JP2000075166A

JP2000075166A - 光ファイバ案内構造付き光導波路部品

Info

Publication number: JP2000075166A
Application number: JP10240830A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Usui; 光男碓氷; Nobuo Sato; 信夫佐藤; Kosuke Katsura; 浩輔桂; Yasuhiro Ando; 泰博安東; Michiyuki Amano; 道之天野; Koji Sato; 弘次佐藤; Shunichi Tono; 俊一東野; Makoto Hikita; 真疋田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】多心光ファイバと光素子アレイとを、高密度
に、低損失に、かつ容易に接続するための光導波路部品
を安価に提供する。【解決手段】光導波路部品を構成する光ファイバ整列
部材を従来のマイクロフェルールに代わり、Ｖ溝を形成
した部材と蓋とからなる構造を用いることにより構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光、受光、分
岐、合波、スイッチング、変調等の機能を有する光機能
部品と、単心または多心の光ファイバとを、高密度に、
低損失に、かつ容易に接続することができる光ファイバ
案内構造付きの光導波路部品を提供する技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速・大容量通信の分野では、並
列光伝送を基本とした光インタコネクション技術の研究
・開発が活発に行われている。

【０００３】特に、光源部および受光部に、それぞれ面
発光形レーザ（ＶＣＳＥＬ）およびを面受光形フォトダ
イオード（ＰＤ）をアレイ状に集積化した光素子アレイ
を使用する光インタコネクション用モジュールにおいて
は、光素子アレイと伝送路である光ファイバ間を接続す
るための光部品が必要である。並列光インタコネクショ
ンにおいては、伝送路として、外径２５０μｍの被覆を
有する光ファイバ素線を２５０μｍピッチでテープ状に
束ねた、多心光ファイバが使用されるため、この多心光
ファイバと光素子アレイとを、いかに高密度に、低損失
に、かつ容易に、接続するかが重要な課題である。

【０００４】光素子アレイと多心光ファイバとを接続す
るための光部品の例としては、被覆を除去した裸状態の
光ファイバ同士をマイクロフェルール内に挿入し、光フ
ァイバの座屈力を押圧力として利用し、ＰＣ（Ｐｈｙｓ
ｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔ）接続させる構造の接続光部
品がある。

【０００５】この光部品は、図６に示すように、多心光
ファイバ１３をプラグに固定した光ファイバコネクタプ
ラグ１５と、一端に光素子アレイ１６を取り付けるとと
もに他端に光ファイバ整列部材１１を固定した光導波路
１からなる光導波路部品とからなる。前記光ファイバコ
ネクタプラグ１５を構成要素とする光ファイバコネクタ
は、特願平６−１５２３４９号に開示されている。ま
た、前記光導波路部品としては、特願平９−１９８２３
５号に開示されている光ファイバ案内構造付き光導波路
がある。本明細書においては、前記裸光ファイバコネク
タをＢＦ（ＢａｒｅＦｉｂｅｒ）コネクタと呼ぶ。

【０００６】図７、図８に、上記光導波路部品の基本概
念図を示す。この光導波路部品は、一端に接続する光素
子アレイ１６と、ＢＦコネクタプラグ１５に取り付けた
多心光ファイバとを接続するための光部品である。前記
光導波路１の前記光素子アレイ１６を接続する端部は、
４５度に傾斜加工されて光導波路１を伝搬する光の伝搬
方向を９０度変換するための４５度ミラー２となってい
る。また、光導波路１の他端に固定されている光ファイ
バ整列部材１１は、光導波路１の多数のコアに対応した
多数のＶ溝が形成されたＶ溝基板１４と、このＶ溝基板
１４の各Ｖ溝に取り付けたマイクロフェルール１２と、
このマイクロフェルール１２の光導波路１側の端部に光
導波路１のコアに当接して挿入された短尺光ファイバ７
とから構成されている。

【０００７】前記マイクロフェルール１２は、光ファイ
バの外径寸法よりわずかに大きな内径の円形穴を有して
おり、前記多心光ファイバ１３と同じ間隔で前記Ｖ溝基
板１４の各Ｖ溝に配置されて固定されている。

【０００８】図９、図１０に、ＢＦコネクタの基本概念
図を示す。図９、図１０を参照して、ＢＦコネクタによ
る光ファイバ同士の接続原理を、以下に説明する。ＢＦ
コネクタは、１２５μｍ径の多心光ファイバ１３が裸状
態で整列配置されたＢＦコネクタプラグ１５と、これと
対になるＢＦコネクタレセプタクル１７とからなる。Ｂ
Ｆコネクタレセプタクル１７は、光ファイバの外径寸法
よりわずかに大きな内径の円形穴を有するマイクロフェ
ルール１２を内部に整列配置して固定した構造の受け部
材である。このＢＦコネクタレセプタクル１７は、前述
の光素子アレイと多心光ファイバとを接続するための光
部品では、光導波路部品に相当する部品である。

