CN1251904A - 光纤阵列的制造方法 - Google Patents

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Abstract

将光纤裸线结合在相对配置着的被结合元件上的光纤阵列制造方法,具有排列工序、分离工序和固定工序。在排列工序,采用光纤裸线排列工具将若干光纤裸线进行排列。在分离工序,使平坦部件与被排列的各光纤裸线接触,并且,一边用光纤裸线排列工具和平坦部件挟持住各光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各光纤裸线临时固定在平坦部件上后,使光纤裸线与光纤裸线排列工具分离。在固定工序,用未硬化材料覆盖住被临时固定着的各光纤裸线的外周面和从光纤裸线间露出的平坦部件,并使该材料硬化,将各光纤裸线固定在平坦部件上。该方法中,省略了光纤裸线的导引部件,可降低制造成本。

Description

光纤阵列的制造方法
本发明涉及备有隔开规定间隔排列的若干光纤裸线、使相对配置着的被结合元件(例如光线路基板上的光纤列、光导波路列或光学元件等)与光纤裸线的光学地和机械地结合作业容易的光纤阵列的制造方法；特别涉及不降低光纤裸线的排列间隔精度、省略光纤裸线导引部件的组入、降低制造成本的光纤阵列的制造方法。
此种光纤阵列中，高精度地设定光纤裸线的排列间隔，以相应排列间隔配设着的光回路基板上的光纤列或光导波路列等可容易地调整位置以及光学地结合。
已往的光纤阵列中，用于高精度地设定光纤裸线排列间隔的光纤裸线导引部件作为光纤阵列的构成部件被组入着，公知的光纤裸线导引部件有图25A所示的V形沟槽部件a和图26所示的毛细管部件b等。
即，上述沟槽部件a，在其一面上沿整个长度方向形成若干断面为V字形的沟槽(V形槽)a1。
如图25B所示，在上述V形沟槽部件a的各V字形沟槽a1内，分别收容着光纤裸线c，并且，通过从上方压紧压板d，使光纤裸线c被V形沟槽a1的两侧斜面约束住，这样地设定光纤裸线c的固定位置。
预先以一定间隔形成若干同一尺寸的V形沟槽a1，可以用一定间隔排列若干光纤线c。另外，在上述光纤裸线(剥掉外皮露出的光纤本身、即由芯和金属包层构成的线称为光纤裸线，从狭义上说，是指剥掉光纤芯线的前端侧外皮露出的部位)c与V形沟槽部件a、压板d的间隙内充填粘接剂并使之固化，得到图25所示构造的光纤阵列e。
毛细管部件b如图26所示，备有若干内径比光纤裸线外形稍大(通常1～2μm)的细长孔b1。各孔b1内分别插入光纤裸线，这样，光纤裸线的固定位置被大致设定。另外，在光纤裸线与孔b1的间隙内充填着粘接剂，在该粘接剂的表面张力作用下，光纤裸线有配置在孔b1的大致中心的倾向，并且，通过使充填的粘接剂固化，光纤裸线被固定在毛细管部件b内。另外，光纤裸线和毛细管部件b中的孔b1的壁面由于上述粘接剂的存在不一定接触，但是，如上所述，在充填的粘接剂表面张力作用下，光纤裸线有配置在孔b1的大约中心的倾向，所以，设定光纤裸线的固定位置的是孔b1的壁面。因此，如果形成若干个中心间隔一定的b1，则可用一定的间隔排列若干光纤裸线。
但是，对于上述V形沟槽部件a或毛细管部件b等的光纤裸线导引部件要求有较高的尺寸精度(通常在1μm以下)，所以，光纤裸线导引部件的制造成本高。已往的光纤阵列中，上述光纤裸线导引部件作为构成部件被组入着，所以，存在着光纤阵列成本高的问题。
为了解决该问题，在日本特开平7-168047号公报中揭示了不采用上述V形沟槽部件a或毛细管部件b等，而是采用断面略呈L字形的2片板状部件f1、f2(参照图27)，把光纤裸线c约束在该板状部件f1、f2之间的方法。或者采用断面略L字形的L形箍和平行该箍的2个面的2片平板约束光纤裸线c的方法。
但是，这些方法中，光纤裸线的排列间隔由光纤裸线的直径决定，所以，不能自由地设定排列间隔，并且，当光纤裸线的直径有尺寸误差时，该误差累积起来，相当地影响两端侧附近的光纤裸线的固定位置，该方法不能做到不降低光纤裸线排列间隔精度、减少制造成本。
而组入V形沟槽部件a或毛细管部件b等光纤裸线导引部件的光纤阵列中，各光纤裸线个别地固定，所以，固定位置的误差不会沿若干光纤裸线累积。
因此，为了较高地设定光纤裸线的排列间隔精度，目前，不得不将上述V形沟槽部件a或毛细管部件b等光纤裸线导引部件作为构成部件组入，仍然存在着光纤阵列成本高的问题。
在该技术背景下，近年来，提出了不组入高价光纤裸线导引部件、高精度地进行光纤裸线配列的光纤阵列的制造方法(特开平6-11625号公报)。
即，该制造方法如图28A所示，配置上面以等间距形成若干V形沟槽的光纤芯线排列台g、上面以等间距形成若干V形沟槽的光纤裸线排列台(见图29)h和压板i，该压板i具有嵌入光纤裸线排列台h的V形沟槽内的台形突部；将光纤芯线(把剥掉光缆j的最外皮j1露出的部位、即被芯线用外皮k1包覆的部位称为光纤芯线)k的前端部插入上述光纤芯线排列台g的V形沟槽内，将光纤芯线k并排地支承着，并且，将光纤裸线(从狭义上说，光纤裸线是指剥掉光纤芯线k的芯线用外皮k1露出的部位)m的前端部插入上述光纤裸线排列台h的V形沟槽内，，将光纤芯线并排地支承住，并且将上述压板i放在光纤裸线排列台h上，防止了光纤裸线m的上浮后，然后在光纤裸线m和光纤芯线k的外周面涂敷粘接剂n。
接着如图28B所示，放置下板(见图30)r，使平坦面p位于光纤裸线m的下部，并使方形沟槽q位于光纤芯线k的下部，并且放置上板(见图30)s，使平坦面p位于光纤裸线m的上部，使方形沟槽q位于光纤芯线k的上部，用上板s和下板r挟持住光纤裸线m，在该状态使上述粘接剂n硬化，而将上板s和下板r粘接后，除掉从成为一体的上板s和下板r露出的粘接剂n和光纤裸线m，得到图28C所示的光纤阵列t。
