合を記載する。第１部品６９（第２部品７１）は、接着材を受ける第１接着面６９ｃ（７１ｃ）を有する。本実施例では、第１支持溝６９ａ（７１ａ）及び第１ガイド溝６９ｂ（７１ｂ）は、第１接着面６９ｃ（７１ｃ）に設けられている。第１接着面６９ｃ（７１ｃ）は、第１部品６９（７１）の一側６９ｄ（７１ｄ）及び他側６９ｅ（７１ｅ）の一方から他方までに延在すると共に、第１部品６９（７１）の第１一端面６９ｆ（第２一端面７１ｆ）に到達しており、また第１他端面６９ｇ（第２他端面７１ｇ）に到達していてもよい。

第１支持溝６９ａ（第２支持溝７１ａ）は、第１一端面６９ｆ（７１ｆ）に向けて第１他端面６９ｇ（７１ｇ）から延在し光ファイバ部品６７を支持する。この支持のために、第１支持溝６９ａ及び第２支持溝７１ａは、総計で、少なくとも３つの面を有することが好ましく、本実施例では４つの面を有する。本実施例では、第１支持溝６９ａ（７１ａ）は、光ファイバを支持するための第１側面６９ａａ（７１ａａ）及び第２側面６９ａｂ（７１ａｂ）を有する。また、本実施例では、第１支持溝６９ａ又は第２支持溝７１ａに光ファイバ部品６７を配置したときに、第１側面６９ａａ（７１ａａ）及び第２側面６９ａｂ（７１ａｂ）は、光ファイバ素線の側面に接して、光ファイバ素線を支持する。

第１ガイド溝６９ｂ（第２ガイド溝７１ｂ）は、第１一端面６９ｆ（７１ｆ）に向けて第１他端面６９ｇ（７１ｇ）から延在し、金属パイプ６５を支持する。第１ガイド溝６９ｂ（７１ｂ）に金属パイプ６５を配置すると、第１ガイド溝６９ｂ（７１ｂ）は、金属パイプ６５を支持する。この支持のために、第１ガイド溝６９ｂ及び第２ガイド溝７１ｂは、総計で、少なくとも３つの面を有することが好ましく、本実施例では４つの面を有する。具体的には、第１ガイド溝６９ｂ（７１ｂ）は、金属パイプ６５を支持するための第１側面６９ｂａ（７１ｂａ）及び第２側面６９ｂｂ（７１ｂｂ）を有する。第１部品６９（７１）の第１ガイド溝６９ｂ（７１ｂ）の第１側面６９ｂａ（７１ｂａ）及び第２側面６９ｂｂ（７１ｂｂ）は、本実施例では、金属パイプ６５の側面に接して、金属パイプ６５の側面を支持する。

金属パイプ６５、光ファイバ部品６７、第１部品６９及び第２部品７１を準備した後に、図５の（ａ）部の正面図に示されるように、第１部品６９及び第２部品７１のいずれか一方、例えば第２部品７１を基準にして、金属パイプ６５及び光ファイバ部品６７を位置決めすると共に、これらの部材の位置決めの後に第１部品６９を位置決めする。第１部品６９及び第２部品７１の間隔の最小値は、１μｍ〜２μｍ程度であることが好ましく、固定前及び固定後において、第１部品６９及び第２部品７１は接触していない。また、金属パイプ６５の端及び光ファイバ部品６７の端は、第１部品６９及び第２部品７１の縁から約０．０２ｍｍ~０．３ｍｍ程度の値で突き出されている。金属パイプ６５の突出により、第１部品６９及び第２部品７１に接着剤を塗布する際に、塗布された接着剤が流れて金属パイプ６５の孔内に付着することを避けることができる。このような突出により、接着剤の供給量の正確さの供給を緩和できる。

