JP2001520401A - ハウジングから遮断された光学素子を有する光学装置 - Google Patents

ハウジングから遮断された光学素子を有する光学装置

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JP2001520401A JP2000516248A JP2000516248A JP2001520401A JP 2001520401 A JP2001520401 A JP 2001520401A JP 2000516248 A JP2000516248 A JP 2000516248A JP 2000516248 A JP2000516248 A JP 2000516248A JP 2001520401 A JP2001520401 A JP 2001520401A
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Abstract

(57)【要約】 光導波路素子（１１），光導波路素子のためのハウジング（２０）及び光導波路素子（１１）をハウジング（２０）に連結する連結部（３２）を含み、一方環境条件の変動で生じるハウジング（２０）の寸法変化により連結部にかかる力から光導波路素子を実質的に完全に遮断する光学装置（１０）。光学装置（１０）の作成方法及びハウジングからの光導波路素子の遮断方法が含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明は光学装置に関し、さらに詳しくは、ハウジングから遮断された光学素
子を有する光学装置に関する。
【０００２】関連技術の説明 狭波長帯域で光を反射する、反射すなわちブラッググレーティングは、ナノメ
ートル単位で測定されるチャネル間隔を一般に有する高精度光導波路素子をつく
る既知の方法により光導波路ファイバ（光ファイバ）で達成することができる。
このようなファイバブラッググレーティング素子は、例えば遠距離通信システム
におけるフィルタとして用いられる。
【０００３】 光ファイバのグレーティング領域の温度変化は、ファイバガラスの屈折率及び
物理的膨張の変化のために、ファイバブラッググレーティング素子の中心波長を
シフトさせる。すなわち、ファイバブラッググレーティング素子は動作温度範囲
で波長可変性を示す。この温度起因可変性は、ファイバブラッググレーティング
素子の使用を実用上困難にする。
【０００４】 ファイバブラッググレーティング素子を受動的に断熱化する一方法では、温度
変化に応答して光ファイバのグレーティング領域の張力を変化させることが必要
とされる。さらに詳しくは、グレーティング領域の張力を変化させることにより
ファイバブラッググレーティング素子の中心波長をシフトさせることができるか
ら、温度変化により生じた中心波長シフトはグレーティング領域における張力の
適切な変化により相殺することができる。
【０００５】 上記受動的断熱化法は、適切な張力をかけて、光ファイバを適当な負の熱膨張
温度係数を有する基板に取り付けることにより実施できる。設計パラメータを適
切に選択すれば、基板の寸法変化により生じる張力の相殺変化によって温度変化
による波長シフトを大きく低減することができる。
【０００６】 ファイバブラッググレーティング素子は光学装置を形成するためのハウジング
内に配置され、ファイバブラッググレーティング素子はハウジング内で環境から
保護される。従来、ファイバブラッググレーティング素子の基板は、面積が平均
約８０平方ミリメートル（ｍｍ２）であるが４０ないし４００ｍｍ２の範囲にあ
り、一般に厚さが０.１ないし０.５ミリメートル（ｍｍ）の基板の、ある面積を
覆う接着剤によりハウジングに直接連結されている。
【０００７】 −４０℃と８５℃の間の温度サイクルにおける光学性能のモニタを含む、環境
試験によれば、それでもなお、ファイバブラッググレーティング素子の中心波長
は温度変化に応答して望ましくない様態でシフトすることが示された。中心波長
の上記シフトはおそらく、ハウジングが温度及び湿度のような環境条件の変動に
より生じた寸法変化を受けたときに基板に望ましくない歪をつくりだす、ファイ
バブラッググレーティング素子のハウジングとの機械的結合に、少なくとも一部
は起因している。
【０００８】発明の概要 本発明の目的は上記問題を解決する光学装置を提供することにある。
【０００９】 本発明の別の目的は、ハウジング及び実質的にハウジングから遮断されている