根据该制造方法，用光纤芯线排列台g、光纤裸线排列台h和压板i进行光纤裸线m的排列，并且，在完成了的光纤阵列t上，不搭载光纤裸线导引部件，所以，可大幅度降低光纤阵列的制造成本。
但是，该制造方法由于下述的原因，存在着不能高精度地进行光纤裸线m的排列的问题。与特开平7-168047号公报等记载的方法同样，不能做到不降低光纤裸线的排列间隔精度地降低制造成本。
即，该制造方法中，如图28A所示，被光纤裸线排列台h和压板i挟持着的光纤裸线m的部位虽然被高精度地排列(该部位如图28所示，相当于从被一体化的上板s和下板r露出的光纤裸线m，如上所述，该部位与露出的粘接剂一起被除掉，是不组入光纤阵列的部位)，但是，随着朝光纤芯线排列台g的方向远离光纤裸线排列台h，光纤裸线m逐渐松弛，所以，不能高精度地排列该部位的光纤裸线m。另外，为了防止光纤裸线m的松弛，曾考虑过在光纤芯线排列台g和光纤裸线排列台h之间将光纤裸线m张紧的方法，但是这样会损坏光纤裸线m。
另外，如图28A所示，在光纤裸线m的外周面上涂敷粘接剂n时，在粘接剂n的表面张力作用下，光纤裸线m彼此接近。另外，如图28B所示，从被涂敷了粘接剂n的光纤裸线m的上下侧使上板s和下板r接触时，在粘接剂n的表面张力作用下，光纤裸线m与上板s或下板r接近。基于上述原因，光纤裸线m间的间隔变动，光纤裸线m的高精度排列是困难的。
另外，从被涂敷了粘接剂n的光纤裸线m的上下侧使上板s和下板r接触时，上板s和下板r对光纤裸线m的接触压只要稍稍不同，光纤裸线m的位置就会移动1μm左右，所以，光纤裸线的高精度排列是困难的。
基于这些原因，特开平6-11625号公报记载的光纤阵列制造方法，存在着不能高精度地进行光纤裸线排列的问题。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种不组入光纤裸线导引部件，能高精度地设定光纤裸线排列间隔的光纤阵列制造方法。
本发明的另一目的是提供一种在制造工序中光纤裸线的排列位置不变动的光纤阵列制造方法。
本发明的另一目的是提供一种不组入光纤裸线导引部件、可大幅度降低制造成本的光纤阵列制造方法。
本发明的另一目的是提供一种光纤裸线的排列密度高、可简单地制造光纤阵列的光纤阵列制造方法。
即，本发明的第1个光纤阵列制造方法，它是备有隔开规定间隔排列着的若干光纤裸线，并且上述光纤裸线与相对配置的被结合元件结合的光纤阵列的制造方法，其特征在于，具有排列工序、分离工序和固定工序；
在排列工序，采用光纤裸线排列工具将若干光纤裸线进行排列，在该光纤裸线排列工具上形成有隔开规定间隔的、沿长度方向形成的的若干个导引沟槽；
在分离工序，使阵列本体的平坦面与被上述光纤裸线排列工具排列整齐的各光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和阵列本体的平坦面挟持住各光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各光纤裸线临时固定在上述阵列本体的平坦面上后，使光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在固定工序，用未硬化材料覆盖住被临时固定在阵列本体平坦面上的各光纤裸线的外周面和从光纤裸线间露出的阵列本体的平坦面，并使该材料硬化，将各光纤裸线固定在上述阵列本体的平坦面上。
本发明第2个光纤阵列的制造方法，是备有隔开规定间隔排列着的若干光纤裸线，并且上述光纤裸线与相对配置的被结合元件结合的光纤阵列的制造方法，其特征在于，具有排列工序、分离工序、固定工序和一体化工序；
在排列工序，采用光纤裸线排列工具将若干光纤裸线进行排列，在该光纤裸线排列工具上形成有隔开规定间隔的、沿长度方向形成的若干个导引沟槽；
在分离工序，使阵列本体的平坦面或平坦部件与被用上述光纤裸线排列工具排列整齐的各光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和阵列本体的平坦面或平坦部件挟持住各光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施，将各光纤裸线临时固定在上述阵列本体的平坦面上或平坦部件上后，使光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在固定工序，用未硬化材料覆盖住被临时固定在阵列本体平坦面上或平坦部件上的各光纤裸线的外周面和从光纤裸线间露出的阵列本体的平坦面或平坦部件，并使该材料硬化，将各光纤裸线固定在上述阵列本体的平坦面上或平坦部件上；
在一体化工序，通过未硬化材料，将平坦部件或阵列本体的平坦面叠合在固定在上述阵列本体平坦面上或平坦部件上的各光纤裸线上，并使上述材料硬化，使阵列本体的平坦面与平坦部件成为一体。
本发明第3个光纤阵列的制造方法，是备有隔开规定间隔排列着的若干光纤裸线，上述光纤裸线与相对配置的被结合元件结合的光纤阵列的制造方法，其特征在于，它具有第1光纤裸线排列工序、第1光纤裸线分离工序、第1光纤裸线固定工序、第2光纤裸线排列工序、第2光纤裸线分离工序、第2光纤裸线固定工序和一体化工序；
在第1光纤裸线排列工序，采用光纤裸线排列工具将第1光纤裸线进行排列，在该光纤裸线排列工具上形成有隔开规定间隔的、沿长度方向形成的若干个导引沟槽；