図６の（ａ）部の正面図に示されるように、金属パイプ６５及び光ファイバ部品６７が第１部品６９及び第２部品７１を挟まれると共に、第１部品６９の第１接着面６９ｃ及び第２部品７１の第２接着面７１ｃの間に接着剤７３が設けられる。接着剤７３は、例えば第２部品７１の第２接着面７１ｃにおける一方の第２ガイド溝７１ｂの外側から、両方の第２ガイド溝７１ｂの間に設けられた第２支持溝７１ａを経由して、他方の第２ガイド溝７１ｂの外側までわたって塗布されている。接着剤７３は、第１支持溝６９ａ及び第２支持溝７１ａ内の光ファイバ部品６７の側面、並びに第２支持溝７１ａ及び第２ガイド溝７１ｂ内の金属パイプ６５の側面に接触して、接着剤７３の固化の後に、光ファイバ部品６７及び金属パイプ６５をそれぞれ第１支持溝６９ａ（７１ａ）及び第１ガイド溝６９ｂ（７１ｂ）に固定することを可能にする。上記の位置決めが完了した後に、接着剤７３を硬化させる。硬化によって組立体７５が形成される。組立体７５は、金属パイプ６５及び光ファイバ部品６７が第１部品６９及び第２部品７１に挟まれて一体の物体になる。一例として、液体状の接着剤７３を、毛細管現象を利用して、第１部品６９及び第２部品７１の間の間隙に供給することができる。液体状の接着剤７３は、表面張力の作用により第１部品６９及び第２部品７１の間の間隙に染み込んでいき、接着剤７３の塗布が完了する。金属パイプ６５を備えない形態に比較して、接着剤の量の制御の精密さは、金属パイプ６５の利用により緩和される。接着剤７３は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ系接着剤等であることができる。固定作業の観点から、短時間のＵＶ硬化により仮固定を行うと共に、仮固定の後に熱硬化により本硬化を行いことが望ましい。

図６の（ｂ）部は、図６の（ａ）部に示されたＶＩｂ−ＶＩｂ線にそって取られた断面を示す。例えば第２部品７１に金属パイプ６５及び光ファイバ部品６７を位置決めする際に、金属パイプ６５及び光ファイバ部品６７の各々は、第２部品７１の第２一端面７１ｆから外側に延出する第１余長部及び第２部品７１の第２他端面７１ｇから外側に延出する第２余長部を有する。

図７の（ａ）部に示されるように、研磨部材７７を用いて組立体７５の一方の端面を研磨して、組立体７５に研磨面を形成する。この研磨により、光学デバイスのための他端面１７ｂを形成できる。図７の（ｂ）部は、図７の（ａ）部に示されたＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線にそって取られた断面を示す。本実施例では、他端面１７ｂに、金属パイプ６５の一端及び光ファイバ部品６７の一端が位置しており、金属パイプ６５及び光ファイバ部品６７の一端が他端面１７ｂの位置にそろっている。金属パイプ６５の一端は研磨面を有し、及び光ファイバ部品６７の一端は研磨面を有する。金属パイプ６５の研磨面及び光ファイバ部品６７の研磨面の間には、ホルダ部品の他端面１７ｂ（研磨面）が延在している。

スタブ構造を形成する製造方法では、引き続き、図８の（ａ）部に示されるように、研磨部材７７を用いて組立体７５の他方の端面を研磨して、組立体７５に別の研磨面を形成する。この研磨により、光学デバイス１１のための一端面１７ａを形成できる。図８の（ｂ）部は、図８の（ａ）部に示されたＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線にそって取られた断面を示す。本実施例では、一端面１７ａ及び他端面１７ｂの各々に、ガイドパイプ１５の一端及び光ファイバ１３の一端が位置しており、金属パイプ６５の両端及び光ファイバ部品６７の両端は研磨されて消失すると共に、ガイドパイプ１５の一端及び他端並びに光ファイバ１３の一端及び他端が形成される。スタブ構造では、ガイドパイプ１５の一端及び光ファイバ１３の一端が一端面１７ａの位置にそろっており、ガイドパイプ１５の他端及び光ファイバ１３の他端が他端面１７ｂの位置にそろっている。ガイドパイプ１５の研磨面及び光ファイバ１３の研磨面の間には、ホルダ部品の一端面１７ａ（研磨面）が延在している。本実施例では、ガイドパイプ１５及び光ファイバ１３は、第１基準面Ｒ１に沿って配列されている。一端面１７ａは、第１基準面Ｒ１に直交する面から傾斜した第２基準面Ｒ２に沿って延在しており、他端面１７ｂは、第１基準面Ｒ１に直交する第３基準面Ｒ３に沿って延在している。一端面１７ａの傾斜は、例えば８度程度である。

ピグテール構造を作製する方法では、他端面１７ｂのための研磨を完了すると、光学デバイスのための実質的な作製工程は完了して、図９の（ａ）部に示されるように、ピグテール構造を有する光学デバイス１１が提供される。図９の（ｂ）部は、図９の（ａ）部に示されたＩＸｂ−ＩＸｂ線にそって取られた断面を示す。本実施例では、ガイドパイプ１５の長さに合わせて金属パイプ６５の長さ及び位置決めを行った。この予備的な位置決め（金属パイプ６５の位置決め）によれば、一端面１７ａ及び他端面１７ｂからガイドパイプ１５が突き出すことを避けることができる。