【０００９】前記プラグ１５をアダプタ１７に挿入する
ことにより、裸光ファイバ１３がマイクロフェルール１
２の中に挿入され、反対側から挿入された光ファイバ１
３′と端面同士の位置合せが行われる。前記プラグ１５
において、多心光ファイバ１３をマイクロフェルール１
２の受け寸法より長めに突出させておき、プラグ１５を
アダプタ１７に挿入し、アダプタ１７にプラグ１５を当
接させる。すると、光ファイバ１３は、内部に既に対向
光ファイバ１３′が固定されているマイクロフェルール
１２に過剰に押し込まれることになる。このように光フ
ァイバ１３を過剰に押し込むことにより光ファイバ１３
に座屈力が発生する。このＢＦコネクタでは、この座屈
力を押圧力として利用し、わずかな荷重で光ファイバの
端面同士がＰＣ接続され、低損失に接続される。

【００１０】この光ファイバ接続構造は、光ファイバ素
線の外径程度の狭ピッチで接続可能であり、また、マイ
クロフェルールのようなガイド機構を持つ整列部材を用
いるため、光ファイバや整列部材のピッチ精度を緩和す
ることができ、超多心光コネクタが実現できるという特
徴を有する。したがって、多数本の光ファイバ接続が要
求される光インタコネクションにおいては、有効な接続
方法である。

【００１１】しかし、従来のＢＦコネクタでは、光ファ
イバの整列部材としてマイクロフェルールのような高精
度に内径制御された部品を使用しているため、接続しよ
うとする光ファイバと同数のマイクロフェルールが必要
となることから、部品点数が増大し、組立工程が複雑に
なるという問題があった。また、マイクロフェルール自
体の価格が高く、光導波路部品全体の価格上昇を招いて
いた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたもので、多心光ファイバと
光素子アレイとを、高密度に、低損失に、かつ容易に接
続するための光導波路部品を安価に提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、光ファイバ整列部材を従来のマイクロフ
ェルールに代わり、Ｖ溝を形成した部材と蓋とからなる
構造を用いることにより構成した光ファイバ案内構造付
き光導波路部品であることを最大の特徴としている。

【００１４】Ｖ溝部材と蓋とから光ファイバ整列部材を
構成するため、基本的に２つの部品で多心の光ファイバ
接続が可能になり、そのことから、部品点数が大幅に削
減され、かつ組立工程も簡略化される。さらに、Ｖ溝部
材を安価で大量生産に好適な樹脂成形部品で構成するこ
とにより、低コスト化が図れる。

【００１５】また、Ｖ溝部材上に光導波路を搭載するた
めの基準面を形成することで、光導波路と光ファイバ整
列部材との接続において、高さ方向の位置合せが、光導
波路をこの基準面に搭載するだけで容易に実現可能であ
る。

【００１６】すなわち、本発明の請求項１の光ファイバ
案内構造付き光導波路部品は、Ｖ溝を形成した部材と蓋
とから構成される光ファイバ整列部材を設けた光ファイ
バ案内構造が、光導波路のコア中心と前記光ファイバ整
列部材の中心とを一致させて、前記光導波路の端部に接
続固定されていることを特徴とする。

【００１７】また、本発明の請求項２の光ファイバ案内
構造付き光導波路部品は、前記請求項１の光導波路部品
において、前記光ファイバ整列部材内に、該整列部材の
長さより短い光ファイバが設置されており、前記短い光
ファイバは、前記光導波路端面に、前記光ファイバのコ
アと光導波路コアが一致するように、密着して固定され
ていることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の請求項３の光ファイバ案内
構造付き光導波路部品は、前記請求項１の光導波路部品
において、前記光ファイバ整列部材を設けた光ファイバ
案内構造が、前記光導波路のコア中心に焦点位置を一致
させたマイクロレンズを介して接続固定されていること
を特徴とする。

【００１９】また、本発明の請求項４の光ファイバ案内
構造付き光導波路部品は、前記請求項１の光導波路部品
において、前記光ファイバ整列部材を構成するＶ溝部材
に、前記光導波路を搭載するための基準面が形成されて
いることを特徴とする。