在第1光纤裸线分离工序，使第1阵列本体的平坦面与被上述光纤裸线排列工具排列整齐的各第1光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和第1阵列本体的平坦面挟持住各第1光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各第1光纤裸线临时固定在上述第1阵列本体的平坦面上后，使第1光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在第1光纤裸线固定工序，用未硬化材料覆盖住被临时固定在第1阵列本体平坦面上的各第1光纤裸线的外周面和从第1光纤裸线间露出的第1阵列本体的平坦面，并使该材料硬化，将各第1光纤裸线固定在上述第1阵列本体的平坦面上；
同样，在第2光纤裸线排列工序，采用上述光纤裸线排列工具或具有同样构造的别的光纤裸线排列工具将若干个第2光纤裸线进行排列；
在第2光纤裸线分离工序，使第2阵列本体的平坦面与被上述光纤裸线排列工具排列整齐的各第2光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和第2阵列本体的平坦面挟持住各第2光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各第2光纤裸线临时固定在上述第2阵列本体的平坦面上后，使第2光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在第2光纤裸线固定工序，用未硬化材料覆盖住被临时固定在第2阵列本体平坦面上的各第2光纤裸线的外周面和从第2光纤裸线之间露出的第2阵列本体的平坦面，并使该材料硬化，将各第2光纤裸线固定在上述第2阵列本体的平坦面上；
在一体化工序，通过未硬化材料，将上述第1阵列本体与第2阵列本体叠合，使得各第1光纤裸线分别配置在第2阵列本体中的各第2光纤裸线间的中心位置，使各第2光纤裸线分别配置在第1阵列本体中的各第1光纤裸线间的中心位置，并使该材料硬化，将第1阵列本体和第2阵列本体形成为一体。
图1是第1实施例光纤阵列制造方法中所使用装置和各种构成部件的概略立体图。
图2是表示第1实施例光纤阵列制造工序的概略立体图。
图3是表示第1实施例光纤阵列制造工序的概略立体图。
图4是表示第1实施例光纤阵列制造工序的概略立体图。
图5是表示第1实施例光纤阵列制造工序的概略立体图。
图6是表示第1实施例之变形例的光纤阵列制造工序的概略立体图。
图7A～C是第1实施例之变形例的中继器用光纤阵列制造工序的概略立体图。
图8是第2实施例光纤阵列制造方法所用装置和各种构成部件的概略立体图。
图9是表示第2实施例光纤阵列制造工序的概略立体图。
图10是表示第2实施例光纤阵列制造方法所用装置和各种构成部件的概略立体图。
图11是表示第3实施例光纤阵列制造工序的概略立体图。
图12是表示第3实施例光纤阵列制造工序的概略立体图。
图13A～C是表示第1实施例光纤阵列制造工序的说明图。
图14A～B是表示第1实施例光纤阵列制造工序的说明图。
图15A～B是表示第1实施例光纤阵列制造工序的说明图。
图16A～B是表示第1实施例光纤阵列制造工序的说明图。
图17A～B是表示第1实施例之变形例光纤阵列制造工序的说明图。
图18A～B是表示第1实施例之变形例光纤阵列制造工序的说明图。
图19是表示第3实施例光纤阵列制造工序的说明图。
图20是表示第3实施例光纤阵列制造工序的说明图。
图21是表示第3实施例光纤阵列制造工序的说明图。
图22是省略表示作为第3实施例光纤阵列的构成部件的第1阵列本体53和第2阵列本体63，表示第1光纤芯线52与第2光纤芯线62的叠层状态的局部省略立体图。
图23A～E是表示具体例1的光纤阵列制造工序的说明图。
图24A～E是表示具体例4的光纤阵列制造工序的说明图。
图25A是已往例中V形沟槽部件的概略立体图，图25B是V形沟槽部件作为构成部件组入的、已往的光纤阵列分解立体图，图25C是已往的光纤阵列的概略立体图。
图26是已往例中的毛细管部件的概略立体图。
图27是表示用略L字形断面的2片板状部件代替V形沟槽部件或毛细管部件，约束光纤的已往方法的说明图。
图28A～C是表示不组入光纤裸线导引部件的已往例的光纤阵列制造工序的说明图。
图29是表示不组入光纤裸线导引部件的已往例光纤阵列制造方法中所用的光纤线排列台的概略立体图。
图30是表示不组入光纤裸线导引部件的已往例的光纤阵列制造方法中所用的上板和下板的概略立体图。
下面，详细说明本发明。(第1实施例)
图1表示本发明光纤阵列制造方法中所用装置和各种构成部件，1是光纤裸线，2是光纤芯线，3是平坦部件，4是光纤裸线排列工具，5是透明加压机构，6是紫外线等化学作用放射线，7是备有吸引口8的光纤芯线吸附台。
上述光纤裸线排列工具4，由可精密机械加工的陶瓷等材料构成，在其一面侧有沿整个长度方向形成的若干(4条)导引沟槽(V形沟槽)9。
如图2所示，先把光纤芯线2放在光纤芯线吸附台7上，并且，将光纤裸线1收容在光纤裸线排列工具4的导引沟槽(V形沟槽)9内。在该实施例中，由于要采用间接的固定措施把光纤裸线1临时固定在平坦部件3上，所以，预先在上述平坦部件3的表面或光纤裸线1的外周面上形成由化学作用放射线(紫外线、可视光线、红外线、电子线等)硬化的树脂材料、低融点玻璃或硅溶胶等的粘接层10(见图13)。另外，形成上述树脂材料或硅溶胶等粘接层的方法，例如可采用喷射涂敷流动性树脂材料或硅溶胶等材料的方法、用滴下后旋转除掉剩余材料的方法、用滴下后气体喷流除掉剩余材料的方法、用刷毛或海绵等涂敷的方法、浸到硅溶胶、液状树脂材料中后慢慢提起来的方法等。低融点玻璃的形成方法，例如可采用蒸镀、喷溅、CVD等气相成长法等。另外，也可以采用把含有低融点玻璃混合物的溶液用与上述材料同一形成方法涂敷后，经干燥、烧制，除掉溶媒、反应物，得到低融点玻璃固体层的方法。粘接层10是采用树脂材料时，为了减小光纤裸线、平坦部件或阵列本体的热膨胀系数差，并且为了减小树脂材料硬化时的收缩，最好在上述树脂材料中添加从玻璃纤维或玻璃粉、碳纤维、矿物粉中选择出的充填物。上述充填物的尺寸最好在1μm以下。如果该充填物的尺寸超过1μm，则该充填物有可能夹在光纤裸线1与平坦部件3之间，使光纤裸线1的排列精度劣化。另外，为了提高树脂材料、硅溶胶等与平坦部件间的粘接强度，最好对形成有树脂材料和硅溶胶等粘接层的平坦部件表面进行粗面处理(例如算术平均粗度值Ra为0.2μm以下)。