必要な場合には、ホルダ１７の作製されるべき一端面１７ａ及び他端面１７ｂの間隔よりも短い長さの金属パイプ６５を準備することができる。また、このような金属パイプ６５を第１部品６９又は第２部品７１に位置決めして、金属パイプ６５の一端及び他端が、それぞれ、ホルダ１７の作製されるべき一端面１７ａ及び他端面１７ｂの少なくともいずれか一方の位置から離れるようにしてもよい。図１０は、図９の（ａ）部に示されたＩＸｂ−ＩＸｂ線に示される断面線に対応する断面を示す。図１０に示される光学デバイス１１では、ガイドパイプ１５の一端及び他端が、それぞれ、ホルダ１７の一端面１７ａ及び他端面１７ｂの位置から離れている。上記の予備的な準備及び位置決めによれば、一端面１７ａ及び他端面１７ｂからガイドパイプ１５が突出することを避けることができる。

図１１は、本実施形態に係る光学デバイスの分解図を示す。この図面では、ホルダ１７を第１部材１９及び第２部材２１に分解して光学デバイス１１が示されている。この実施例では、例えば第１部材１９が第１一端面１９ｆから第１他端面１９ｇの方向に第１一端面１９ｆから延在する窪み１９ｈを有することができる。窪み１９ｈは、第１支持部１９ａと出会ったところで終端し、同様に、第１支持部１９ａも終端する。窪み１９ｈは、余剰な接着剤のための樹脂溜まりとして利用される。
窪み１９ｈの長さ：０．６ｍｍ。
窪み１９ｈの深さ：０．２ｍｍ。

図１２は、本実施形態の一利用態様の光処理装置を示す。図１２を参照すると、光処理装置１０では、シリコンフォトニクス素子８５に接続される光学デバイス１１ｐｉｇ及び光学デバイス１１ｓｔａｂを示す。光学デバイス１１ｐｉｇは、例えば図２の（ａ）部に示されたピグテール構造のデバイスを備え、また光学デバイス１１ｓｔａｂは例えば図２の（ｂ）部に示されたスタブ構造のデバイスを備える。また、図１２では、光ファイバとシリコンフォトニクス素子８５との光結合のために、光学デバイス１１ｓｔａｂ及び光学デバイス１１ｓｔａｂの両方が用いられているけれども、光学デバイス１１ｓｔａｂ及び光学デバイス１１ｓｔａｂのいずれか一方が光結合のために用いられることができる。光結合の対象となるシリコンフォトニクス素子８５は、光送信のための変調素子８５ａ及びこれに付随する信号処理回路８５ｂ、並びに光受信のための受光素子８５ｃ及びこれに付随する信号処理回路８５ｄを備えると共に、外部デバイスに光学的な結合を成すためのカプラ（例えばグレーティングカプラ８５ｅ）を更に備える。シリコンフォトニクス素子８５上において、変調素子８５ａ及び受光素子８５ｃとグレーティングカプラ８５ｅとは光導波路を介して互いに接続される。変調素子８５ａは、信号処理回路８５ｂに金属配線層を介して接続され、また受光素子８５ｃは、信号処理回路８５ｄに金属配線層を介して接続される。

本実施例では、光学デバイス１１ｓｔａｂは、シリコンフォトニクス素子８５のグレーティングカプラ８５ｅに光学的に結合を成すようにシリコンフォトニクス素子８５に取り付けられている。光学デバイス１１ｐｉｇは、光学デバイス１１ｓｔａｂに光学的に結合されている。この結合の位置合わせのために、ガイドピン８１ａ、８１ｂが、光学デバイス１１ｐｉｇのガイドパイプ１５内及び光学デバイス１１ｓｔａｂのガイドパイプ１５内を貫通する。必要な場合には、光学デバイス１１ｐｉｇと光学デバイス１１ｓｔａｂとの光学的結合を維持するように光学デバイス１１ｐｉｇを光学デバイス１１ｓｔａｂ、シリコンフォトニクス素子８５又は基板８３に配置した後に、ガイドピン８１ａ、８１ｂを取り除くことができる。一方で、必要な場合には、ガイドピン８１ａ、８１ｂがそのまま残されていても良い。