すなわち結合されていない光導波路素子を有する光学装置を提供することにある
。
【００１０】 本発明のさらなる目的及び利点は以下の説明から明らかになるであろう。さら
なる利点は本発明の実施によっても知ることができよう。
【００１１】 概括的態様において、本発明は光導波路素子、光導波路素子のためのハウジン
グ、及び光導波路素子をハウジングに連結する連結部分を含み、一方環境条件の
変動で生じるハウジングの寸法変化により連結部にかかる力からは光導波路素子
が実質的に完全に遮断されている、光学装置を提供する。
【００１２】 さらなる態様において、本発明は光学素子の遮断方法を含む、本発明の光学装
置の作成方法を含む。
【００１３】 上記概要及び以下の詳細な説明はいずれも例示及び説明のためのものでしかな
く、特許請求の範囲に記載されているように、本発明を限定するものではないこ
とは当然である。
【００１４】好ましい実施の形態の説明 ここで本発明の好ましい実施の形態を詳細に述べる。
【００１５】 図１，３，及び５に概括的に示されるように、本発明に従う光学装置１０，４
０，５０は、光導波路素子１１，光導波路素子１１のためのハウジング２０，及
び光導波路素子１１をハウジング２０に取り付ける連結部３２，４２，５２を含
み、一方環境条件の変動で生じるハウジング２０の寸法変化により連結部３２，
４２，５２にかかる力からは光導波路素子１１が実質的に完全に遮断されている
。環境条件の変動には、例えば温度または湿度の変化あるいはハウジング２０に
かかる外力の変化がある。
【００１６】 上記第１から第３の実施の形態のそれぞれにおいて、光導波路素子１１にはブ
ラッググレーティングを有する光ファイバ１２が含まれ、ブラッググレーティン
グは光ファイバ１２の、光ファイバ１２を取付部材１８上に張力をかけて保持す
る、間隔をおいてつけられた、フリット１６及び１６'の間の部分にわたるグレ ーティング領域１４に通常の手段で形成される。間隔をおいてつけられたエポキ
シ取付部１７及び１７’が、光ファイバにかけられた長さ方向の力がグレーティ
ング領域１４に影響を及ぼさないように、光ファイバを固く留め付けている。取
付部材１８は、負の熱膨張温度係数を有し、よって光導波路素子１１を受動的に
断熱化する、β−ユークリプタイト・ガラスセラミックで形成されることが好ま
しい。取付部材１８はまた、光ファイバ１２に実効的に負の熱膨張係数を付与す
るように構成された異種材料の集成により形成することもできる。
【００１７】 ハウジング２０は基部構体２４及び蓋２６を有するケーシング部２２を含む。
ケーシング部２２は一般に（図示されていない）基板にボルトで固定される。ハ
ウジング２０はまた、基部構体２４から伸びる接合延長部２９及び２９’に嵌め
合わされた２個のゴム製エンドピース２８及び２８’も含む。ゴム製エンドピー
ス２８及び２８’は適当な接着層３０及び３０’により基部構体２４の両側に連
結される。ゴム製エンドピース２８及び２８’は、光ファイバ１２のハウジング
２０近くでの曲がりを防止するために役立つ。ハウジング２０の外部で光ファイ
バ１２に横方向荷重が与えられた場合に、ゴム製エンドピース２８及び２８’は
光ファイバ１２の曲げ半径を限定する。
【００１８】 ハウジング２０のケーシング部２２は気密であり、低熱膨張材料でつくられる
ことが好ましい。ケーシング部２２の作成には、市販の合金である金被覆コバー
（KOVAR）（登録商標）が、現在のところ好ましい低熱膨張金属材料である。コ バー（登録商標）は、反曲点が約４５０℃で、−８０℃より低いＭｓ（マルテン
サイトを形成し始める）温度をもつ、公称膨張係数がほぼ５ｐｐｍ／℃（２０〜
４００℃での熱膨張係数が５×１０-6）の鉄−ニッケル−コバルト合金（２９％
Ｎｉ−１７％Ｃｏ−５３％Ｆｅ）である。イムファイ株式会社（Imphy S.A.）で
製造されるディルバー−Ｐ（Dilver-P）合金のグレードは、カーペンタースチー
ル（Carpenter Steel）社のコバー（登録商標）合金に匹敵する。
【００１９】 ケーシング２２はまた成形材料で作成することもできる。例えば、ケーシング
部２２はベクトラ（VECTRA）（登録商標）のような液晶ポリマの成形により作成
することができる。このような材料のほとんどと同様に、ベクトラ（登録商標）
の熱膨張は極めて異方性が大きく、成形作業時の流れ条件に強く影響される。す
なわち時間が経つと、温度及び湿度の変化が成形ケーシング部２２を永久的に曲