接着如图3和图13B所示，使形成有粘接层10的平坦部件3，与被光纤裸线排列工具4排列整齐的各光纤裸线1接触，并且，从平坦部件3的背面侧用透明加压机构5推压，一边用光纤裸线排列工具4和平坦部件3挟持住光纤裸线1，一边用间接固定措施将各光纤裸线1临时固着在平坦部件3上后，将光纤裸线1与光纤裸线排列工具4分离。当间接固定措施是采用由化学作用放射线硬化的树脂材料时，在用光纤裸线排列工具4和平坦部件3挟持着光纤裸线1期间，对上述树脂材料照射化学作用放射线。另外，光纤裸线1被光纤裸线排列工具4和平坦件3挟持着时，构成上述粘接层10的树脂材料、硅溶胶等液体材料被压接的光纤裸线1挤出，流到光纤裸线1的侧面，在光纤裸线1侧面形成粘接液的裙边，它硬化后成为图13C所示的临时固定加强部11。
接着如图4所示，把硅溶胶或由化学作用放射线硬化的树脂材料等，滴下到从平坦部件3向前端方向延伸的光纤裸线1上，这些材料在光纤裸线1的表面流动，充填到临时固定着光纤裸线1的平坦部件3的面上。但是，这些材料的充填方法并不局限于该方法，可采用任意的涂敷方法。当这些材料是采用硅溶胶时，为了使凝胶化时溶剂的排气容易，如图4所示，最好事前在平坦部件3上形成排气用开口部(见图中12点划线所示)。另外，这些材料如果是采用由化学作用放射线硬化的树脂材料时，为了减小光纤裸线、平坦部件或阵列本体的热膨胀系数差及树脂材料硬化时的收缩，最好在上述树脂材料中添加从玻璃纤维或玻璃粉、碳纤维、矿物粉中选择出的充填物。
当充填的硅溶胶或树脂材料等的供给量多时，如图14所示，在临时固定着光纤裸线1的平坦部件3的面上，形成厚膜状的硬化层13。当上述供给量少时，如图15A所示，在临时固定着光纤裸线1的平坦部件3的面上形成薄膜状的硬化层13。另外，临时固定在平坦部件3上的光纤裸线1借助上述硬化层13完全固定在平坦部件3上，所以，在其后的处理中，固定着的光纤裸线1的排列位置不会变动。
接着如图4所示，用适当的方法把硅溶胶或由化学作用放射线进行硬化的树脂材料等未硬化材料16供给阵列本体14的平坦面15上，如图5所示，将该阵列本体14的平坦面15叠合在固定在平坦部件3上的各光纤裸线1上，然后使上述未硬化材料16硬化成为硬化体17，并且使阵列本体14的平坦面15与平坦部件3一体化。然后除去从一体化了的阵列本体14的平坦面15和平坦部件3前端伸出到外方的各光纤裸线1，便完成了该实施例的光纤阵列(见图14B和图15B)。
上述硬化层13是薄膜并且硬化体17也是薄膜时，在得到的光纤阵列上，在阵列本体14的平坦面15与平坦部件3之间形成图16A所示的空洞100。可以保留该空洞100，但也可以如图16B所示，用硅溶胶或由化学放射线硬化的树脂材料18充填这些空洞100。
虽然，该实施例中，把光纤裸线1临时固定在上述平坦部件3上的方法，是采用间接的固定措施，但也可以不采用上述的硅溶胶或树脂材料等的固接材料，而采用在平坦部件3与光纤裸线1之间加电压进行接合的阳极接合、加热平坦部件3和光纤裸线1使其接合的扩散接合或融解接合等直接的固定措施。
图6是表示阳极接合方法的立体图。
即，不采用硅溶胶或树脂材料等的粘接材料地使平坦部件3与光纤裸线1接触，在平坦部件3的背面侧设置电极20，用钨等导电性材料构成光纤裸线排列工具4，在电极20与光纤裸线排列工具4之间加电压。通过该处理，可将光纤裸线1临时固定在平坦部件3上。
图17A～B和图18A～B，分别是表示采用直接固定措施得到的光纤阵列的断面图。
这些光纤阵列中，由于未采用硅溶胶或树脂材料等的粘接材料，所以，不具有形成在光纤裸线1侧面的临时固定加强部11(见图13C)。
构成光纤阵列一部分的阵列本体14和平坦部件3，可采用玻璃、陶瓷、低膨胀金属等。该实施例中，具有平坦面15的阵列本体14如图4所示是用单一部件构成的，但也可以用在玻璃、陶瓷等矩形板材上形成平坦面15的分体的平坦面用板材叠置而成的若干部件构成。
该实施例的光纤阵列中，如图5所示，光纤裸线的一方侧与光纤阵列等被结合元件结合，但也可以象中继器用光纤阵列那样地做成为光纤裸线的两侧与被结合元件结合的构造。
图7A～C表示该中继器用光纤阵列的制造工序。
即，如图7A所示，把彼此分离的4根光纤裸线(由无外皮的芯和金属包层构成的光纤裸线)1分别收容排列在光纤裸线排列工具4的导引沟槽(V形沟槽)9内。
接着如图7B所示，使形成有粘接层的第1平坦部件3，与被光纤裸线排列工具4排列整齐的各光纤裸线1接触，并且，从第1平坦部件3的背面侧用透明加压机构5加压，一边用光纤裸线排列工具4和第1平坦部件3挟持住光纤裸线1，一边用间接固定措施将各光纤裸线1临时固定在第1平坦部件3上后，将光纤裸线1与光纤裸线排列工具分离。
接着，把硅溶胶或由化学作用放射线进行硬化的树脂材料等滴下到从第1平坦部件3向外方延伸的光纤裸线1的一方侧上，这些材料在光纤裸线1的表面流动，充填到临时固定着光纤裸线1的第1平坦部件3的面上。并且，它们硬化后各光纤裸线1完全固定在第1平坦部件3上。