図１３は、本実施形態に係る光学デバイスの一実施例を示す図面である。図１３の（ａ）部は、光ファイバ１３のためのシングルモード光ファイバ素線ＳＭＦを示し、このシングルモード光ファイバ素線ＳＭＦの直径は、０．１２５ｍｍである。また、図１３の（ｂ）は、ホルダ１７のための第１部材１９及び第２部材２１ためのガラス部品（例えば、ホウケイ酸ガラス）を示す。ＭＴコネクタに接続可能な構造の実施例を示す。
ホルダの横幅Ｗ：７ｍｍ。
ホルダの奥行き：３ｍｍ。
ホルダの第１部材の高さＨ１：１．２ｍｍ。
ホルダの第２部材の高さＨ２：１．２ｍｍ。
ガイドパイプのためのガイド部の中心間隔Ｌ１：４．６ｍｍ（公差−０．００１ｍｍ〜＋０．００１ｍｍ）。
光ファイバのための支持部の中心間隔Ｌ２：０．２５ｍｍ（公差−０．００１ｍｍ〜＋０．００１ｍｍ）。
ガイドパイプのためのガイド部の孔サイズＬ３：０．９ｍｍ（公差−０．００１ｍｍ〜＋０．００１ｍｍ）。
ガイドパイプの外径：０．８９９５ｍｍ（公差−０．０００５ｍｍ〜＋０．０００５ｍｍ）。
ガイドパイプに挿入されるガイドピンの外径：０．６９９ｍｍ。
光ファイバのためのＶ溝の頂角：７０度。
光ファイバのためのＶ溝のピッチ：０．２５ｍｍ。
光ファイバ用のＶ溝の配列の両側に、ガイドパイプ用のＶ溝が設けられる。
ガイドパイプ用のＶ溝の頂角：７０度。
ガイドパイプ用の２つのＶ溝の頂部の間の長さ：４．６ｍｍ。
光ファイバのためのＶ溝の位置及びガイドパイプ用のＶ溝の位置の精度は、所望の位置に対して−１．０μｍ〜＋１．０μｍの範囲にあることが良い。また、ガイドパイプの内径及び外形が精密に制御されている。既に説明したように、このようなガイドパイプは、例えば電鋳法を用いて作製されることができる。

図１４は、ガイドピンを用いるスタブ型の接続デバイスの一実施例を示す図面である。図１４の（ａ）部を参照すると、ホルダ９１のための第１ガラス部品９１ａ及び第２ガラス部品９１ｂの間に光ファイバ９３のアレイが構成されている。多めの接着剤９５を用いたので、ホルダ９１に設けられたガイド孔９９内にも接着剤９５がはみ出してきて、接着部材片を形成する。ガイド孔９９にはみ出した接着剤９５は、ガイドピンの挿入を妨げる。

図１４の（ｂ）部を参照すると、ホルダ９１のための第１ガラス部品９１ａ及び第２ガラス部品９１ｂの間に光ファイバ９３のアレイが構成されている。少なめの接着剤９５を用いたので、ホルダ９１に設けられたガイド孔９９内に接着剤９５がはみ出していないけれども、第１ガラス部品９１ａ及び第２ガラス部品９１ｂのいくつかの場所に、接着剤９５によって満たされていない空隙ＧＡＰが形成されている。ガイド孔９９にガイドピンを挿入する際に第１ガラス部品９１ａ及び第２ガラス部品９１ｂに加わる力によって、部材の破損９７が生じる。

一方、ホルダ１７の第１部材１９及び第２部材２１のためのガラス板を準備する。第１部材１９及び第２部材２１のためのガラス板の少なくともいずれか一方に、光ファイバ及びガイドパイプ（例えばガイドパイプ１５）のためのＶ溝（断面Ｖ字型の溝）を支持部１７ｃ及びガイド部１７ｄとして形成することができる。支持部１７ｃの形状として、光ファイバ１３を支持可能な様々な形状を適用することができ、またガイド部１７ｄの形状として、ガイドパイプ１５を支持可能な様々な形状を適用することができる。これ故に、支持部１７ｃ及びガイド部１７ｄの形状は、実施例として示された具体的な形状に限定されない。

一実施例では、実施形態の光学デバイス１１は、光コネクタとして用いられる。この光コネクタは、下記に示す製造工程により作製されることが可能である。２つのガラス板上に、光ファイバ用およびガイドパイプ用の、所定の加工精度を有するＶ溝を加工により形成して、溝付きガラス板を準備する工程；一方の溝付きガラス板のＶ溝内に光ファイバ芯線及びガイドパイプをそれぞれ配置して、他方のＶ溝付きガラス板で一方の溝付きガラス板を覆って、２つの溝付きガラス板を接着剤で固着する工程；接着された溝付きガラス板の端面及び光ファイバの端面を一緒に研磨して、光コネクタのための平坦な端面を形成する工程を備える。より具体的には、上記のような簡易な工程を通して、機械的に強固な光コネクタを製造できる。