【００２０】また、本発明の請求項５の光ファイバ案内
構造付き光導波路部品は、前記請求項１の光導波路部品
において、前記光ファイバ整列部材を構成するＶ溝部材
が樹脂成形部品により構成されていることを特徴とす
る。

【００２１】さらに、本発明の請求項６の光ファイバ案
内構造付き光導波路部品は、前記請求項１ないし５のい
ずれかの光導波路部品において、前記光導波路が多数の
コアから構成されており、前記光ファイバ案内構造は前
記多数のコアと同じ間隔で同数の光ファイバ設置用のＶ
溝を有する光ファイバ整列部材を有し、この光ファイバ
案内構造が、前記光導波路の各コア中心と前記光ファイ
バ整列部材の各中心が一致させて、前記光導波路の端部
に接続固定されていることを特徴とする。

【００２２】さらにまた、本発明の請求項７の光ファイ
バ案内構造付き光導波路部品は、前記請求項１ないし５
のいずれかの光導波路部品において、前記光導波路が多
数のコアから構成されており、前記光ファイバ案内構造
を構成する前記光ファイバ整列部材が複数個であり、こ
の光ファイバ案内構造が、前記光導波路の各コア中心と
前記複数の光ファイバ整列部材の各中心を一致させて、
前記光導波路の端部に接続固定されていることを特徴と
する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００２４】（実施形態例１）図１、図２および図３
に、本発明の光ファイバ案内構造付き光導波路部品の第
１の実施例を示す。図中、１は、４５度ミラー付き光導
波路である。この光導波路１は、例えば、重水素化ポリ
メチルメタクリレート（屈折率：１．４９０）等で構成
される２０本のコア１８と、紫外線（ＵＶ）硬化型エポ
キシ樹脂（屈折率：１．４７５）等で構成されるクラッ
ド１９とからなり、長さは１３ｍｍである。２は、４５
度ミラー部である。

【００２５】この光導波路１は、平面型光導波路の傾斜
端面作製方法（特願平８−２０２２７５）の実施例に従
って、作製した。このとき、コアの寸法は、４２μｍ×
４２μｍ、光導波路底面から、コア中心までの高さは、
７５μｍである。ＶＣＳＥＬの素子間隔に合わせて、コ
ア１８は２５０μｍピッチで形成した。

【００２６】２０は、素子間隔２５０μｍの１０チャン
ネルＶＣＳＥＬアレイであり、２個のＶＣＳＥＬアレイ
２０、２０は、中心間隔１０ｍｍで配置されている。１
０は、ＢＦコネクタと接続するための光ファイバ整列部
材であり、２５０μｍピッチで２０本の光ファイバと接
続可能である。ＶＣＳＥＬアレイ２０の配置間隔とＢＦ
コネクタの光ファイバ間隔を整合させるために、光導波
路１の途中に曲がり部を設けている。

【００２７】光ファイバ整列部材１０の構造は、次の通
りである。３は射出成形により作製した樹脂製のＶ溝部
材であり、このＶ溝部材３の各Ｖ溝３ａの長さは４ｍｍ
である。４はコ字形のガラス製の蓋である。Ｖ溝部材３
の各Ｖ溝３ａに光ファイバを配置し、前記蓋４を被せて
接着固定することにより、２５０μｍの等間隔に前記光
導波路数と同数の２０本の光ファイバを配置した光ファ
イバ整列部材が構成される。５は、Ｖ溝部材３の光導波
路１側の上面に形成された、光導波路を搭載するための
基準面であり、この基準面５から光ファイバ整列部材１
０に挿入した光ファイバのコア中心までの高さは、光導
波路１のコア１８の高さと同じ７５μｍに設定してあ
る。また、６は、前記基準面５上に設置した光導波路１
を押さえ固定するためのガラス板である。さらに、７
は、挿入した光ファイバが接触したとき、光導波路１内
に光ファイバがめり込むことを避けるために、Ｖ溝３ａ
内の光導波路１寄りに設置した長さ２ｍｍの短尺光ファ
イバである。

【００２８】前記構成の光導波路部品を以下の手順で作
製した。まず、樹脂製のＶ溝部材３の各Ｖ溝３ａ内に２
０本の短尺光ファイバ７を並べ、ガラス製の蓋４をＵＶ
硬化接着剤を用いて樹脂製のＶ溝部材３に固定する。こ
れにより、光ファイバ整列部材１０が完成する。従来の
マイクロフェルールを用いた構造に比べて、部品点数は
半分程度になり、組立工程時間は約１／１０に削減でき
た。また、射出成形により作製した樹脂部品（Ｖ溝部
材）を用いているため、大量生産に適しており、部品の
製造コストも大幅に低減可能である。

