JP3748065B2 - 光ファイバアレイ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光部品や平面導波路との接続に用いられる基板に、単芯または多芯の光ファイバを取付固定した光ファイバアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信システムにおいて、光部品、平面導波路等に光ファイバを接続するのに光ファイバアレイを用いている。光ファイバアレイは、通常、単芯または多芯の光ファイバ端部を位置決めするＶ溝を設けたアレイ基板を備えており、また、光ファイバをＶ溝内に押える押え部材を備えている。光ファイバアレイは、光ファイバをＶ溝で位置決めした後、接着剤等を用いて光ファイバをアレイ基板に接着固定し、光ファイバの端面が露出する前端部を光ファイバとともに研磨処理している。
【０００３】
また、近年、通常のシングルモード光ファイバとは異なるモードフィールド径（通常より小さいモードフィールド径）をもつ平面導波路（ＰＬＣ）等との接続が求められている。この場合、平面導波路には、モードフィールド径の小さい光ファイバで結合し、線路側は通常のモードフィールド径を有する光ファイバとする形態がある。平面導波路との結合に用いられる光ファイバアレイにおいて、通常のモードフィールド径を有する光ファイバの先端に、モードフィールド径の小さい光ファイバを融着接続して使用される。
【０００４】
光ファイバのモードフィールド径が異なる前記の高機能光ファイバと、通常のシングルモード光ファイバとの接続で、両者を単に融着接続したのみでは実用的な接続損失が得るのが難しい。このため、融着接続部を融着加熱に引き続いて、追加加熱処理し、コア部に添加されているドーパントをクラッド部に熱拡散させ、モードフィールド径を局所的に拡大して、接続部のモードフィールド径を一致させ（Thermally Expanded Core 、以下、ＴＥＣという）、接続損失を減じる方法が知られている（例えば、特許第２６１８５００号公報、特開２０００−２７５４７０公報参照）。
【０００５】
図６は、光ファイバアレイを用いて、モードフィールド径の異なるＰＬＣと通常のシングルモード光ファイバを接続する一般的な一例を示す図である。図中、１、１ａ、１ｂは光ファイバ、２はファイバ被覆、３は裸ファイバ部、４は光ファイバアレイ、５はアレイ基板、６は押え部材、７はＶ溝、８，９は接着剤、１０は接続部、１６は保護部材を示す。
【０００６】
光ファイバ１は、モードフィールド径が大きい光ファイバ１ａ（通常のシングルモード光ファイバ）の先端に、モードフィールド径が小さい光ファイバ１ｂを融着接続し、この接続部１０を補強部材１６で保護している。接続部１０は、融着接続後に追加加熱等によりＴＥＣ処理が行なわれ、接続損失の低減が図られている。また、光ファイバ１は、単芯または複数の単芯光ファイバを一括被覆した多芯の形で、前方の光ファイバ１ｂ側をアレイ基板５に接着固定する。接続部１０は、補強部材で１６で保護して光ファイバアレイ４の外部に配置される。
【０００７】
融着された接続部１０の補強部材１６は、外形的に光部品並みの大きさを必要とし、光ファイバの取り回しに比較的多くのスペースを必要とする。このため、光通信機器の小型化を困難にし、また、補強部材１６のため使い勝手が悪いという問題がある。
【０００８】
また、光ファイバアレイ４は、アレイ基板５と押え部材６とからなり、アレイ基板５の前部はＶ溝７を設けたファイバ整列部５ａ、後部は台座部５ｂで形成されている。ファイバ整列部５ａのＶ溝７内に接着剤８を流し込み、光ファイバ１ｂの被覆が除去された裸ファイバ部３の前部をＶ溝７に挿入し、押え部材６により押えて位置決めされた状態で接着固定される。
【０００９】
Ｖ溝内の接着剤８の一部は、台座部５ｂ上に流出する形でＶ溝後端から突き出る裸ファイバ部３の後端部を覆う。また、接着剤８の一部は、ファイバ被覆２と台座部５ｂの間にも流れ込んで、裸ファイバ部３の後部とファイバ被覆２の前端部を台座部５ｂ上に接着固定する。さらに、光ファイバ１ｂが光ファイバアレイ４の後端で自由に動くのを規制するために、補強的にファイバ被覆２を接着剤８より軟らかい接着剤９を用いて、台座部５ｂの後端部に接着固定している。
【００１０】
上述の光ファイバアレイの構成で、アレイ基板５の後部エッジ５ｃに光ファイバ１が接触し、曲げ等により断線したり、温度変化により損失増加することがある。そこで、後部エッジ５ｃの部分をテーパー状の滑らかな面に加工して、光ファイバ１との接触状態を緩和し、これらの問題を回避するようにしている。
【００１１】
しかし、アレイ基板５は、シリコン、パイレックスガラス、ジルコニア、セラミックス等の各種ウエハーで形成されているので、テーパー面の形成にはダイサー加工のような精度のよい研削加工で行なっている。この研削には特殊で精度のよいブレードを使用し、高度な加工精度が必要とされている。また、テーパー面を研磨により形成する方法もあるが、加工時間と手間を要する作業となる。この他、成型で形成する方法も考えられるが、アレイ基板材料によっては成型が難しくなるという問題がある。
【００１２】
また、光ファイバ１の接着固定で、裸ファイバ部３の全体を覆う接着剤８に、比較的ヤング率が大きい（硬い）接着樹脂が用いられると、低温において光ファイバの損失増加が生じることが知られている。この原因としては、低温で接着樹脂が熱収縮し、光ファイバをアレイ基板側に引張るものと考えられる。また、ファイバ被覆２に塗布される接着剤９は、接着剤８よりは軟らかい接着樹脂が用いられている。そして、接着剤８は、ファイバ被覆２の部分にはあまり塗布されていないことから、引張荷重はファイバ被覆が除去された裸ファイバ部３の部分にかかることになり、引張荷重に対して弱く、光ファイバ１の長手方向に引張荷重が加わった際に、裸ファイバ部３で破断されやすいという問題がある。
【００１３】
また、裸ファイバ部３の全体を覆う接着剤８に、比較的ヤング率が小さい（軟らかい）接着樹脂が用いられると、ファイバ被覆に塗布される接着剤９と合わせても、引張荷重に対しては全体的に弱くなる。すなわち、図６に示すように、２種類以下の接着樹脂で光ファイバアレイ４に光ファイバ１を接着固定する構成では、温度変化による伝送損失増加を抑え、かつ所定の引張荷重に対して満足させることは困難である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバアレイの後方の融着接続部の保護部材によるスペースの問題を解消し、光ファイバの曲げや引張荷重に強く、温度変化に対して伝送損失増加を小さく抑えることができる光ファイバアレイを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバアレイは、Ｖ溝を設けたアレイ基板に単芯または多芯の光ファイバを載置し、Ｖ溝にファイバ被覆を除去した裸ファイバ部を入れ、押え部材で押えて接着固定してなる光ファイバアレイであって、裸ファイバ部にモードフィールド径が異なりモードフィールド変換部を有する異種光ファイバを含み、異種光ファイバの接続部がアレイ基板上に配置されている光ファイバアレイにおいて、前記Ｖ溝内で前記裸ファイバ部の前部を硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の第１の接着剤で固定し、前記アレイ基板の後端部で前記光ファイバの前記ファイバ被覆を硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で硬化前の粘度が前記第１の接着剤より大きい第２の接着剤で固定し、前記第１の接着剤と前記第２の接着剤の間の前記裸ファイバ部を覆って前記第１の接着剤より硬化後のヤング率が小さい第３の接着剤で固定したことを特徴とする。