上記の工程においては、溝付きガラス板のＶ溝内に光ファイバ芯線及びガイドパイプを入れて光ファイバ芯線及びガイドパイプを挟み込む際に、ガイドパイプの端部は、溝付きガラス板の縁から約０．１〜０．３μｍ程度の値で突き出すことが良い。また、光ファイバの端部は、溝付きガラス板の縁から約０．１〜０．３μｍ程度の値で突き出すことが良い。これらの突出により、溝付きガラス板のガラス面を接着するための接着剤を塗布する際に、当該接着剤が、光ファイバ芯線の端及びガイドパイプの端に付着することを防ぐことができる。突出した光ファイバ芯線及びガイドパイプの端部を溝付きガラス板と一緒に研磨して、光コネクタのための平坦な端面を形成することができる。光ファイバ芯線及びガイドパイプの端部の位置決めに加えて、平坦な端面を得ることができる。必要な場合には、研磨面は、光ファイバの延伸方向に対して垂直な面として形成されることができ、或いは垂直面から６度〜８度程度の角度で傾いた面として形成されることができる。また、研磨によれば、平坦面だけでなく、僅かに突状の曲面を形成することもできる。

なお、溝付きガラス板のＶ溝は、両方のガラス板でなく一方のガラス板に形成するようにしてもよい。ホルダにおいて光ファイバ及びガイドパイプが配列される配列面を基準に上下対称に光ファイバ用のＶ溝およびガイドパイプ用のＶ溝を備える２つホルダ用ガラス部材を説明したけれども、Ｖ溝は片方のガラス部材に形成されると共に他方のガラス部材には溝形成の加工を行わないようにしてもよい。

このような形態においても、Ｖ溝付きガラス部材の貼り付け用接着剤の分量を十分使用できることにより、Ｖ溝付きガラス部材の貼り付け強度を増すことができる。また、ガイドパイプにガイドピンを挿入するので、ガイドピンの挿入時に生じる可能性があるピンの軸ずれに起因する力が、ガラス部材を備えるホルダに直接に加わらない。これ故に、Ｖ溝の底を起点に生じるガラス部材の板割れの発生を抑制できる。

以上説明したように、２つのガラス部材のＶ溝に光ファイバ素線が接触するよう、２つのガラス部材の接続面は互いに接触することになく、接着前においては、２つのガラス部材のうちの一方は他方に光ファイバを介して支持されている。光ファイバを介する支持によって形成される隙間に接着部材が設けられて、２つのガラス部材が固定される。これらの距離の大きさは、数μｍ〜数十μｍと小さいので、大きな粘性の接着剤を用いてこれらの間隙を埋めることは容易ではないけれども、大きな粘性の接着剤は、塗布された接着剤が、塗布した場所から広がり難いという利点を有する。接着部材の粘性に関係なく、２つのガラス部材を確実に貼り合わせることが求められる。ガイドパイプの利用は、この点において技術的な寄与を提供できる。

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ガイドピン挿入の妨げを防止できる光学デバイスが提供される。

１１…光学デバイス、１３…光ファイバ、１５…ガイドパイプ、１７…ホルダ、１７ａ…一端面、１７ｂ…他端面、１７ｃ…支持部、１７ｄ…ガイド部、１９…第１部材、２１…第２部材、２３…接着部材。

Claims (5)

1. 光学デバイスであって、
   一又は複数の光ファイバと、
   ガイドパイプと、
   一端面、他端面、前記一端面に向けて前記他端面から延在し前記光ファイバを支持する支持部、及び前記一端面に向けて前記他端面から延在し前記ガイドパイプを支持するガイド部を含むホルダと、
   を備え、
   前記ホルダは、第１部材及び第２部材を含み、前記光ファイバ及び前記ガイドパイプは、前記第１部材と前記第２部材との間に位置し、前記ホルダは、前記第１部材と前記第２部材とを互いに接着する接着部材を備え、
   前記第１部材の前記支持部は、前記光ファイバを支持する第１側面及び第２側面を有し、
   前記光ファイバの一端は前記他端面に位置する、光学デバイス。
2. 前記光ファイバは、石英製のシングルモード光ファイバを含み、
   前記第１部材及び前記第２部材は、ガラス製である、請求項１に記載された光学デバイス。
3. 前記光ファイバは、前記ホルダ内に延在する第１部分と、前記ホルダの前記一端面から延出する第２部分とを含む、請求項１又は請求項２に記載された光学デバイス。
4. 前記光ファイバは、前記ホルダの前記他端面から前記ホルダの前記一端面まで延在する、請求項１又は請求項２に記載された光学デバイス。
5. 前記ガイドパイプは金属製である、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された光学デバイス。

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