げるかひねる（反らせる）。経時的な温度及び湿度の変化はまた成形ケーシング
部２２の永久的な線形寸法変化も生じさせる。従来の光学装置において、上記の
永久的な反り及び線形寸法変化は一般に光導波路素子が成形ケーシング部に連結
された後に生じ、よって光導波路素子に望ましくない力がかかる。
【００２０】 本発明に従えば、成形ケーシング部２２に（ベクトラ（登録商標）については
１２５ないし１３５℃で４ないし１８時間が好ましい）成形後アニールを施し、
光導波路素子１１を挿入する前に永久的な反り及び線形寸法変化を生じさせるこ
とができる。よって成形後アニールは、光導波路素子１１をハウジング２０に連
結した後におこる、環境条件変動により生じる永久的な寸法変化をかなり低減す
る。
【００２１】 例えば１２５℃で１６時間アニールで、長さ２.５インチ（約６３.５ｍｍ）の
ベクトラ（登録商標）成形ケーシング部に、０.０５０インチ（約１.２７ｍｍ）
（約２％）の永久的な長さ減少が得られた。これ以降、この成形ケーシング部に
はいかなる実質的な永久的反りまたは線形寸法変化も生じなかった。
【００２２】 図１及び２に示される第１の実施の形態において、連結部３２は、光導波路素
子１１とハウジング２０に接合される、互に離れた２つの接着体３４及び３４’
を含む。接着体３４及び３４’は、ハウジング２０により接着体３４及び３４’
に与えられる力から光導波路素子１１が実質的に完全に遮断されるような、剪断
弾性率及び寸法を有することが好ましい。接着体３４及び３４’は、−４０℃な
いし８５℃の一般的動作温度にわたり（１平方インチ当り１００ポンド（１００
ｐｓｉ）（約６.８９×１０５Ｐａ）より小さい）低剪断弾性率をもつ接着剤を 含むことがさらに好ましい。この必要条件を満たす特定のシリコーン接着剤は、
−４０℃での１５０ｐｓｉ（約１.０３×１０６Ｐａ）から８５℃での約７５ｐ ｓｉ（約５.１７×１０５Ｐａ）まで変化し、室温では約１００ｐｓｉの剪断弾 性率を有する、ＲＴＶ−３１４５（ダウコーニング（Dow Corning）社）である 。対応する接着体３４及び３４’の１つに接合すなわち固着される光導波路素子
１１の部分の面積は約２.５ないし１５ｍｍ２（両接着体に対して合計面積が約 ５ないし３０ｍｍ２）であり、光導波路素子１１とハウジング２０の間にわたる
方向での接着体３４及び３４’の厚さはほぼ１.２ｍｍであることが好ましい。 接着体３４及び３４’は、取付部材１８の中心に可能な限り近接し、それでもな
お衝撃試験時のような機械的衝撃及び振動条件下での接着が確保できる位置に付
けられることが好ましい。
【００２３】 第１の実施の形態の光学装置１０は、光導波路素子１１とハウジング２０との
間に配されたスペーサ部材３６をさらに含む。このスペーサ部材３６は光導波路
素子１１にもハウジング２０にも接合されない。スペーサ部材３６は硬くともよ
いが、柔軟であり一般的動作温度にわたり低剪断弾性率を有することが好ましく
、エラストマーフォームを含むことがさらに好ましい。現在のところ好ましいフ
ォームは、剪断弾性率が２ｐｓｉ（約１.３８×１０４Ｐａ）であった、ポロン （PORON）（登録商標）Ｓ２０００シリコーンフォーム（ロジャース社（Rogers
Corporation））である。スペーサ部材３６は、２個の接着体３４及び３４’を それぞれ受け入れる２つの孔３８及び３８’を有する。
【００２４】 光学装置１０は、接着体３４及び３４’を挿入する前に、孔３８及び３８’を
有するスペーサ部材３６をケーシング部２２に布置することにより、均一かつ手
軽に製造することができる。とりわけスペーサ部材３６は、接着体３４及び３４
’の厚さを定めるスペーサ部材３６の厚さ及び接着体３４及び３４’の幅及び位
置を制御する孔３８及び３８’をもつ、接着体３４及び３４’に対する鋳型とし
てはたらく。したがって、大きさ及び位置が均一な接着体３４及び３４’を有す
る光学装置１０を、寸法が均一なスペーサ部材３６を用いることにより、また体
積が精確に計量された接着剤を用いることにより、容易に製造することができる
。
【００２５】 図３及び４に示される第２の実施の形態においては、接着体３４及び３４’は
用いられない。代わりに、連結部４２は光導波路素子１１の取付部材１８とハウ
ジング２０との間に配されて、接着層４６及び４８により取付部材１８とハウジ
ング２０に接合された柔軟な支持部材４４を含む。この支持部材４４は、ハウジ