【００２９】短尺光ファイバ７と光導波路１との位置合
せは、以下の通りである。まず、前述したように、高さ
方向の位置合せは、光導波路１を基準面５に載せるだけ
で達成される。次に、顕微鏡下で短尺光ファイバ７の中
心を光導波路１のコア１８の中心に合わせることによ
り、平面方向位置合せが完了する。ＵＶ硬化接着剤を用
いて、押さえ部品であるガラス板６を介して、光導波路
１を樹脂製のＶ溝部材３に接着固定し、本発明の実施形
態例１の光導波路部品が完成する。

【００３０】この光導波路部品の光学特性を評価するた
め、ＶＣＳＥＬアレイ２０とＢＦコネクタ間をこの光部
品により接続した場合の挿入損失を測定した。波長０．
８５μｍ帯の１０チャンネルＶＣＳＥＬアレイ２０を光
導波路部品の４５度ミラー２の下方に２個配置し、各Ｖ
ＣＳＥＬからの出射光を４５度ミラー２を介して、光導
波路１の各コア１８に入射した。一方、光ファイバ整列
部材１０には、２０本の光ファイバを配置したＢＦコネ
クタプラグ（不図示）を接続し、光ファイバの他端から
の出力光強度を測定し、ＢＦコネクタ部を含めた挿入損
失を求めた。

【００３１】２０チャンネルの各挿入損失を測定した結
果、全てのチャンネルにおいて、１．７±０．２ｄＢで
あり、従来の部品に比べ、本発明は同等に低損失で均一
な光学特性を示した。

【００３２】（実施形態例２）図４は、本発明の光ファ
イバ案内構造付き光導波路部品の第２の実施形態例を示
す図である。実施例１で示した光導波路部品と、光導波
路および光ファイバ整列部材の部分は共通の構造を有す
るが、短尺光ファイバ７の代わりに、厚さ０．２５ｍｍ
のガラス板８を光導波路１と光ファイバ整列部材１０の
間に設置し、挿入した光ファイバが接触したとき、光導
波路１に光ファイバがめり込むことを防止している。

【００３３】実施形態例１と同様に作製することによ
り、本発明の実施形態例２の光導波路部便が完成した。

【００３４】この光導波路部品の光学特性を、実施例１
と同じ測定系を用いて評価した。この結果、２０チャン
ネルの各挿入損失を測定した結果、全てのチャンネルに
おいて、１．９±０．２ｄＢであり、従来の光導波路部
品に比べ、本発明は同等に低損失で均一な光学特性を示
した。

【００３５】（実施形態例３）図５は、本発明の光ファ
イバ案内構造付き光導波路部品の第３の実施形態例を示
す。実施形態例１で示したものと、光導波路および光フ
ァイバ整列部材の部分は共通の構造を有するが、短尺光
ファイバ７の代わりに、直径１２５μｍのマイクロセル
フォックレンズ９ａを２５０μｍピッチで並んで形成し
た厚さ０．８８ｍｍのレンズアレイ９を、光導波路１の
コア１８の中心に各レンズの焦点が一致するように設置
している。このレンズアレイ９は、光導波路１との結合
効率を向上させる効果とともに、挿入した光ファイバが
接触したとき、光導波路１に光ファイバがめり込むこと
を防止する効果も有する。

【００３６】実施形態例の１と同様に作製することによ
り、本発明の実施形態例３の光導波路部品が完成した。

【００３７】この光導波路部品の光学特性を実施例１と
同じ測定系を用いて評価した。この結果、２０チャンネ
ルの各挿入損失を測定した結果、全てのチャンネルにお
いて、１．８±０．２ｄＢであり、従来の光導波路部品
に比べ、本発明は同等に低損失で均一な光学特性を示し
た。

【００３８】なお、前記各実施例では、コア数が多数の
一つの光導波路に対して多数のＶ溝を有する一つの光フ
ァイバ整列部材を対応させた構成について、説明した。
しかし、本発明の構成は、さらに多くのコア数を持つ一
つの光導波路に対して、多数のＶ溝を有する別体の複数
の光ファイバ整列部材を取り付ける構造にも、適用でき
る。この場合は、前記各実施例において、一つの光導波
路に対して複数の光整列部材を対応させることのみ異な
り、その他の具体的構成は、同様であるので、詳しい説
明は、省略する。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多心光ファイバを固定したＢＦコネクタプラグに接続さ
れて前記光ファイバに光素子アレイを接続する役割を果
たす光ファイバ整列部材を、従来のマイクロフェルール
に代わり、Ｖ溝部材と蓋とからなる構成を用いることに
より構成しているため、部品点数が大幅に削減され、か
つ組立工数も簡略化される。さらに、Ｖ溝部材を安価で
大量生産に好適な樹脂成形品で構成することにより、低
コスト化が図れる。

