JP2001513913A - 光ファイバ取り付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 主要面と該主要面に垂直な縁面(14)とを有する平坦な基板(17)に光ファイバ(22)を取り付ける装置。光ファイバ(22)は基板(17)の主要面に設けられている溝(18)に置かれ、基板縁部を超えて伸びる。せん孔された透明なディスクのような機械式拘持具(24)は、光硬化性接着剤(17)などで基板端面(19)に固着され、主要面にほぼ垂直な方向の光ファイバ(22)の動きに抗する。

Description

【発明の詳細な説明】 光ファイバ取り付け装置 発明の分野 本発明は、実質的に平坦な基板に光ファイバを取り付ける装置、例えば光学回 路を担持するシリコン・チップに光ファイバを取り付ける置に関する。発明の背景 光チップ上に形成されたV形溝内に光ファイバを配置することによって、光フ ァイバを光チップに取り付けることが知られている。溝の内部での光ファイバの 軸方向の動きを阻止する接着剤やハンダによってファイバを溝の中に固定できる 。しかし、光ファイバは、溝からファイバを剥離させる力に抗して固く保持され てはいない。 チップ面に設けた機械式拘持具によってV形溝にファイバを固定すること、例 えば、拘持具とチップとの間にファイバを挟むことも知られている。しかし、こ の場合、拘持具はファイバを固定するとともにファイバの損傷や変形を避ける必 要があり、機械式拘持具の正確な位置決めが要求される。また、それは、複雑で コストのかかる解決策となりがちである。 光ファイバ用の改良された取り付け装置を提供することが本発明の目的である 。発明の開示 本発明によれば、主要面と、該主要面にほぼ垂直な縁面とを有する実質的に平 坦な基板にファイバを取り付ける装置が提供される。光ファイバは基板の主要面 に設けられた溝の内部に位置し、基板の縁部を超えて伸びる。基板の縁面に固着 された機械式拘持具によって、主要面にほぼ垂直な方向への光ファイバ の動きが押さえられる。 好ましくは、機械式拘持具は接着剤によって基板縁面に固着される。 好ましくは、機械式拘持具は光硬化性接着剤によって基板縁面に固着される。 好ましくは、機械式拘持具は光ファイバが通過する開口部を有する。 好ましくは、機械式拘持具は光ファイバが通過する開口部を設けたディスクで ある。 更に好ましくは、開口部は、前記縁面から離れた側の機械式拘持具の第一の側 に設けられ、光ファイバを通し易くするための案内部(lead-in)を備える。 好ましくは、前記縁面に面する機械式拘持具の第二の側に凹部を設けて接着剤 用のリザーバを設けることが望ましい。 好ましくは、機械式拘持具はコランダムなどのようなセラミックで作られる。 更に好ましくは、機械式拘持具は透明である。 機械式拘持具は時計製造用の石からなってもよい。 本発明の他の好ましい特徴は、以下の説明及び明細書添付の請求の範囲から明 らかになるであろう。図面の簡単な説明 添付図面を参照しながら、本発明の実施例を説明する。 図１は、特に、本発明の実施例に従う光ファイバ用取り付け装置を有する光学 装置の部分的に切断された斜視図である。 図2A、2Bおよび2Cは、上記取り付け装置の概略の平面図、斜視図及び側面図で ある。 図３は、図１と図２に示した取り付け装置の拡大断面図である。本発明を実施するための最良の形態 図１は、ケーシング11を備えた光学装置10を示す。保護用導入チューブ14が、 ケーシングの壁の穴の中を通ってケーシング11に連通している。 チューブ14は、光ファイバ22を収容し、光ファイバは、ケーシング11の内部に 取り付けたチップ17に設けられた光集積回路に接続する。 光ファイバ22は、通常の方法でチップ17の面に形成されたV形溝18の中に置か れる。ファイバは、接着剤やハンダによってV形溝の内部に固着してもよいし、 あるいは他の手段によって適所に固定することができる。V形溝18は、チップ上 のある位置(その位置から、光ファイバの中へまたは光ファイバの外へ光が伝達 される)からチップ17の縁部まで伸びる。チッブ17の縁面19に固着されたディス ク24に開口部２３が形成され、光ファイバ22はこの開口部の中を通る。 ディスク24は、光ファイバ22の、チップ17の面にほぼ垂直な方向の溝18から離 れる動きを押さえる。 ディスク24は、好ましくは、接着剤やハンダによってチップ17の縁部に固着さ れる。 V形溝中の接着剤やハンダは、V形溝18の中からファイバを軸方向に引っ張る力 のような剪断力に対しては十分な強さを有するが、張力に対しては比較的弱い。 