また、アレイ基板の後部エッジを跨ぐ光ファイバの被覆部に、可撓性を有する保護部材を設ける。さらに、アレイ基板上に硬化後のヤング率、硬化前の粘度が異なる３種類の接着剤を用いて光ファイバを接着固定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１および図２により、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による光ファイバアレイの基本形態を示し、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）はモードフィールド径の異なる光ファイバの種々の接続形態を示す。図中、１は光ファイバ、２はファイバ被覆、３は裸ファイバ部、３ａ，３ｂは裸ファイバ、４は光ファイバアレイ、５はアレイ基板、５ａはファイバ整列部、５ｂは台座部、６は押え部材、７はＶ溝、１０は接続部、１０ａは太り部、１１は第１の接着剤、１２は第２の接着剤、１３は第３の接着剤、２０ａ，２０ｂはクラッド部、２１ａ，２１ｂはコア部、２２ａ，２２ｂはモードフィールド変換部を示す。
【００１７】
図１に示す光ファイバアレイ４の形状自体は、図６で説明したのとほぼ同様で、アレイ基板５と押え部材６とからなり、アレイ基板５の前部はファイバ整列部５ａ、後部は平坦な上面を有する台座部５ｂで形成されている。ファイバ整列部５ａには、ファイバ被覆２を除去した裸ファイバ部３を整列して位置決めするＶ溝７が設けられている。
【００１８】
アレイ基板５上の裸ファイバ部３は、図２に示すように、ファイバ被覆２が除去された裸ファイバ３ａの先端に、裸ファイバ３ａとは異なる種類の裸ファイバ３ｂを接続した形態とする。裸ファイバ３ａは、例えば、通常のシングルモード光ファイバで、クラッド部２０ａとコア部２１ａからなり、コア部２１ａのモードフィールド径が１０μｍ前後のものが用いられる。裸ファイバ３ｂは、例えば、コア部にドープ材を高濃度で添加した高機能光ファイバで、クラッド部２０ｂとコア部２１ｂからなり、コア部２１ｂのモードフィールド径が５μｍ前後のものが用いられる。
【００１９】
裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとの接続部１０は、物理的に突き合わせるか、または、融着により形成される。接続部１０でのモードフィールド径の違いによる接続損失の増加を抑えるため、接続部１０を追加加熱してＴＥＣ処理する。このＴＥＣ処理により、裸ファイバ３ａ，３ｂのコア部２１ａ，２１ｂが、クラッド部２０ａ，２０ｂ側に熱拡散して、モードフィールド変換部２２ａ，２２ｂが形成され、双方のモードフィールド径を一致ないし近似させることができる。
【００２０】
図２（Ａ）で示すように、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとを突き合わせて接続する場合は、裸ファイバ３ｂ側の途中部分を予めＴＥＣ処理し、この後、ＴＥＣ部分の中央部をカットすることにより、接続端を裸ファイバ３ａ側のモードフィールド径に合わせる。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）で示すように、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとを融着により接続する場合は、融着接続した後に接続部１０を追加加熱でＴＥＣ処理する。これらのＴＥＣ処理については、例えば、特許第２６１８５００号公報で開示されている。なお、融着接続する方法によって、図２（Ｂ）のように、接続部１０の外径が裸ファイバ外径に太り部が生じない場合と、図２（Ｃ）のように、接続部１０の外径が裸ファイバ外径に対して太り部１０ａを生じる場合がある。
【００２１】
図１に戻って、光ファイバ１をアレイ基板５に接着固定する構成について説明する。図１では、光ファイバ１の裸ファイバ部３は、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂからなり、その接続部１０は、図２（Ａ）または図２（Ｂ）に示すように、太り部がないような場合の例を示している。この例では、接続部１０がアレイ基板５のＶ溝７内に位置するように裸ファイバ部３を載置し、押え部材６により押えて位置決めされる。また、接続部１０は、Ｖ溝７内で接着剤に接着固定され保護、補強される。ファイバ被覆２の先端部分は、アレイ基板５の台座部５ｂ上に載置し、Ｖ溝７の後端とファイバ被覆２との間の裸ファイバ部分は、台座部５ｂから浮いた形で載置される。なお、接続部１０がＶ溝内にあって押え部材６で押えられていない構成もある。
【００２２】
Ｖ溝７と押え部材６で位置決めされる裸ファイバ部３を第１の接着剤１１で接着固定し、ファイバ被覆２の先端部分を第２の接着剤１２で台座部５ｂ上に接着固定し、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を第３の接着剤１３で接着固定する。第１の接着剤１１には、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で比較的硬く、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の比較的小さい接着樹脂を用いる。第２の接着剤１２には、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で第１の接着剤１１と同様に比較的硬いが、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓを越える第１の接着剤１１より比較的大きい接着樹脂を用いる。また、第３の接着剤１３には、ヤング率が５００ＭＰａ未満で第１の接着剤１１より比較的軟らかい接着樹脂を用いる。
【００２３】
上述の第１の接着剤１１は、粘性が比較的小さいことから裸ファイバ部３はＶ溝７に整合しやすく押え部材６により正確に位置決めすることができる。そして、硬化後のヤング率が大きいので、裸ファイバ部３をしっかり接着固定することができる。第２の接着剤１２は、先端部のファイバ被覆２に塗布された際に、あまり粘性が小さいと流れてしまうため、第１の接着剤１１よりは粘度が大きくされ、ファイバ被覆２を覆うようにして確実に塗布することができる。また、硬化後のヤング率が第１の接着剤１１と同様に大きいことから、ファイバ被覆２の先端部をアレイ基板５の後端部にしっかり接着固定することができる。
【００２４】
したがって、第１の接着剤１１による裸ファイバ部３の固定で、光ファイバ１の長手方向の引張荷重に対して、ファイバ被覆２の接着部分に応力集中が生じないようにすることができる。また、第２の接着剤１２によるファイバ被覆２の固定で、光ファイバ１の移動を制限するとともに、裸ファイバ部３の接着部分に応力集中が生じず、第１の接着剤１１と第２の接着剤１２と合わせて、光ファイバ１の長手方向の引張荷重に対して、十分な耐力を持たせることができる。
【００２５】
第３の接着剤１３は、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を覆って塗布され、この部分の保護と接着固定の行なうが、第１および第２の接着剤より比較的軟らかいヤング率が小さいものが用いられている。したがって、低温になったときに第３の接着剤１３の熱収縮等が軽減され、裸ファイバ部３に歪みを与える程度が小さくでき、伝送損失の増加を低減させることができる。