ング２０により支持部材４４に与えられる力から光導波路素子１１が実質的に完
全に遮断されるような、剪断弾性率及び寸法を有することが好ましい。支持部材
４４は一般的な動作温度にわたって（１００ｐｓｉより小さい）非常に低い剪断
弾性率を有することがさらに好ましい。支持部材４４は、ポロン（登録商標）Ｓ
２０００シリコーンフォームのようなエラストマーフォームを含むことがさらに
なお好ましい。光導波路素子１１とハウジング２０との間にわたる方向での支持
部材４４の厚さは約０.８ｍｍであることが好ましい。
【００２６】 接着層４６及び４８はそれぞれ、支持部材４４の上面の少なくとも一部を光導
波路素子１１の取付部材１８に接合し、支持部材４４の下面の少なくとも一部を
ハウジング２０に接合する。接着剤はＲＴＶ−３１４５が好ましいが、感圧接着
剤のようなその他の接着剤を用いることもできる。好ましい実施の形態において
は、光導波路素子１１の全面積（一般に約２００ｍｍ２）が支持部材４４の表面
部分に接合すなわち固着される。
【００２７】 図５及び６に示される第３の実施の形態においては、接合部５２がゲル５４に
より構成される。このゲル５４は、ハウジング２０によりゲル５４に与えられる
力から光導波路素子１１が実質的に完全に遮断されるような、剪断弾性率及び寸
法を有することが好ましい。ゲル５４は一般的な動作温度にわたって（１００ｐ
ｓｉより小さい）非常に低い剪断弾性率を有することがさらに好ましい。上記の
必要条件を満たすゲルには、いずれも２ｐｓｉより小さい剪断弾性率を有する、
ジェネラルエレクトリック（General Electric）シリコーンゲルＲＴＶ−６１２
６，ＲＴＶ−６１３６，ＲＴＶ−６１５６，及びＲＴＶ−６１６６が含まれる。
ハウジング２０に未硬化ゲル５４を置き、ゲル５４内に光導波路素子１１を挿入
し、さらに熱または紫外光照射のような通常の手段によりゲル５４を硬化させる
ことにより、光導波路素子１１をハウジング２０に固定することができる。好ま
しい実施の形態においては光導波路素子１１の底面の全面積がゲル５４に接合す
なわち固着され、光導波路素子１１とハウジング２０の間にわたる方向でのゲル
５４の厚さは約０．８ｍｍである。
【００２８】 本発明の現在のところ好ましい実施の形態は力吸収部材５６を含まないが、第
１及び第２の実施の形態は、光導波路素子１１とハウジング２０の側面のそれぞ
れとの間に配置された、光学装置１０，４０を使用する際の衝撃吸収能力を与え
るための力吸収部材５６を、さらに含むことができる。力吸収部材５６は、ポロ
ン（登録指標）Ｓ２０００フォームあるいは固形シリコーンゴムのようなシリコ
ーン材で形成することが好ましい。力吸収部材５６は、適当な接着剤により基部
構体２４または取付部材１８の一方に接着することが好ましい。
【００２９】 本発明の好ましい実施態様を説明したが、本発明の上述した及びその他の実施
態様の基礎となる原理にふれておくことが妥当である。線形弾性に関するフック
の法則に基づく下記の方程式を利用して、本発明に関し、ハウジング２０の寸法
変化により連結部３２，４２，５２にかかる力から光導波路素子１１を実質的に
完全に遮断できることが確認された： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ ここで： Ｆ０: 光導波路素子１１にかかる力； ｄ: （光導波路素子１１をハウジング２０に連結するときに定まる）初期位 置 に対する、環境条件の変動で生じるハウジング２０の寸法変化による
ハ ウジング２０の変位； Ａ: 光導波路素子１１が連結部３２，４２，５２に固着された部分または複 数の部分の合計面積； Ｇ': 連結部３２，４２，５２の剪断弾性率；及び ｔ: 光導波路素子１１とハウジング２０の間にわたる方向での連結部３２， ４２，５２の厚さ； である。
【００３０】 上記方程式から明らかなように、ハウジング２０から連結部３２，４２，５２
により光導波路素子１１に伝えられる力Ｆ０は、変位ｄ，面積Ａ，剪断弾性率Ｇ
',及び厚さｔの関数である。力Ｆ０は、変位ｄ，面積Ａ，または剪断弾性率Ｇ' を小さくするか、あるいは厚さｔを大きくすることにより、低減することができ
る。
【００３１】 第１の実施の形態において、連結部３２を介して光導波路素子１１に伝えられ
る力Ｆ０は面積Ａを小さし、厚さｔを大きくすることにより低減される。さらに
詳しくは、光導波路素子１１が接着体３４及び３４’に固着された部分の合計面