接着，用适当的方法将硅溶胶或由化学作用放射线进行硬化的树脂材料等未硬化材料供给到第2平坦部件3′上，如图7C所示，把第2平坦部件3′重叠在固定在第1平坦部件3上的各光纤裸线1上后，使上述未硬化材料硬化成为硬化体，并且使第1平坦部件3和第2平坦部件3′一体化。再除去从一体化了的第1平坦部件3和第2平坦部件3′前端向外方伸出的各光纤裸线1，便完成了中继器用光纤阵列。(第2实施例)
第1实施例中的光纤阵列，如图5、图14B和图15B所示，光纤裸线1被阵列本体14的平坦面15和平坦部件3挟持着。但也可以省略掉上述平坦部件3地构成光纤阵列。
图8表示省略掉上述平坦部件3的光纤阵列制造方法中所用的装置和各种构成部件，1是光纤裸线，2是光纤芯线，14是具有平坦面15的阵列本体，4是光纤裸线排列工具，5是透明加压机构，6是紫外线等化学作用放射线。
如图9所示，先把光纤芯线2放在图未示光纤芯线吸附台上，并且，将光纤裸线1收容在光纤裸线排列工具4的导引沟槽(V形沟槽)9内。在该实施例中，也采用间接的固定措施把光纤裸线1临时固定在上述平坦面15上。
接着如图9所示，使形成有粘接层的阵列本体14的平坦面15，与被光纤裸线排列工具4排列整齐的各光纤裸线1接触，并且，从平坦面15的背面侧用透明加压机构5加压，一边用光纤裸线排列工具4和平坦面15挟持住光纤裸线1，一边用间接固定措施将各光纤裸线1临时固着在平坦面15上后，将光纤裸线1与光纤裸线排列工具4分离。
接着，把硅溶胶或由化学作用放射线进行硬化的树脂材料等涂敷到固定着各光纤裸线1的上述平坦面15上，并且，通过凝胶化或照射化学作用放射线，形成厚膜状或薄膜状硬化层13后，除去从上述平坦面15前端伸出到外方的各光纤裸线1，便完成了该实施例的光纤阵列(见图14A和图15A)。
该实施例的光纤阵列，与图5所示的第1实施例的光纤阵列相比，由于省略掉了平坦部件，所以可降低制造成本。但是，也正因为没有了平坦部件，其机械强度有所降低，因此，最好把固定光纤裸线1的硬化层13做成为厚膜。并且，当用树脂材料构成上述硬化层13时，最好在上述树脂材料中添加从玻璃纤维或玻璃粉、碳纤维、矿物粉中选择出的充填物。(第3实施例)
该实施例，是将固定着第1光纤裸线的第1阵列本体和固定着第2光纤裸线的第2阵列本体重叠起来，制造光纤阵列的方法。
图10表示该光纤阵列制造方法中所用的装置和各种构成部件。51是第1光纤裸线，52是第1光纤芯线，53是具有平坦面54的第1阵列本体，55是第1光纤裸线排列工具，56是第1透明加压机构，57是备有吸引口58的第1光纤芯线吸附台，61是第2光纤裸线，62是第2光纤芯线，63是具有平坦面64的第2阵列本体，65是第2光纤裸线排列工具，66是第2透明加压机构，67是备有吸引口(图未示)的第2光纤芯线吸附台。
如图11所示，先把第1光纤芯线52放在第1光纤芯线吸附台57上，并且，将第1光纤裸线51收容在第1光纤裸线排列工具55的导引沟槽(V形沟槽)59内。同样地，把第2光纤芯线62放在第2光纤芯线吸附台67上，并且，将第2光纤裸线61收容在第2光纤裸线排列工具65的导引沟槽(V形沟槽)69内。在该实施例中，也可采用间接的固定措施把第1光纤裸线51和第2光纤裸线61分别临时固定在上述平坦面54、64上。
接着如图11所示，使形成有粘接层的第1阵列本体53的平坦面54与被第1光纤裸线排列工具55排列整齐的各第1光纤裸线51接触，并且，从平坦面54的背面侧用第1透明加压机构56加压，一边用第1光纤裸线排列工具55和平坦面54挟持住第1光纤裸线51，一边用间接固定措施将各第1光纤裸线51临时固着在平坦面54上后，将第1光纤裸线51与第1光纤裸线排列工具55分离。同样地，使形成有粘接层的第2阵列本体63的平坦面64与被第2光纤裸线排列工具65排列整齐的各第2光纤裸线61接触，并且，从平坦面64的背面侧用第2透明加压机构66加压，一边用第2光纤裸线排列工具65和平坦面64挟持住第2光纤裸线61，一边用间接固定措施将各第2光纤裸线61临时固着在平坦面64上后，将第2光纤裸线61与第2光纤裸线排列工具65分离。
接着如图12所示，把硅溶胶或由化学作用放射线硬化的树脂材料等滴下到从第1阵列本体53的平坦面54向前端方向延伸的第1光纤裸线51上，这些材料在第1光纤裸线51的表面流动，充填到临时固定着第1光纤裸线51的平坦面54上。同样地，把硅溶胶或由化学作用放射线进行硬化的树脂材料等滴下到从第2阵列本体63的平坦面64向前端方向延伸的第2光纤裸线61上，这些材料在第2光纤裸线61的表面流动而充填到临时固定着第2光纤裸线61的平坦面64上。但是，这些材料的充填方法并不局限于该方法，也可采用任意的涂敷方法。当这些材料是采用硅溶胶时，为了使胶化时溶剂的排气容易，最好事前在各平坦面54、64的至少一方上形成排气用开口部(图未示)。
通过硅溶胶的凝胶化或对树脂材料照射化学作用放射线，形成厚膜或薄膜的硬化层(见图19)70，并且如图20所示，将第1阵列本体53与第2阵列本体63重叠，以使各第1光纤裸线51分别配置在第2阵列本体63中的各第2光纤裸线61间的中心位置，使各第2光纤裸线61分别配置在第1阵列本体53中的各第1光纤裸线51间的中心位置，然后，如图21所示地，在第1阵列本体53的平坦面54与第2阵列本体63的平坦面64之间，充填硅溶胶或由化学作用放射线进行硬化的树脂材料等的未硬化材料，并且使该材料硬化形成为硬化体71，从而使第1阵列本体53与第2阵列本体63成为一体。另外，第1阵列本体53与第2阵列本体64的对位，是将各本体的侧面抵接在共同的平面上而进行的。当第1阵列本体53与第2阵列本体63的位置对准完成时，临时固定时的第1光纤裸线51和第2光纤裸线61的各排列位置被调节为：各第1光纤裸线51分别配置在第2光纤裸线61间的中心位置，第2光纤裸线61分别配置在第1光纤裸线51间的中心位置。