【００２６】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとを融着した接続部１０に、図２（Ｃ）に示すように太り部１０ａがある場合の例を示す図である。図中の符号は、図１と同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００２７】
図３（Ａ）に示す例は、接続部１０をＶ溝７の外の台座部５ｂ上に浮いた状態で配置し、第３の接着剤１３で覆って台座部５ｂ上に接着固定する。Ｖ溝７には、裸ファイバ３ｂのみが載置されて位置決めされ、第１の接着剤１１により接着固定される。接続部１０の保護と補強は、軟質の第３の接着剤１３により行なわれる。
【００２８】
図３（Ｂ）に示す例は、Ｖ溝７の後方の途中部分にＶ溝のない逃げ部７ａを形成して、この逃げ部７ａに接続部１０が位置するように配置する。逃げ部７ａの上方は、押え部材６で押えないが、接続部１０は両側をＶ溝内で支持され、第３の接着剤１３により保護と補強が行なわれる。この例は、図３（Ａ）の例と比べ、接続部１０の直線性を維持し、安定した状態で接着固定することができる。
【００２９】
図３（Ｃ）に示す例は、Ｖ溝７の途中部分で、Ｖ溝のない逃げ部７ａを形成し、また、押え部材６側にも逃げ部７ａと対抗する位置に逃げ部６ａを形成し、逃げ部６ａと７ａで形成される間隙に接続部１０が位置するように配置する。接続部１０は、逃げ部６ａと７ａで形成される間隙内で、Ｖ溝７に塗布される第１の接着剤１１により保護と補強が行なわれる。この例は、図３（Ａ），図３（Ｂ）の例と比べて、接続部１０の両側をＶ溝７と押え部材６で位置決めされ、かつ第１の接着剤１１で直接固定されるので、引張荷重に対する強度を高めることができる。
【００３０】
また、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の例で示すように、アレイ基板５の後部エッジ部分をテーパー状の滑らかな面５ｅ（点線で示す）で形成し、光ファイバ１と後部エッジとの接触状態を緩和するようにしてもよい。これにより、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジによる損傷を受けたり、また、光ファイバアレイ４の下方に極端に屈曲されるのを緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。
【００３１】
図４および図５は、アレイ基板の後部エッジと光ファイバの接触を保護部材を用いて緩和する例を示す図である。図４は予め形成したチューブ状の保護部材を用いる例を示し、図５（Ａ）は保護部材を裸ファイバ部を含むようにファイバ被覆上に成型により形成する例を示し、図５（Ｂ）は保護部材をファイバ被覆上に成型により形成する例を示す。図中、１４，１５は保護部材を示し、他の符号は図１で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００３２】
また、図４および図５では、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂの接続部１０は、図３（Ａ）で示したＶ溝７の後方の台座部５ｂ上に浮いた状態で配置し、第３の接着剤１３で覆って台座部５ｂ上に接着固定する例で示してある。しかし、図１および図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示す構成や形態に対しても適用することができるものである。
【００３３】
図４において、チューブ状の保護部材１４は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐファイバ被覆部分に設けられ、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジ５ｃに直接接触するのを緩和する。チューブ状の保護部材１４は、予め形成された後に光ファイバ１に装着して設けられ、ファイバ被覆２に接着固定してアレイ基板５に搭載される。しかし、チューブ状の保護部材１４をアレイ基板５の後端部上に予め接着剤で固定した後、光ファイバ１を保護部材１４のチューブ内に挿通させるようにしてもよい。
【００３４】
チューブ状の保護部材１４は、ゴムまたはシリコン、ナイロン樹脂等の可撓性で湾曲可能な材料で形成される。保護部材１４の装着位置は、ファイバ被覆２の先端に保護部材１４により覆われない部分が生じるように、わずかな距離（例えば、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度）を残して装着される。また、保護部材１４は、アレイ基板５の後端からある程度の突き出し量（例えば、３ｍｍ〜５ｍｍ程度が望ましい）を有する長さで形成される。また、保護部材１４は、アレイ基板５の台座部５ｂに設けた段部５ｄの肩に、先端を突き当てることで取付の位置決めを行なうことができる。
【００３５】
保護部材１４は、保護部材１４とファイバ被覆２との間隙部の一部あるいは全部を満たすように接着剤を注入して、光ファイバ１に接着一体化される。この接着剤は第２の接着剤と同じでもよいが異なっていてもよい。また、保護部材１４は、単芯の光ファイバ１に個別に装着されるように構成してもよく、また、複数本の光ファイバ１を扁平状の保護部材１４で一括して装着する構成であってもよい。
【００３６】
図４の構成においても、図１の場合と同様に、Ｖ溝７で位置決めされる裸ファイバ部３を第１の接着剤１１で接着固定し、ファイバ被覆２の先端部分を第２の接着剤１２で台座部５ｂ上に接着固定し、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を第３の接着剤１３で接着固定する。第１の接着剤１１は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で比較的硬く、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の比較的小さい接着樹脂が用いられる。第２の接着剤１２は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で第１の接着剤１１と同様に比較的硬いが、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓを越える第１の接着剤１１より比較的大きい接着樹脂が用いられる。また、第３の接着剤１３は、ヤング率が５００ＭＰａ未満で第１の接着剤１１より比較的軟らかい接着樹脂が用いられる。
【００３７】
アレイ基板５にファイバ被覆２を接着固定する第２の接着剤１２は、保護部材１４の先端から突き出ているファイバ被覆２の一部とアレイ基板５上に載置されている保護部材１４の一部を覆うように塗布される。これにより、図１の場合と同様に、光ファイバ１の長手方向における引張荷重がＶ溝７に接着されている裸ファイバ部３に直接及ぶのを緩和する。
【００３８】
保護部材１４は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐように位置して、光ファイバ１が直接接触するのを緩和するクッションとなる。また、図３のように、アレイ基板５の後部エッジを滑らかな面で加工しなくても、光ファイバ１がエッジによる損傷を受けたり、また、光ファイバアレイ４の下方に屈曲されるのを緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。