積Ａ（約５ないし３０ｍｍ２であることが好ましい）は、従来の光学装置におい
て光導波路素子が接着剤に固着されている部分の合計面積（一般に８０ｍｍ２）
よりかなり小さい。また接着体３４及び３４’の厚さｔ（約１.２ｍｍであるこ とが好ましい）は、従来の光学装置における厚さ（一般に０.１ないし０.５ｍｍ
）よりかなり大きい。
【００３２】 第２及び第３の実施の形態においては、光導波路素子１１に伝えられる力Ｆ０ は剪断弾性率Ｇ'を小さくし、厚さｔを大きくすることによって低減される。と りわけ、支持部材４４及びゲル５４の剪断弾性率Ｇ'（約２ｐｓｉより小さいこ とが好ましい）は、従来の光学装置に用いられる接着剤の剪断弾性率（一般に１
００ないし１,０００,０００ｐｓｉ（約６.８９×１０５〜約６.８９×１０９Ｐ
ａ））より相当小さい。また支持部材４４及びゲル５４の厚さｔ（それぞれ約０
.８ｍｍであることが好ましい）は、従来の光学装置における厚さ（一般に０.１
ないし０.５ｍｍ）よりかなり大きい。
【００３３】 成形ケーシング部２２を用いる本発明の実施の形態においては、光導波路素子
１１にかかる力Ｆ０は、従来の光学装置に比して、ハウジング２０の変位ｄを小
さくすることによっても低減できる。さらに詳しくは、成形ケーシング部２２を
アニールすることにより、アニールしなければ光導波路素子１１をハウジング２
０に連結した後に生じるはずの永久的な寸法変化（変位ｄ）がかなり小さくなる
。
【００３４】 本発明のより好ましい態様においては、変位ｄ，面積Ａ，剪断弾性率Ｇ'，及 び厚さｔを調節して、力Ｆ０を下記の条件を満足するように制限する： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) ここで： Ｆｈ: 環境条件変動で生じるハウジングの寸法変化により連結部３２，４２ ， ５２にかかる力； である。
【００３５】 光導波路素子１１のハウジング２０からの遮断をハウジング２０の線形変位に
関連して説明したが、本発明はひねりまたは曲げのようなハウジング２０のその
他の寸法変化により連結部にかかる力から光導波路素子１１を遮断することもで
きる。これらの力はよく知られた重畳原理から定めることができる。
【００３６】 本発明に従う光学装置の、ハウジング２０の寸法変化により連結部３２，４２
，５２にかかる力から光導波路素子１１を実質的に完全に遮断する能力が、３種
の光学装置に関する実験結果を示す図７に明らかにされている。第１の光学素子
は、ハウジングに入れられていない、β−ユークリプタイト・ガラスセラミック
取付部材を有する従来のファイバブラッググレーティング素子である。第２の光
学装置は同じタイプの従来のファイバブラッググレーティング素子を含むが、ベ
クトラ（登録商標）で形成されたハウジングに従来態様（面積Ａ＝８０ｍｍ２及
び厚さｔ＝０.４ｍｍのＲＴＶ−３１４５シリコーン）で接着したものである。 第３の光学装置は同じタイプの従来のファイバブラッググレーティング素子を含
むが、本発明の第１の実施の形態に従う連結部（合計面積Ａ＝１７ｍｍ２及び厚
さｔ＝０.８ｍｍの２個のＲＴＶ−３１４５シリコーン接着体）によりベクトラ （登録商標）で形成されたハウジングに連結したものである。
【００３７】 それぞれの光学装置を、それぞれの光学装置の底面の対向する縁で支持し、光
学装置の上面中心で光学装置に横向きにかかる力（すなわち環境条件の変化）を
受けさせることを含む、３点−曲げ試験にかけた。力をかけながら、光学装置の
中心波長を測定した。
【００３８】 図７に示されるように、ハウジングに入れられていないファイバブラッググレ
ーティング素子の中心波長は力に応じてかなり大きくシフトした。従来通りにハ
ウジングに入れられたファイバブラッググレーティング素子の中心波長のシフト
はより小さかったとはいえ、許容できる値ではなかった。本発明に従う光学装置
の中心波長はほとんどシフトしなかった。
【００３９】 本発明に従う光学装置において、光導波路素子はハウジングの寸法変化により
連結部にかかる力から実質的に完全に遮断される。言い換えれば、通常の動作条
件の下では光学特性に許容限度をこえる偏差を生じさせるような荷重が光導波路
素子にかからない。
【００４０】 本発明の範囲または精神から逸脱することなく本発明の装置に多様な改変及び
変形がなされ得ることは同業者には明らかであろう。例えば、ブラッググレーテ
ィングを有する光導波路素子に関して好ましい実施の形態を説明したが、本発明