すなわち、接着剤やハンダは、チップ17の面にほぼ垂直な方向に溝からファイバ を剥離させる力に対してはほとんど抵抗力を有さない。しかし、ディスク24は、 チップ縁部、すなわち、チップ17の面にほぼ垂直な表面19に接着剤やハンダによ って固着されている。したがって、V形溝からファイバを剥離させる力は、剪断 力としてこの接着ジョイントインターフェースに作用する。そのため、そのよう な力に対する取り付け装置の抵抗力は大幅に増加する。 ファイバまたはディスクをチップへ取り付ける前にディスク24の中にファイバ 22を通してもよい。一旦V形溝の内部にファイバ22が置かれると、チップ17の縁 部に係合するまでディスク24をファイバ22に沿ってスライドさせることができる 。図に示す方向に、ディスク24はファイバ22に支持され、フ ァイバの上側面、すなわち、チップの面から離れた側のファイバの表面はディス ク24の開口部の壁に接触する。ディスク24がこの位置でチップ17の縁部に付着す れば、それらの間に遊びを作ることなく、ファイバ自体に大きな圧力をかけるこ となく、また、ファイバに変形をきたすことなく、ファイバ22はディスク24によ ってチップ縁部に対し、適所に保持される。したがって、この追加の拘持具の性 能は、ディスクや開口部の正確な寸法には依存しない。また、ディスクは、それ 自体で最適な位置に来るので、精密な位置決め装置を必要としない。 ディスク24の中を通る開口部23の一方の側に、好ましくは案内部25が設けられ る。この案内部によって、光ファイバ22を溝18の中に置く前にディスク24の中へ ファイバ22を通すことが容易になる。案内部25は、円錐台の形状をしていてもよ いし、曲線状の壁を設けてもよい。 円形のディスク24は、時計製造用の石のオイル・カップから構成される、案内 部25を有する透明な時計用の鋼玉石である。0.8〜1.5mmの範囲の直径と、0.2〜0 .5mmの範囲の厚さと、１ミリメートルの80/1000〜300/1000の範囲の開口部直径 とを有する、そのような石は、簡単に購入することができる。したがって、特に 光ファイバの直径に関して最適なサイズを選択することができる。 図2A-2Cは、チップ17の縁部19に取り付けられたディスク24による、ファイバ2 2の取り付け装置の概略を更に例示する。 このディスクは、好ましくは、エポキシあるいはアクリレート接着剤のような 光硬化性接着剤によってチップ縁部に固着される。 透明な石をディスク24として使用すれば、ディスク24をチップ縁部に固着させ るために、急速固定UV硬化性接着剤を使うことが可能であり、熱硬化性接着剤に 比べて比較的短い時間で簡単に組立てを行うことができる。 これは、(ディスクが硬化用放射に対して不透明な場合におけるように)単に ジョイントの両端の間に接着ジョイントを形成するのでなく、チップ縁部に面す るディスクの表面のほとんどの部分で接着ジョイントを形成することを保証する 。 ディスク24のもう一方の側では、好ましくは、図３に示すように開口部23の周 りに凹部26を設ける。この凹部26によって接着剤27用のリザーバが提供される。 チップ17の縁部19に接してディスク24を置く前に凹部26に接着剤27を入れること ができる。上述したように、ディスク24はチップ縁部19に対して接着剤27によっ て固定される。さらに、凹部26に設けられたリザーバから提供される接着剤は毛 細管作用などによってV形溝18の中へ移り、ファイバ22がV形溝18の中に固定され る。 上述のディスクを使用することにより、基板へのファイバの取り付けの強さは 著しく改善される。この取り付け装置は、その使用中に、誤操作、振動および熱 による歪みに起因する力を受ける。これらの力はすべて、光ファイバに、溝18の 中から光ファイバ22を持ち上げたり、剥離させる曲げモーメントを加える。ディ スク24は、基板端面に固く取り付けられているので、そのような曲げモーメント に抵抗し、従って、基板に垂直な方向の光ファイバの動きに抗する機械式拘持具 として機能する。その結果、チップ縁部への光ファイバの非常に強固な取り付け が得られる。上述の実施例の変形例として、ディスク24を別の形の機械式拘持具 (実質的にU字形の部材など)と取り替えてもよい。このようなU字形の部材は、反 転位置で、チップ17の縁部に固着されたU字の脚部によりファイバに支持される 。このU字の基部はチップにほぼ垂直な方向の光ファイバの動きを抑える。 上記したように、ディスクは好ましくは時計用の石である。このディスクは、 鋼玉石、セラミック、ガラス、合成ルビーまたはその他の材料で作られたもので あってもよい。