【００３９】
図５（Ａ）に示す例では、保護部材１５は、光ファイバ１のファイバ被覆２の端部分と裸ファイバ部３の一部を覆うように、成形型を用いた成形により形成される。保護部材１５は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐ部分に設けられ、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジ５ｃに直接接触するのを緩和する。
【００４０】
図５（Ｂ）に示す例では、保護部材１５は、光ファイバ１のファイバ被覆２の端部分外周に、被覆先端がわずかに突き出る（例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度）ように、成形型を用いた成形により形成される。保護部材１５は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐ部分に設けられ、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジ５ｃに直接接触するのを緩和する。
【００４１】
保護部材１５は、ゴムまたはシリコン、ナイロン樹脂等の可撓性の湾曲可能な材料で形成される。また、ファイバ被覆２との密着性がよく破断伸びが大きいものが望ましい。保護部材１５は、アレイ基板５の後端からある程度の突き出し量（例えば、３ｍｍ〜５ｍｍ程度が望ましい）を有するように形成される。この突き出し部分１５ａは、テーパー状に成形して曲げに対する応力緩和を図るのが好ましい。保護部材１５は、アレイ基板５の台座部５ｂに設けた段部５ｄの肩に、先端を突き当てることで、取付の位置決めを行なうことができる。
【００４２】
図５の構成においても、図１の場合と同様に、Ｖ溝７で位置決めされる裸ファイバ部３を第１の接着剤１１で接着固定し、ファイバ被覆２の先端部分を第２の接着剤１２で台座部５ｂ上に接着固定し、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を第３の接着剤１３で接着固定する。第１の接着剤１１は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で比較的硬く、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の比較的小さい接着樹脂が用いられる。第２の接着剤１２は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で第１の接着剤１１と同様に比較的硬いが、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓを越える第１の接着剤１１より比較的大きい接着樹脂が用いられる。また、第３の接着剤１３は、ヤング率が５００ＭＰａ未満で第１の接着剤１１より比較的軟らかい接着樹脂が用いられる。
【００４３】
アレイ基板５にファイバ被覆２を接着固定する第２の接着剤１２は、図５（Ａ）においては、アレイ基板５上に載置されている保護部材１５を覆うように塗布される。また、図５（Ｂ）においては、保護部材１５の先端から露出し突き出ているファイバ被覆２の一部とアレイ基板５上に載置されている保護部材１５の一部を覆うように塗布される。これにより、図１の場合と同様に、光ファイバ１の長手方向における引張荷重がＶ溝７に接着されている裸ファイバ部３に直接及ぶのを緩和する。
【００４４】
保護部材１５は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐように位置して、光ファイバ１が直接接触するのを緩和するクッションとなる。また、図３のように、アレイ基板５の後部エッジを滑らかな面で加工しなくても、光ファイバ１が後部エッジによる損傷を受けたり、また、光ファイバアレイ４の下方に屈曲されるのを緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。しかし、保護部材１４または１５を用いた場合であっても、図３と同様に、アレイ基板５の後部エッジをテーパー状または円弧状の滑らかな面で形成してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光ファイバアレイ内にモードフィールド径の異なる異種光ファイバおよびその接続部を内蔵させることができ、機器内の少ないスペースでの取り回しが容易となり、機器を小型化することができる。また、光ファイバアレイの後部エッジでの接触を保護部材により緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。さらに、光ファイバアレイに硬化後のヤング率、硬化前の粘度が異なる３種類の接着剤を用いて光ファイバを接着固定することにより、引張荷重に強く、温度変化に対して伝送損失増加を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明で用いるモードフィールド径の異なる光ファイバの接続形態を説明する図である。
【図３】本発明で、光ファイバの融着による接続部に太り部がある場合の例を示す図である。
【図４】本発明でスリーブ状の保護部材を用いる例を示す図である。
【図５】本発明で成型により形成する保護部材を用いる例を示す図である。
【図６】従来の光ファイバアレイの構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ、２…ファイバ被覆、３…裸ファイバ部、３ａ，３ｂ…裸ファイバ、４…光ファイバアレイ、５…アレイ基板、５ａ…ファイバ整列部、５ｂ…台座部、５ｃ…後部エッジ、５ｄ…段部、５ｅ…滑らかな面、６…押え部材、６ａ…逃げ部、７…Ｖ溝、７ａ…逃げ部、１０…接続部、１０ａ…太り部、１１…第１の接着剤、１２…第２の接着剤、１３…第３の接着剤、１４，１５保護部材、２０ａ，２０ｂ…クラッド部、２１ａ，２１ｂ…コア部、２２ａ，２２ｂ…モードフィールド変換部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光部品や平面導波路との接続に用いられる基板に、単芯または多芯の光ファイバを取付固定した光ファイバアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信システムにおいて、光部品、平面導波路等に光ファイバを接続するのに光ファイバアレイを用いている。光ファイバアレイは、通常、単芯または多芯の光ファイバ端部を位置決めするＶ溝を設けたアレイ基板を備えており、また、光ファイバをＶ溝内に押える押え部材を備えている。光ファイバアレイは、光ファイバをＶ溝で位置決めした後、接着剤等を用いて光ファイバをアレイ基板に接着固定し、光ファイバの端面が露出する前端部を光ファイバとともに研磨処理している。
【０００３】
また、近年、通常のシングルモード光ファイバとは異なるモードフィールド径（通常より小さいモードフィールド径）をもつ平面導波路（ＰＬＣ）等との接続が求められている。この場合、平面導波路には、モードフィールド径の小さい光ファイバで結合し、線路側は通常のモードフィールド径を有する光ファイバとする形態がある。平面導波路との結合に用いられる光ファイバアレイにおいて、通常のモードフィールド径を有する光ファイバの先端に、モードフィールド径の小さい光ファイバを融着接続して使用される。