のある態様は、力がかけられると悪影響を受けるその他の光導波路素子に適用で
きる。ある温度範囲にわたりグレーティングに一定の張力を維持するように取付
部材（石英ガラスのような低膨張基板が好ましい）に取り付けられた、長周期グ
レーティングをもつ光ファイバを含む光導波路素子が、明確な例である。長周期
グレーティング素子はハウジングから伝えられた力により悪影響を受けるから、
本発明の適用が有益である。ある態様は、光結合器または増幅器のようなその他
の適当な光導波路素子にも適用できる。
【００４１】 さらなる例として、第１の実施の形態の光学装置は２個の孔をもつスペーサ部
材を含むが、スペーサ部材は接着体を受け入れるための大きな孔を１つ有してい
てもよく、またスペーサ部材を全く除去してしまってもよい。さらにまた別の例
として、第３の実施の形態の光導波路素子はゲルの頂部に配置されるが、光導波
路素子をゲルで完全に封じてもよい。
【００４２】 本発明は、光学素子がハウジングから遮断されている本発明の光学装置の作成
方法をさらに含む。本発明の方法はハウジングからの光学素子の遮断及び上述し
た本発明の光学装置の作成に利用されるその他の工程を含む。
【００４３】 本発明のその他の実施の形態は本明細書の検討及び本明細書に開示された本発
明の実施から同業者には明らかであろう。本明細書及び実施例は単に例示的なも
のと見なされるべきであり、本発明の真の範囲及び精神は特許請求の範囲に示さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従う光学装置の第１の実施の形態の断面図である
【図２】 図１の線２−２に沿ってとられた光学装置の第１の実施の形態の断面図である
【図３】 本発明に従う光学装置の第２の実施の形態の断面図である
【図４】 図３の線４−４に沿ってとられた光学装置の第２の実施の形態の断面図である
【図５】 本発明に従う光学装置の第３の実施の形態の断面図である
【図６】 図５の線６−６に沿ってとられた光学装置の第３の実施の形態の断面図である
【図７】 ファイバブラッググレーティング素子、ファイバブラッググレーティング素子
をもつ従来の光学装置、及び本発明に従うファイバブラッググレーティング素子
をもつ光学装置に力を印加することにより生じた波長シフトを比較したグラフで
ある
【符号の説明】
１０ 光学装置 １１ 光導波路素子 ２０ ハウジング ３２ 連結部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ウェディング，ブレント エム アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング イースト サード ストリ ート ３ (72)発明者 ウェイドマン，デイヴィッド エル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング アッパー ドライヴ 17 Ｆターム(参考） 2H038 AA21 BA24 2H050 AB03Z AD16

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学装置において： 光導波路素子； 前記光導波路素子のためのハウジング；及び 前記光導波路素子を前記ハウジングに取り付ける連結部であって、環境条件の
    変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部にかかる力から前記光
    導波路素子を実質的に完全に遮断する連結部； を含むことを特徴とする光学装置。
  2. 【請求項２】 前記光導波路素子が取付部材に取り付けられたブラッググレ
    ーティングをもつ光ファイバを含むことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
  3. 【請求項３】 前記光導波路素子が取付部材に取り付けられた長周期グレー
    ティングをもつ光ファイバを含むことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
  4. 【請求項４】 前記ハウジングが金属でつくられたケーシング部を含むこと
    を特徴とする請求項１記載の光学装置。
  5. 【請求項５】 前記ハウジングがポリマを含む材料でつくられた成形ケーシ