最后，除去从一体化了的第1阵列本体53的平坦面54和第2阵列本体63的平坦面64前端伸出外方的各第1光纤裸线51和第2光纤裸线61，便完成了该实施例的光纤阵列(见图21)。图22中省略了光纤阵列的构成部件即第1阵列本体53和第2阵列本体63的图示，表示第1光纤芯线52和第2光纤芯线62的叠层状态。
根据该实施例，与制造阶段中被第1光纤裸线排列工具55和第2光纤裸线排列工具65分别排列时的光纤裸线排列密度相比，完成后的光纤阵列中的光纤裸线排列密度成倍增加，所以，可制造出光纤裸线高密度排列的光纤阵列，另外，采用排列密度为目的密度1/2的光纤裸线排列工具可制造出具有目的排列密度的光纤阵列。这样，光纤裸线排列工具的加工作业简单化，可降低制造成本。
另外，该实施例中，是采用第1光纤裸线排列工具55和第2光纤裸线排列工具65，同时地进行第1光纤裸线的排列作业和第2光纤裸线的排列作业。但是，也可以采用单一的光纤裸线排列工具，依次制造固定着第1光纤裸线51的第1阵列本体53和固定着第2光纤裸线61的第2阵列本体63，并且，通过硅溶胶、树脂材料等将它们制造成为一体化。
下面，说明本发明的具体例。(具体例1)
先在玻璃制阵列本体202的平坦面上，滴下紫外线硬化环氧树脂(Epoxy Technology社制，商品名Epo-Tek O G 146)后，以高速使阵列本体202旋转，吹掉多余的树脂，形成厚度10μm的粘接层203(见图23A)。另外，阵列本体202的平坦面(即粘接层形成面)外缘，如图23A所示地被倒角。
接着，把光纤裸线201分别配置在光纤裸线排列工具204的各导引沟槽内，排列整齐(见图23B)，该排列工具204为陶瓷制，在其一面侧形成若干条导引沟槽。V字形导引沟槽的间隔为127μm，光纤裸线201的直径为125μm，相邻光纤裸线间的间隙为2μm。
接着，在光纤裸线201配置在光纤裸线排列工具204的各导引槽内的状态下，如图23C所示地，与阵列本体202的粘接层203形成面重叠，并且施加荷重，使阵列本体202的平坦面(粘接层形成面)与光纤裸线201的上端密接，这时，在光纤裸线201与平坦面的接触部，粘接层203的树脂液面流到光纤裸线201侧面，在光纤裸线201侧面形成树脂液裙。该树脂液裙形状在树脂硬化后起到加强的作用。即，成为上述的临时固定加强部。在该状态下，透过阵列本体202地照射紫外线，使上述粘接层203硬化后，如图23D所示，得到在阵列本体202的平坦面上临时固定着若干光纤裸线201的构造体。
接着，用热硬化性环氧树脂(Epoxy Technology社制，商品名Epo-Tek 353N D)薄薄地覆盖被临时固定着的光纤裸线201外周面和光纤裸线201间露出的阵列本体202的平坦面，并使其热硬化，将光纤裸线201固定在上述平坦面201上。
接着，把玻璃制平坦部件209配置在上述构造体的光纤裸线201列侧，并且，从端面侧把热硬化性环氧树脂(Epoxy Technology社制，商品名Epo-Tek 353N D)充填到阵列本体202与平坦部件209间的间隙部后，一边施加荷重一边实施加热处理，使充填的环氧树脂硬化，使阵列本体202与平坦部件209成为一体(见图23E)。
最后，将端面研磨，使其平坦化，便完成了具体例1的中继器用光纤阵列200。
在该具体例中，是采用紫外线硬化环氧树脂即Epo-Tek O G 146(EpoxyTechnology社制商品名)和热硬性环氧树脂即Epo-Tek 353N D(EpoxyTechnology社制商品名)，但也可以采用这些树脂以外的树脂，例如Epo-Tek 301(Epoxy Technology社制商品名)、Three Bond 2280 C(Three Bond社制商品名)等的热硬化性环氧树脂、Optomer K R-500(ASAHI DENKA KOGYO社制商品名)等的紫外线硬化环氧树脂、Three Bond3102(Three Bond社制商品名)、Optomer K R-800(ASAHI DENKA KOGYO社制商品名)等的紫外线和热硬化性兼用的环氧树脂、LOCTITE394(LOCTITE社制商品名)、Optokleb M05(ADELL社制商品名)、OptoklebU T 20(ADELL社制商品名)等的紫外线硬化丙稀基树脂、紫外线硬化聚酰亚胺树脂、热硬化性丙稀基树脂和热硬性聚酰亚胺树脂等。
另外，也可以在上述紫外线硬化环氧树脂和热硬性环氧树脂内，添加玻璃纤维或玻璃粉、碳纤维、矿物粉等充填物。
另外，用粒径为7μm的研磨粉，对玻璃制阵列本体202和平坦部件209的表面进行粗糙面处理(算术平均粗糙度值Ra为0.5μm)，以使紫外线硬化环氧树脂和热硬性环氧树脂牢固地粘接。(具体例2)
该具体例2与具体例1的不同点是，采用了设有排气开口部的平坦部件209，以及采用硅溶胶代替上述紫外线硬化环氧树脂和热硬化性环氧树脂。其余的与具体例1相同。
上述硅溶胶，可采用在正烷基硅酸酯中加入水或酸催化剂地进行水解进而脱水缩聚的聚合物；或者是把进行加水分解缩聚到4～5倍体(量体)的市售烷基硅酸酯溶液，再水解进行脱水缩聚的聚合物。另外，进行脱水缩聚时，溶液粘度上升最终固化，所以，对脱水缩聚合的程度，要调节为可涂敷到平坦部件等上的上限粘度以下。