【０００４】
光ファイバのモードフィールド径が異なる前記の高機能光ファイバと、通常のシングルモード光ファイバとの接続で、両者を単に融着接続したのみでは実用的な接続損失が得るのが難しい。このため、融着接続部を融着加熱に引き続いて、追加加熱処理し、コア部に添加されているドーパントをクラッド部に熱拡散させ、モードフィールド径を局所的に拡大して、接続部のモードフィールド径を一致させ（Thermally Expanded Core 、以下、ＴＥＣという）、接続損失を減じる方法が知られている（例えば、特許第２６１８５００号公報、特開２０００−２７５４７０公報参照）。
【０００５】
図６は、光ファイバアレイを用いて、モードフィールド径の異なるＰＬＣと通常のシングルモード光ファイバを接続する一般的な一例を示す図である。図中、１、１ａ、１ｂは光ファイバ、２はファイバ被覆、３は裸ファイバ部、４は光ファイバアレイ、５はアレイ基板、６は押え部材、７はＶ溝、８，９は接着剤、１０は接続部、１６は保護部材を示す。
【０００６】
光ファイバ１は、モードフィールド径が大きい光ファイバ１ａ（通常のシングルモード光ファイバ）の先端に、モードフィールド径が小さい光ファイバ１ｂを融着接続し、この接続部１０を補強部材１６で保護している。接続部１０は、融着接続後に追加加熱等によりＴＥＣ処理が行なわれ、接続損失の低減が図られている。また、光ファイバ１は、単芯または複数の単芯光ファイバを一括被覆した多芯の形で、前方の光ファイバ１ｂ側をアレイ基板５に接着固定する。接続部１０は、補強部材で１６で保護して光ファイバアレイ４の外部に配置される。
【０００７】
融着された接続部１０の補強部材１６は、外形的に光部品並みの大きさを必要とし、光ファイバの取り回しに比較的多くのスペースを必要とする。このため、光通信機器の小型化を困難にし、また、補強部材１６のため使い勝手が悪いという問題がある。
【０００８】
また、光ファイバアレイ４は、アレイ基板５と押え部材６とからなり、アレイ基板５の前部はＶ溝７を設けたファイバ整列部５ａ、後部は台座部５ｂで形成されている。ファイバ整列部５ａのＶ溝７内に接着剤８を流し込み、光ファイバ１ｂの被覆が除去された裸ファイバ部３の前部をＶ溝７に挿入し、押え部材６により押えて位置決めされた状態で接着固定される。
【０００９】
Ｖ溝内の接着剤８の一部は、台座部５ｂ上に流出する形でＶ溝後端から突き出る裸ファイバ部３の後端部を覆う。また、接着剤８の一部は、ファイバ被覆２と台座部５ｂの間にも流れ込んで、裸ファイバ部３の後部とファイバ被覆２の前端部を台座部５ｂ上に接着固定する。さらに、光ファイバ１ｂが光ファイバアレイ４の後端で自由に動くのを規制するために、補強的にファイバ被覆２を接着剤８より軟らかい接着剤９を用いて、台座部５ｂの後端部に接着固定している。
【００１０】
上述の光ファイバアレイの構成で、アレイ基板５の後部エッジ５ｃに光ファイバ１が接触し、曲げ等により断線したり、温度変化により損失増加することがある。そこで、後部エッジ５ｃの部分をテーパー状の滑らかな面に加工して、光ファイバ１との接触状態を緩和し、これらの問題を回避するようにしている。
【００１１】
しかし、アレイ基板５は、シリコン、パイレックスガラス、ジルコニア、セラミックス等の各種ウエハーで形成されているので、テーパー面の形成にはダイサー加工のような精度のよい研削加工で行なっている。この研削には特殊で精度のよいブレードを使用し、高度な加工精度が必要とされている。また、テーパー面を研磨により形成する方法もあるが、加工時間と手間を要する作業となる。この他、成型で形成する方法も考えられるが、アレイ基板材料によっては成型が難しくなるという問題がある。
【００１２】
また、光ファイバ１の接着固定で、裸ファイバ部３の全体を覆う接着剤８に、比較的ヤング率が大きい（硬い）接着樹脂が用いられると、低温において光ファイバの損失増加が生じることが知られている。この原因としては、低温で接着樹脂が熱収縮し、光ファイバをアレイ基板側に引張るものと考えられる。また、ファイバ被覆２に塗布される接着剤９は、接着剤８よりは軟らかい接着樹脂が用いられている。そして、接着剤８は、ファイバ被覆２の部分にはあまり塗布されていないことから、引張荷重はファイバ被覆が除去された裸ファイバ部３の部分にかかることになり、引張荷重に対して弱く、光ファイバ１の長手方向に引張荷重が加わった際に、裸ファイバ部３で破断されやすいという問題がある。
【００１３】
また、裸ファイバ部３の全体を覆う接着剤８に、比較的ヤング率が小さい（軟らかい）接着樹脂が用いられると、ファイバ被覆に塗布される接着剤９と合わせても、引張荷重に対しては全体的に弱くなる。すなわち、図６に示すように、２種類以下の接着樹脂で光ファイバアレイ４に光ファイバ１を接着固定する構成では、温度変化による伝送損失増加を抑え、かつ所定の引張荷重に対して満足させることは困難である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバアレイの後方の融着接続部の保護部材によるスペースの問題を解消し、光ファイバの曲げや引張荷重に強く、温度変化に対して伝送損失増加を小さく抑えることができる光ファイバアレイを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバアレイは、Ｖ溝を設けたアレイ基板に単芯または多芯の光ファイバを載置し、Ｖ溝にファイバ被覆を除去した裸ファイバ部を入れ、押え部材で押えて接着固定してなる光ファイバアレイであって、裸ファイバ部にモードフィールド径が異なりモードフィールド変換部を有する異種光ファイバを含み、異種光ファイバの接続部がアレイ基板上に配置されている光ファイバアレイにおいて、前記Ｖ溝内で前記裸ファイバ部の前部を硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の第１の接着剤で固定し、前記アレイ基板の後端部で前記光ファイバの前記ファイバ被覆を硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で硬化前の粘度が前記第１の接着剤より大きい第２の接着剤で固定し、前記第１の接着剤と前記第２の接着剤の間の前記裸ファイバ部を覆って前記第１の接着剤より硬化後のヤング率が小さい第３の接着剤で固定したことを特徴とする。また、アレイ基板の後部エッジを跨ぐ光ファイバの被覆部に、可撓性を有する保護部材を設ける。さらに、アレイ基板上に硬化後のヤング率、硬化前の粘度が異なる３種類の接着剤を用いて光ファイバを接着固定する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１および図２により、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による光ファイバアレイの基本形態を示し、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）はモードフィールド径の異なる光ファイバの種々の接続形態を示す。図中、１は光ファイバ、２はファイバ被覆、３は裸ファイバ部、３ａ，３ｂは裸ファイバ、４は光ファイバアレイ、５はアレイ基板、５ａはファイバ整列部、５ｂは台座部、６は押え部材、７はＶ溝、１０は接続部、１０ａは太り部、１１は第１の接着剤、１２は第２の接着剤、１３は第３の接着剤、２０ａ，２０ｂはクラッド部、２１ａ，２１ｂはコア部、２２ａ，２２ｂはモードフィールド変換部を示す。