    ング部を含むことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
  6. 【請求項６】 前記成形ケーシング部が環境条件の変動で生じる前記ハウジ
    ングの寸法変化を制限するための成形後アニールを施されていることを特徴とす
    る請求項５記載の光学装置。
  7. 【請求項７】 前記連結部が前記光導波路素子及び前記ハウジングに接合さ
    れた互いに離れている接着体を含むことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
  8. 【請求項８】 前記連結部が前記光導波路素子及び前記ハウジングに接合さ
    れた互いに離れている接着体をただ２つ有していることを特徴とする請求項７記
    載の光学装置。
  9. 【請求項９】 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間に配置され、少な
    くとも１つの前記接着体を受け入れる少なくとも１つの孔を有するスペーサ部材
    をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の光学装置。
  10. 【請求項１０】 前記接着体のそれぞれが相異なる孔に受け入れられること
    を特徴とする請求項９記載の光学装置。
  11. 【請求項１１】 前記スペーサ部材がエラストマーフォーム層を含むことを
    特徴とする請求項９記載の光学装置。
  12. 【請求項１２】 請求項７記載の光学装置において： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記接着体に固着されている部分の合計面積； Ｇ': 前記接着体の剪断断弾性率；及び ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記接着体 の厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たすことを特徴とする光学装置。
  13. 【請求項１３】 前記連結部が、前記光導波路素子と前記ハウジングとの間
    に配置され、一方の表面の少なくとも一部が前記光導波路素子に接合されまた他
    方の表面の少なくとも一部が前記ハウジングに接合されている柔軟な支持部材を
    含むことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
  14. 【請求項１４】 前記柔軟な支持部材がエラストマーフォーム層を含むこと
    を特徴とする請求項１３記載の光学装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１３記載の光学装置において： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記柔軟な支持部材の前記一方の表面に固着されて いる部分または複数の部分の合計面積； Ｇ': 前記柔軟な支持部材の剪断断弾性率；及び ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記柔軟な 支持部材の厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たすことを特徴とする光学装置。
  16. 【請求項１６】 前記連結部がゲルを含むことを特徴とする請求項１記載の
    光学装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載の光学装置において： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記ゲルに固着されている部分または複数の部分の 合計面積； Ｇ': 前記ゲルの剪断断弾性率；及び ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記ゲルの 厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たすことを特徴とする光学装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１記載の光学装置において： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記連結部に固着されている部分または複数の部分 の合計面積； Ｇ': 前記連結部の剪断断弾性率； ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記連結部 の厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たすことを特徴とする光学装置。