【００４０】また、Ｖ溝部材に光導波路を搭載するため
の基準面を設けているため、光導波路と光ファイバ整列
部材との接続において、高さ方向の位置合わせが、光導
波路をこの基準面に搭載するだけで容易に実現可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１において作製した光ファイバ案内
構造付き光導波路部品の分解斜視図である。

【図２】実施形態例１において作製した光ファイバ案内
構造付き光導波路部品の側断面図である。

【図３】実施形態例１において作製した光ファイバ案内
構造付き光導波路部品の光ファイバ整列部材の縦断面図
である。

【図４】実施形態例２において作製した光ファイバ案内
構造付き光導波路部品の側面断面図である。

【図５】実施形態例３において作製した光ファイバ案内
構造付き光導波路部品の側面断面図である。

【図６】従来の光ファイバ案内構造付き光導波路部品の
分解斜視図である。

【図７】従来の光ファイバ案内構造付き光導波路部品の
側断面図である。

【図８】従来の光ファイバ案内構造付き光導波路部品の
光ファイバ整列部材の縦断面図である。

【図９】接続前のＢＦコネクタの構造の説明図である。

【図１０】接続後のＢＦコネクタの構造の説明図であ
る。

【符号の説明】

１光導波路２４５度ミラー３樹脂Ｖ溝部品３ａＶ溝４ガラス蓋５光導波路搭載基準面６押さえガラス板７短尺光ファイバ８ガラス板９マイクロセルフォックレンズアレイ９ａマイクロセルフォックレンズ１０光ファイバ整列部材１１光ファイバ整列部材１２マイクロフェルールＶＣＳＥＬアレイ１３多心光ファイバ１３′ 対向光ファイバ１４Ｖ溝基板１５ＢＦコネクタプラグ１６光素子アレイ１７ＢＦコネクタレセプタクル１８コア１９クラッド２０１０チャンネルＶＣＳＥＬアレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桂浩輔東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者安東泰博東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者天野道之東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者佐藤弘次東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者東野俊一東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者疋田真東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA24 DA04 DA06 DA12 DA17 2H043 AA03 AC01 AD03 AE02 AE23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｖ溝を形成した部材と蓋とから構成され
る光ファイバ整列部材を設けた光ファイバ案内構造が、
光導波路のコア中心と前記光ファイバ整列部材の中心と
を一致させて、前記光導波路の端部に接続固定されてい
ることを特徴とする光ファイバ案内構造付き光導波路部
品。
【請求項２】前記光ファイバ整列部材内に、該整列部
材の長さより短い光ファイバが設置されており、前記短い光ファイバは、前記光導波路端面に、前記光フ
ァイバのコアと光導波路コアが一致するように、密着し
て固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光
ファイバ案内構造付き光導波路部品。
【請求項３】前記光ファイバ整列部材を設けた光ファ
イバ案内構造が、前記光導波路のコア中心に焦点位置を
一致させたマイクロレンズを介して接続固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ案内構造
付き光導波路部品。
【請求項４】前記光ファイバ整列部材を構成するＶ溝
部材に、前記光導波路を搭載するための基準面が形成さ
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
案内構造付き光導波路部品。
【請求項５】前記光ファイバ整列部材を構成するＶ溝
部材が樹脂成形部品により構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案内構造付き光導波路
部品。
【請求項６】前記光導波路が多数のコアから構成され
ており、前記光ファイバ案内構造は前記多数のコアと同
じ間隔で同数の光ファイバ設置用のＶ溝を有する光ファ
イバ整列部材を有し、この光ファイバ案内構造が、前記
光導波路の各コア中心と前記光ファイバ整列部材の各中
心を一致させて、前記光導波路の端部に接続固定されて
いることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
載の光ファイバ案内構造付き光導波路部品。
【請求項７】前記光導波路が多数のコアから構成され
ており、前記光ファイバ案内構造を構成する前記光ファ
イバ整列部材が複数個であり、この光ファイバ案内構造
が、前記光導波路の各コア中心と前記複数の光ファイバ
整列部材の各中心を一致させて、前記光導波路の端部に
接続固定されていることを特徴とする請求項１ないし５
のいずれかに記載の光ファイバ案内構造付き光導波路部
品。