该具体例2中，上述硅溶胶，可采用使用Methyl-silicate51(Colcoat社制商品名)19.6重量份、乙醇57.8重量份、1％硝酸水溶液7.9重量份、纯水14.7重量份调制SiO2(氧化硅)固体成分浓度为10％重量的物质而成，并且，将其半干燥，最终得到SiO2固体成分浓度为10％重量的物质。
因此，与具体例1同样地，可以用低成本制造出光纤裸线排列间隔精度高的光纤阵列。(具体例3)
该具体例3与具体例1的不同点是，用阳极接合法将光纤裸线临时固定在平坦面上，其余与具体例1相同。上述阳极接合法是，采用钨制光纤裸线排列工具，在玻璃制阵列本体202的平坦面背面侧配置电极，对光纤裸线排列工具与该电极间施加1500V的电压，并且，把包含上述光纤裸线排列工具、电极、阵列本体、光纤裸线的区域在氮气环境中保持为80℃温度。
因此，与具体例1同样地，可以用低成本制造出光纤裸线排列间隔精度高的光纤阵列。(具体例4)
该具体例中，阵列本体302由第1阵列本体321和第2阵列本体322构成。
先把紫外线硬化环氧树脂(Epoxy Technology社制，商品名Epo-Tek O G 146)滴下到宽度α为5mm、长度β为10mm(见图10)的玻璃制第1阵列本体321的平坦面上，然后，以高速使第1阵列本体321旋转，吹掉多余的树脂，形成厚度10μm的粘接层303(见图24A)。另外，第1阵列本体321和第2阵列本体322的平坦面(即粘接层形成面)外缘，如图24A和图24D所示地被倒角。
接着，把光纤裸线301分别配置在光纤裸线排列工具304的各导引沟槽内，排列整齐(见图24B)，该排列工具304的宽度W为8mm，长度L为3mm，为陶瓷制，在其一面侧形成有若干条导引沟槽。V字形导引沟槽的间隔为254μm，光纤裸线301的直径为125μm，相邻光纤裸线间的间隙为129μm。
接着，在光纤裸线301配置在陶瓷制光纤裸线排列工具304的各导引沟槽内的状态下，如图24C所示地，使之与第1阵列本体321的粘接层303形成面侧重叠，并且施加荷重，使第1阵列本体321的平坦面(粘接层形成面)与光纤裸线301的上端密接，这时，在光纤裸线301与平坦面的接触部，粘接层303的树脂液面流到光纤裸线301侧面，在光纤裸线301侧面形成树脂液裙。该树脂液裙形状在树脂硬化后起到加强的作用。即，成为上述的临时固定加强部。在该状态下透过第1阵列本体321地照射紫外线，使上述粘接层303硬化后，得到在第1阵列本体321的平坦面上临时固定着若干光纤裸线301的构造体。
接着，用热硬化性环氧树脂(Epoxy Technology社制，商品名Epo-Tek 353N D)薄薄地覆盖被临时固定着的光纤裸线301外周面和从光纤裸线301间露出的第1阵列本体321的平坦面，并使其热硬化，将光纤裸线301固定在上述平坦面上。
接着，用同样的顺序，把若干光纤裸线301固定在第2阵列本体322的平坦面上，制成另一个构造体后，如图24D所示地，将该2个构造体，以其固定着光纤裸线列侧相对地组合起来。该2个构造体的水平对位，是将各自的侧面抵接在共同的平面上而进行定位的。另外，各构造体的光纤相对配置地组合时，预先调节临时固定时的各构造体上的光纤裸线位置，以使一方构造体上的光纤裸线分别配置在另一方构造体上的光纤裸线间隔的正中心上。
从端面侧向组合后的第1阵列本体321和第2阵列本体322间的间隙部内充填了热硬化性环氧树脂(Epoxy Technology社制，商品名Epo-Tek353N D)后，一边施加荷重一边实施加热处理，使充填的环氧树脂硬化，使第1阵列本体231与第2阵列本体322成为一体(见图24E)。
最后，将端面研磨，使其平坦化，便完成了具体例4的光纤阵列300。
这里，将具体例1与具体例4的光纤阵列制造方法比较，从图23B和图24B可知，虽然具体例4中的V形导引沟槽间隔254μm大于具体例1中的127μm，但所得到的光纤阵列的排列密度可与具体例1的排列密度大致相同，所以，其加工作业比较简单，可减低光纤裸线排列工具304的制造成本，并且，光纤裸线排列工具304的机械强度也提高若干，所以，反复使用的耐用性也提高。
根据本发明的第1、第2和第3制造方法，由光纤裸线排列工具与阵列本体的平坦面或平坦部件所挟持部位的光纤裸线，被组入光纤阵列，所以，可高精度地设定光纤裸线的排列间隔。
另外，由于用未硬化材料覆盖住被临时固定在阵列本体的平坦面上或平坦部件上的各光纤裸线的外周面和从光纤裸线间露出的阵列本体的平坦面或平坦部件，并使该材料硬化，将各光纤裸线固定在上述阵列本体的平坦面上或平坦部件上，所以，在其后的处理中，被固定的光纤裸线的排列位置不会变动。
另外，由于上述光纤裸线排列工具不作为构成部件组入光纤阵列中，可供反复使用，从这一点而言可大幅度降低光纤阵列的制造成本。
尤其根据本发明的第3制造方法，与制造阶段中被第1光纤裸线排列工具和第2光纤裸线排列工具分别排列时的第1光纤裸线和第2光纤裸线排列密度相比，完成后的光纤阵列中的光纤裸线排列密度增加一倍，所以，可制造出光纤裸线高密度排列的光纤阵列，另外，采用排列密度为目的密度1/2的光纤裸线排列工具，可制造出具有目的排列密度的光纤阵列。这样，光纤裸线排列工具的加工作业简单化，可降低制造成本。

Claims (9)

1.光纤阵列的制造方法，该光纤阵列备有隔开规定间隔排列保持着的若干光纤裸线，并且上述光纤裸线与相对配置的被结合元件结合着，其特征在于，该方法具有排列工序、分离工序和固定工序；
在排列工序，采用光纤裸线排列工具将若干光纤裸线进行排列，在该光纤裸线排列工具上形成有隔开规定间隔的、沿长度方向形成的若干个导引沟槽；