【００１７】
図１に示す光ファイバアレイ４の形状自体は、図６で説明したのとほぼ同様で、アレイ基板５と押え部材６とからなり、アレイ基板５の前部はファイバ整列部５ａ、後部は平坦な上面を有する台座部５ｂで形成されている。ファイバ整列部５ａには、ファイバ被覆２を除去した裸ファイバ部３を整列して位置決めするＶ溝７が設けられている。
【００１８】
アレイ基板５上の裸ファイバ部３は、図２に示すように、ファイバ被覆２が除去された裸ファイバ３ａの先端に、裸ファイバ３ａとは異なる種類の裸ファイバ３ｂを接続した形態とする。裸ファイバ３ａは、例えば、通常のシングルモード光ファイバで、クラッド部２０ａとコア部２１ａからなり、コア部２１ａのモードフィールド径が１０μｍ前後のものが用いられる。裸ファイバ３ｂは、例えば、コア部にドープ材を高濃度で添加した高機能光ファイバで、クラッド部２０ｂとコア部２１ｂからなり、コア部２１ｂのモードフィールド径が５μｍ前後のものが用いられる。
【００１９】
裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとの接続部１０は、物理的に突き合わせるか、または、融着により形成される。接続部１０でのモードフィールド径の違いによる接続損失の増加を抑えるため、接続部１０を追加加熱してＴＥＣ処理する。このＴＥＣ処理により、裸ファイバ３ａ，３ｂのコア部２１ａ，２１ｂが、クラッド部２０ａ，２０ｂ側に熱拡散して、モードフィールド変換部２２ａ，２２ｂが形成され、双方のモードフィールド径を一致ないし近似させることができる。
【００２０】
図２（Ａ）で示すように、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとを突き合わせて接続する場合は、裸ファイバ３ｂ側の途中部分を予めＴＥＣ処理し、この後、ＴＥＣ部分の中央部をカットすることにより、接続端を裸ファイバ３ａ側のモードフィールド径に合わせる。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）で示すように、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとを融着により接続する場合は、融着接続した後に接続部１０を追加加熱でＴＥＣ処理する。これらのＴＥＣ処理については、例えば、特許第２６１８５００号公報で開示されている。なお、融着接続する方法によって、図２（Ｂ）のように、接続部１０の外径が裸ファイバ外径に太り部が生じない場合と、図２（Ｃ）のように、接続部１０の外径が裸ファイバ外径に対して太り部１０ａを生じる場合がある。
【００２１】
図１に戻って、光ファイバ１をアレイ基板５に接着固定する構成について説明する。図１では、光ファイバ１の裸ファイバ部３は、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂからなり、その接続部１０は、図２（Ａ）または図２（Ｂ）に示すように、太り部がないような場合の例を示している。この例では、接続部１０がアレイ基板５のＶ溝７内に位置するように裸ファイバ部３を載置し、押え部材６により押えて位置決めされる。また、接続部１０は、Ｖ溝７内で接着剤に接着固定され保護、補強される。ファイバ被覆２の先端部分は、アレイ基板５の台座部５ｂ上に載置し、Ｖ溝７の後端とファイバ被覆２との間の裸ファイバ部分は、台座部５ｂから浮いた形で載置される。なお、接続部１０がＶ溝内にあって押え部材６で押えられていない構成もある。
【００２２】
Ｖ溝７と押え部材６で位置決めされる裸ファイバ部３を第１の接着剤１１で接着固定し、ファイバ被覆２の先端部分を第２の接着剤１２で台座部５ｂ上に接着固定し、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を第３の接着剤１３で接着固定する。第１の接着剤１１には、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で比較的硬く、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の比較的小さい接着樹脂を用いる。第２の接着剤１２には、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で第１の接着剤１１と同様に比較的硬いが、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓを越える第１の接着剤１１より比較的大きい接着樹脂を用いる。また、第３の接着剤１３には、ヤング率が５００ＭＰａ未満で第１の接着剤１１より比較的軟らかい接着樹脂を用いる。
【００２３】
上述の第１の接着剤１１は、粘性が比較的小さいことから裸ファイバ部３はＶ溝７に整合しやすく押え部材６により正確に位置決めすることができる。そして、硬化後のヤング率が大きいので、裸ファイバ部３をしっかり接着固定することができる。第２の接着剤１２は、先端部のファイバ被覆２に塗布された際に、あまり粘性が小さいと流れてしまうため、第１の接着剤１１よりは粘度が大きくされ、ファイバ被覆２を覆うようにして確実に塗布することができる。また、硬化後のヤング率が第１の接着剤１１と同様に大きいことから、ファイバ被覆２の先端部をアレイ基板５の後端部にしっかり接着固定することができる。
【００２４】
したがって、第１の接着剤１１による裸ファイバ部３の固定で、光ファイバ１の長手方向の引張荷重に対して、ファイバ被覆２の接着部分に応力集中が生じないようにすることができる。また、第２の接着剤１２によるファイバ被覆２の固定で、光ファイバ１の移動を制限するとともに、裸ファイバ部３の接着部分に応力集中が生じず、第１の接着剤１１と第２の接着剤１２と合わせて、光ファイバ１の長手方向の引張荷重に対して、十分な耐力を持たせることができる。
【００２５】
第３の接着剤１３は、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を覆って塗布され、この部分の保護と接着固定の行なうが、第１および第２の接着剤より比較的軟らかいヤング率が小さいものが用いられている。したがって、低温になったときに第３の接着剤１３の熱収縮等が軽減され、裸ファイバ部３に歪みを与える程度が小さくでき、伝送損失の増加を低減させることができる。
【００２６】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂとを融着した接続部１０に、図２（Ｃ）に示すように太り部１０ａがある場合の例を示す図である。図中の符号は、図１と同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００２７】
図３（Ａ）に示す例は、接続部１０をＶ溝７の外の台座部５ｂ上に浮いた状態で配置し、第３の接着剤１３で覆って台座部５ｂ上に接着固定する。Ｖ溝７には、裸ファイバ３ｂのみが載置されて位置決めされ、第１の接着剤１１により接着固定される。接続部１０の保護と補強は、軟質の第３の接着剤１３により行なわれる。
【００２８】
図３（Ｂ）に示す例は、Ｖ溝７の後方の途中部分にＶ溝のない逃げ部７ａを形成して、この逃げ部７ａに接続部１０が位置するように配置する。逃げ部７ａの上方は、押え部材６で押えないが、接続部１０は両側をＶ溝内で支持され、第３の接着剤１３により保護と補強が行なわれる。この例は、図３（Ａ）の例と比べ、接続部１０の直線性を維持し、安定した状態で接着固定することができる。