しかし、このディスクは別の形をしたものであってもよく、 他の適当な材料でつくられたものであってもよいことは明らかである。貫通開口 部(この開口部は必ずしも円形である必要はない)を備えた、四角形や六角形の部 材や、上述したようなU字形部材などの別の形の機械式拘持具を使用してもよい 。 好ましくは、ディスクは、該ディスクと基板との間のジョイントにおける熱に よる歪みを低減するために、該ディスクが固着する基板の熱膨張係数とほぼ同じ 熱膨張係数を有する。鋼玉石の熱膨張係数(７×10^-6mm/mm/c)は、シリコン基板( 2.5×10^-6mm/mm/c)の熱膨張係数に十分に近いので、−40℃〜＋85℃の範囲の温 度で生じる問題を避けることができることが分かっている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月７日（１９９８．１０．７） 【補正内容】 補正された請求の範囲 1．主要面と該主要面にほぼ垂直な縁面とを有する実質的に平坦な基板に光ファ イバを取り付ける装置において、光ファイバが前記基板の主要面に設けた溝の内 部に置かれ且つ該基板の縁部を超えて伸び、前記光ファイバの前記主要面にほぼ 垂直な方向の動きに抗するために、前記ファイバとチップの前記縁面のみに接し 且つ前記基板の前記縁面に固着された機械式拘持具を備える光ファイバ取り付け 装置。 2．機械式拘持具が基板の縁面に接着剤によって固着されている請求項１に記載 の取り付け装置。 3．機械式拘持具が基板の縁面に光硬化性接着剤によって固着されている請求項 ２に記載の取り付け装置。 4．機械式拘持具が、光ファイバが通過する開口部を備える請求項1、２または３ のいずれか一項に記載の取り付け装置。 5．機械式拘持具が、光ファイバが通過する開口部を備えたディスクである請求 項４に記載の取り付け装置。 6．前記開口部は、機械式拘持具の前記縁面から離れた第一の側に設けられ、該 開口部の中を前記光ファイバを通すことを容易にするための案内部を備える請求 項４または５に記載の取り付け装置。 7．接着剤用のリザーバを設けるために、機械式拘持具の前記縁部に面する第二 の側に凹部を設けた請求項４または５に記載の取り付け装置。 8．機械式拘持具がセラミック製である上記請求項のいずれか一項に記載の取り 付け装置。 9．機械式拘持具が鋼玉石製である請求項８に記載の取り付け装置。 10．機械式拘持具が透明である請求項３または請求項３に従属する請求項のいず れか一項に記載の取り付け装置。 11．機械式拘持具が時計製造用の石である上記請求項のいずれか一項に記載の取 り付け装置。 12．実質的に、添付図面を参照して説明した、あるいは添付図面に示した光ファ イバ取り付け装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1．主要面と該主要面にほぼ垂直な縁面とを有する実質的に平坦な基板に、光フ ァイバを取り付ける装置において、光ファイバが前記基板の主要面に設けた溝の 内部に置かれ且つ該基板の縁部を超えて伸び、前記光ファイバの前記主要面にほ ぼ垂直な方向の動きに抗するために、機械式拘持具が前記基板の前記縁面に固着 されている光ファイバ取り付け装置。 2．機械式拘持具が基板の縁面に接着剤によって固着されている請求項１に記載 の取り付け装置。 3．機械式拘持具が基板の縁面に光硬化性接着剤によって固着されている請求項 ２に記載の取り付け装置。 4．機械式拘持具が、光ファイバが通過する開口部を備える請求項1、２または３ のいずれか一項に記載の取り付け装置。 5．機械式拘持具が、光ファイバが通過する開口部を備えたディスクである請求 項４に記載の取り付け装置。 6．前記開口部は、機械式拘持具の前記縁面から離れた第一の側に設けられ、該 開口部の中を前記光ファイバを通すことを容易にするための案内部を備える請求 項４または５に記載の取り付け装置。 7．接着剤用のリザーバを設けるために、機械式拘持具の前記縁部に面する第 二の側に凹部を設けた請求項４または５に記載の取り付け装置。 8．機械式拘持具がセラミック製である上記請求項のいずれか一項に記載の取り 付け装置。 9．機械式拘持具が鋼玉石製である請求項８に記載の取り付け装置。 10．機械式拘持具が透明である請求項３または請求項３に従属する請求項のいず れか一項に記載の取り付け装置。 11．機械式拘持具が時計製造用の石である上記請求項のいずれか一項に記載の取 り付け装置。 12．実質的に、添付図面を参照して説明した、あるいは添付図面に示した光ファ イバ取り付け装置。