在分离工序中，使阵列本体的平坦面与被上述光纤裸线排列工具排列整齐的各光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和阵列本体的平坦面挟持住各光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各光纤裸线临时固定在上述阵列本体的平坦面上后，使光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在固定工序，用未硬化材料覆盖住被临时固定在阵列本体平坦面上的各光纤裸线的外周面和从光纤裸线间露出的阵列本体的平坦面，并使该材料硬化，将各光纤裸线固定在上述阵列本体的平坦面上。
2.光纤阵列的制造方法，该光纤阵列备有隔开规定间隔排列着的若干光纤裸线，并且上述光纤裸线与相对配置的被结合元件结合着，其特征在于，具有排列工序、分离工序、固定工序和一体化工序；
在排列工序，采用光纤裸线排列工具将若干光纤裸线进行排列，在该光纤裸线排列工具上形成有隔开规定间隔的、沿长度方向形成的若干个导引沟槽；
在分离工序，使阵列本体的平坦面或平坦部件与被上述光纤裸线排列工具排列整齐的各光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和阵列本体的平坦面或平坦部件挟持住各光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各光纤裸线临时固定在上述阵列本体的平坦面上或平坦部件上后，使光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在固定工序，用未硬化材料覆盖住临时固定在阵列本体平坦面上或平坦部件上的各光纤裸线的外周面和从光纤裸线间露出的阵列本体的平坦面或平坦部件，并使该材料硬化，将各光纤裸线固定在上述阵列本体的平坦面上或平坦部件上；
在一体化工序，通过未硬化材料，将上述平坦部件或阵列本体的平坦面叠合在固定在上述阵列本体平坦面上或平坦部件上的各光纤裸线上，并使上述材料硬化，使阵列本体的平坦面与平坦部件成为一体。
3.光纤阵列的制造方法，该光纤阵列备有隔开规定间隔排列着的若干光纤裸线，并且上述光纤裸线与相对配置的被结合元件结合，其特征在于，该方法具有第1光纤裸线排列工序、第1光纤裸线分离工序、第1光纤裸线固定工序、第2光纤裸线排列工序、第2光纤裸线分离工序、第2光纤裸线固定工序和一体化工序；
在第1光纤裸线排列工序，采用光纤裸线排列工具将第1光纤裸线进行排列，在该光纤裸线排列工具上形成有隔开规定间隔的、沿长度方向形成的若干个导引沟槽；
在第1光纤裸线分离工序，使第1阵列本体的平坦面与被上述光纤裸线排列工具排列整齐的各第1光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和第1阵列本体的平坦面挟持住各第1光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各第1光纤裸线临时固定在上述第1阵列本体的平坦面上后，使第1光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在第1光纤裸线固定工序，用未硬化材料覆盖住临时固定在第1阵列本体平坦面上的各第1光纤裸线的外周面和从第1光纤裸线间露出的第1阵列本体的平坦面，并使该材料硬化，将各第1光纤裸线固定在上述第1阵列本体的平坦面上；
在第2光纤裸线排列工序，同样，采用上述光纤裸线排列工具或具有同样构造的别的光纤裸线排列工具，将若干个第2光纤裸线进行排列；
在第2光纤裸线分离工序，使第2阵列本体的平坦面与被上述光纤裸线排列工具排列整齐的各第2光纤裸线接触，并且，一边用光纤裸线排列工具和第2阵列本体的平坦面挟持住各第2光纤裸线、一边用直接或间接的固定措施将各第2光纤裸线临时固定在上述第2阵列本体的平坦面上后，使第2光纤裸线与光纤裸线排列工具分离；
在第2光纤裸线固定工序，用未硬化材料覆盖住临时固定在第2阵列本体平坦面上的各第2光纤裸线的外周面和从第2光纤裸线间露出的第2阵列本体的平坦面，并使该材料硬化，将各第2光纤裸线固定在上述第2阵列本体的平坦面上；
在一体化工序，通过未硬化材料将上述第1阵列本体与第2阵列本体叠合，使得各第1光纤裸线分别配置在第2阵列本体中的各第2光纤裸线间的中心位置，使各第2光纤裸线分别配置在第1阵列本体中的各第1光纤裸线间的中心位置，并使该材料硬化，将第1阵列本体和第2阵列本体形成为一体。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光纤阵列的制造方法，其特征在于，上述的直接固定措施是阳极接合、扩散接合、融解接合中的任一种方法。
5.如权利要求1至3中任一项所述的光纤阵列的制造方法，其特征在于，上述的间接固定措施，是采用由化学放射线硬化的树脂材料、低融点玻璃或硅溶胶的方法。
6.如权利要求5所述的光纤阵列的制造方法，其特征在于，在上述树脂材料内添加从玻璃纤维或玻璃粉、碳纤维、矿物粉中选择出的充填物。
7.如权利要求5所述的光纤阵列的制造方法，其特征在于，对上述临时固定着光纤裸线的阵列本体的平坦面或平坦部件实施粗糙面处理。
8.如权利要求1至3中任一项所述的光纤阵列的制造方法，其特征在于，把各光纤裸线固定在阵列本体的平坦面或平坦部件上的材料，是由化学作用放射线硬化的树脂材料或硅溶胶。
9.如权利要求8所述的光纤阵列的制造方法，其特征在于，在上述树脂内添加从玻璃纤维或玻璃粉、碳纤维、矿物粉中选择出的充填物。
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