【００２９】
図３（Ｃ）に示す例は、Ｖ溝７の途中部分で、Ｖ溝のない逃げ部７ａを形成し、また、押え部材６側にも逃げ部７ａと対抗する位置に逃げ部６ａを形成し、逃げ部６ａと７ａで形成される間隙に接続部１０が位置するように配置する。接続部１０は、逃げ部６ａと７ａで形成される間隙内で、Ｖ溝７に塗布される第１の接着剤１１により保護と補強が行なわれる。この例は、図３（Ａ），図３（Ｂ）の例と比べて、接続部１０の両側をＶ溝７と押え部材６で位置決めされ、かつ第１の接着剤１１で直接固定されるので、引張荷重に対する強度を高めることができる。
【００３０】
また、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の例で示すように、アレイ基板５の後部エッジ部分をテーパー状の滑らかな面５ｅ（点線で示す）で形成し、光ファイバ１と後部エッジとの接触状態を緩和するようにしてもよい。これにより、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジによる損傷を受けたり、また、光ファイバアレイ４の下方に極端に屈曲されるのを緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。
【００３１】
図４および図５は、アレイ基板の後部エッジと光ファイバの接触を保護部材を用いて緩和する例を示す図である。図４は予め形成したチューブ状の保護部材を用いる例を示し、図５（Ａ）は保護部材を裸ファイバ部を含むようにファイバ被覆上に成型により形成する例を示し、図５（Ｂ）は保護部材をファイバ被覆上に成型により形成する例を示す。図中、１４，１５は保護部材を示し、他の符号は図１で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００３２】
また、図４および図５では、裸ファイバ３ａと裸ファイバ３ｂの接続部１０は、図３（Ａ）で示したＶ溝７の後方の台座部５ｂ上に浮いた状態で配置し、第３の接着剤１３で覆って台座部５ｂ上に接着固定する例で示してある。しかし、図１および図３（Ｂ），図３（Ｃ）に示す構成や形態に対しても適用することができるものである。
【００３３】
図４において、チューブ状の保護部材１４は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐファイバ被覆部分に設けられ、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジ５ｃに直接接触するのを緩和する。チューブ状の保護部材１４は、予め形成された後に光ファイバ１に装着して設けられ、ファイバ被覆２に接着固定してアレイ基板５に搭載される。しかし、チューブ状の保護部材１４をアレイ基板５の後端部上に予め接着剤で固定した後、光ファイバ１を保護部材１４のチューブ内に挿通させるようにしてもよい。
【００３４】
チューブ状の保護部材１４は、ゴムまたはシリコン、ナイロン樹脂等の可撓性で湾曲可能な材料で形成される。保護部材１４の装着位置は、ファイバ被覆２の先端に保護部材１４により覆われない部分が生じるように、わずかな距離（例えば、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度）を残して装着される。また、保護部材１４は、アレイ基板５の後端からある程度の突き出し量（例えば、３ｍｍ〜５ｍｍ程度が望ましい）を有する長さで形成される。また、保護部材１４は、アレイ基板５の台座部５ｂに設けた段部５ｄの肩に、先端を突き当てることで取付の位置決めを行なうことができる。
【００３５】
保護部材１４は、保護部材１４とファイバ被覆２との間隙部の一部あるいは全部を満たすように接着剤を注入して、光ファイバ１に接着一体化される。この接着剤は第２の接着剤と同じでもよいが異なっていてもよい。また、保護部材１４は、単芯の光ファイバ１に個別に装着されるように構成してもよく、また、複数本の光ファイバ１を扁平状の保護部材１４で一括して装着する構成であってもよい。
【００３６】
図４の構成においても、図１の場合と同様に、Ｖ溝７で位置決めされる裸ファイバ部３を第１の接着剤１１で接着固定し、ファイバ被覆２の先端部分を第２の接着剤１２で台座部５ｂ上に接着固定し、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を第３の接着剤１３で接着固定する。第１の接着剤１１は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で比較的硬く、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の比較的小さい接着樹脂が用いられる。第２の接着剤１２は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で第１の接着剤１１と同様に比較的硬いが、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓを越える第１の接着剤１１より比較的大きい接着樹脂が用いられる。また、第３の接着剤１３は、ヤング率が５００ＭＰａ未満で第１の接着剤１１より比較的軟らかい接着樹脂が用いられる。
【００３７】
アレイ基板５にファイバ被覆２を接着固定する第２の接着剤１２は、保護部材１４の先端から突き出ているファイバ被覆２の一部とアレイ基板５上に載置されている保護部材１４の一部を覆うように塗布される。これにより、図１の場合と同様に、光ファイバ１の長手方向における引張荷重がＶ溝７に接着されている裸ファイバ部３に直接及ぶのを緩和する。
【００３８】
保護部材１４は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐように位置して、光ファイバ１が直接接触するのを緩和するクッションとなる。また、図３のように、アレイ基板５の後部エッジを滑らかな面で加工しなくても、光ファイバ１がエッジによる損傷を受けたり、また、光ファイバアレイ４の下方に屈曲されるのを緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。
【００３９】
図５（Ａ）に示す例では、保護部材１５は、光ファイバ１のファイバ被覆２の端部分と裸ファイバ部３の一部を覆うように、成形型を用いた成形により形成される。保護部材１５は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐ部分に設けられ、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジ５ｃに直接接触するのを緩和する。
【００４０】
図５（Ｂ）に示す例では、保護部材１５は、光ファイバ１のファイバ被覆２の端部分外周に、被覆先端がわずかに突き出る（例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度）ように、成形型を用いた成形により形成される。保護部材１５は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐ部分に設けられ、光ファイバ１がアレイ基板５の後部エッジ５ｃに直接接触するのを緩和する。
【００４１】
保護部材１５は、ゴムまたはシリコン、ナイロン樹脂等の可撓性の湾曲可能な材料で形成される。また、ファイバ被覆２との密着性がよく破断伸びが大きいものが望ましい。保護部材１５は、アレイ基板５の後端からある程度の突き出し量（例えば、３ｍｍ〜５ｍｍ程度が望ましい）を有するように形成される。この突き出し部分１５ａは、テーパー状に成形して曲げに対する応力緩和を図るのが好ましい。保護部材１５は、アレイ基板５の台座部５ｂに設けた段部５ｄの肩に、先端を突き当てることで、取付の位置決めを行なうことができる。
【００４２】
図５の構成においても、図１の場合と同様に、Ｖ溝７で位置決めされる裸ファイバ部３を第１の接着剤１１で接着固定し、ファイバ被覆２の先端部分を第２の接着剤１２で台座部５ｂ上に接着固定し、第１の接着剤と第２の接着剤の間の裸ファイバ部３を第３の接着剤１３で接着固定する。第１の接着剤１１は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で比較的硬く、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の比較的小さい接着樹脂が用いられる。第２の接着剤１２は、硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で第１の接着剤１１と同様に比較的硬いが、硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓを越える第１の接着剤１１より比較的大きい接着樹脂が用いられる。また、第３の接着剤１３は、ヤング率が５００ＭＰａ未満で第１の接着剤１１より比較的軟らかい接着樹脂が用いられる。
【００４３】
アレイ基板５にファイバ被覆２を接着固定する第２の接着剤１２は、図５（Ａ）においては、アレイ基板５上に載置されている保護部材１５を覆うように塗布される。また、図５（Ｂ）においては、保護部材１５の先端から露出し突き出ているファイバ被覆２の一部とアレイ基板５上に載置されている保護部材１５の一部を覆うように塗布される。これにより、図１の場合と同様に、光ファイバ１の長手方向における引張荷重がＶ溝７に接着されている裸ファイバ部３に直接及ぶのを緩和する。
【００４４】
保護部材１５は、アレイ基板５の後部エッジ５ｃを跨ぐように位置して、光ファイバ１が直接接触するのを緩和するクッションとなる。また、図３のように、アレイ基板５の後部エッジを滑らかな面で加工しなくても、光ファイバ１が後部エッジによる損傷を受けたり、また、光ファイバアレイ４の下方に屈曲されるのを緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。しかし、保護部材１４または１５を用いた場合であっても、図３と同様に、アレイ基板５の後部エッジをテーパー状または円弧状の滑らかな面で形成してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光ファイバアレイ内にモードフィールド径の異なる異種光ファイバおよびその接続部を内蔵させることができ、機器内の少ないスペースでの取り回しが容易となり、機器を小型化することができる。また、光ファイバアレイの後部エッジでの接触を保護部材により緩和し、断線や伝送損失が増加するのを低減することができる。さらに、光ファイバアレイに硬化後のヤング率、硬化前の粘度が異なる３種類の接着剤を用いて光ファイバを接着固定することにより、引張荷重に強く、温度変化に対して伝送損失増加を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明で用いるモードフィールド径の異なる光ファイバの接続形態を説明する図である。
【図３】本発明で、光ファイバの融着による接続部に太り部がある場合の例を示す図である。
【図４】本発明でスリーブ状の保護部材を用いる例を示す図である。
【図５】本発明で成型により形成する保護部材を用いる例を示す図である。
【図６】従来の光ファイバアレイの構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ、２…ファイバ被覆、３…裸ファイバ部、３ａ，３ｂ…裸ファイバ、４…光ファイバアレイ、５…アレイ基板、５ａ…ファイバ整列部、５ｂ…台座部、５ｃ…後部エッジ、５ｄ…段部、５ｅ…滑らかな面、６…押え部材、６ａ…逃げ部、７…Ｖ溝、７ａ…逃げ部、１０…接続部、１０ａ…太り部、１１…第１の接着剤、１２…第２の接着剤、１３…第３の接着剤、１４，１５保護部材、２０ａ，２０ｂ…クラッド部、２１ａ，２１ｂ…コア部、２２ａ，２２ｂ…モードフィールド変換部。
Claims (11)
- Ｖ溝を設けたアレイ基板に単芯または多芯の光ファイバを載置し、前記Ｖ溝にファイバ被覆を除去した裸ファイバ部を入れ、押え部材で押えて接着固定してなる光ファイバアレイであって、前記裸ファイバ部にモードフィールド径が異なりモードフィールド変換部を有する異種光ファイバを含み、前記異種光ファイバの接続部が前記アレイ基板上に配置されている光ファイバアレイにおいて、前記Ｖ溝内で前記裸ファイバ部の前部を硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で硬化前の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下の第１の接着剤で固定し、前記アレイ基板の後端部で前記光ファイバの前記ファイバ被覆を硬化後のヤング率が５００ＭＰａ以上で硬化前の粘度が前記第１の接着剤より大きい第２の接着剤で固定し、前記第１の接着剤と前記第２の接着剤の間の前記裸ファイバ部を覆って前記第１の接着剤より硬化後のヤング率が小さい第３の接着剤で固定したことを特徴とする光ファイバアレイ。
- 前記異種光ファイバの前記接続部は、融着により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバアレイ。
- 前記モードフィールド変換部は、前記異種光ファイバを融着接続した後に、前記接続部を加熱して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光ファイバアレイ。
- 前記接続部を前記Ｖ溝に接しない後方に配置したことを特徴とする請求項２または３に記載の光ファイバアレイ。
- 前記接続部を前記Ｖ溝に設けた逃げ部に配置したことを特徴とする請求項２または３に記載の光ファイバアレイ。
- 前記アレイ基板の後部エッジを跨ぐ前記ファイバ被覆部分に、可撓性を有する保護部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５に記載の光ファイバアレイ。
- 前記保護部材は、予め形成した後に装着して設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバアレイ。
- 前記保護部材は、成形型により成形して設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光ファイバアレイ。
- 前記保護部材の後部側は、テーパー状に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバアレイ。
- 前記ファイバ被覆の先端が、前記保護部材よりわずかに突き出ていることを特徴とする請求項６〜９に記載の光ファイバアレイ。
- 前記アレイ基板の後部に、前記保護部材が載置される段部が形成されていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
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