  19. 【請求項１９】 前記光導波路素子と前記ハウジングの側面のそれぞれとの
    間に配置された力吸収部材をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の光学装
    置。
  20. 【請求項２０】 光学装置の作成方法において: 光導波路素子を提供し; 前記光導波路素子のためのハウジングを提供し； 前記光導波路素子と前記ハウジングに連結部を取り付ける各工程を含み；ここ
    で前記連結部は前記素子を前記ハウジングに取り付けるが、環境条件の変動で生
    じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部にかかる力から前記光導波路素
    子を実質的に完全に遮断することを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】 前記光導波路素子が取付部材に取り付けられた光ファイバ
    グレーティングを含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 ハウジングを提供する前記工程が、成形ケーシング部を提
    供する工程及び環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化を制限するた
    めに前記成形ケーシング部に成形後アニールを施す工程を含むことを特徴とする
    請求項２０記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記取付工程が、前記光導波路素子及び前記ハウジングに
    互に離れている接着体を接合する工程を含むことを特徴とする請求項２０記載の
    方法。
  24. 【請求項２４】 前記接合工程が、前記光導波路素子及び前記ハウジングに
    互に離れている接着体をただ２つ接合する工程を含むことを特徴とする請求項２
    ３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にスペーサ部材
    を配置する工程をさらに含み、前記スペーサ部材は少なくとも１つの前記接着体
    を受け入れる少なくとも１つの孔を有することを特徴とする請求項２３記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】 請求項２３記載の方法において、前記取付工程が： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記互に離れている接着体に接合されている部分の 合計面積； Ｇ': 前記接着体の剪断断弾性率；及び ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記互に離 れている接着体の厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たす工程を含むことを特徴とする方法。
  27. 【請求項２７】 前記取付工程が、前記光導波路素子と前記ハウジングとの
    間に柔軟な支持部材を配置し、前記柔軟な支持部材の一方の表面の少なくとも一
    部を前記光導波路素子に接合しまた前記柔軟な支持部材の他方の表面の少なくと
    も一部を前記ハウジングに接合する工程を含むことを特徴とする請求項２０記載
    の方法。
  28. 【請求項２８】 請求項２７記載の方法において、前記取付工程が： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記柔軟な支持部材の前記一方の表面に接合されて いる部分または複数の部分の合計面積； Ｇ': 前記柔軟な支持部材の剪断断弾性率；及び ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記柔軟な 支持部材の厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たす工程を含むことを特徴とする方法。
  29. 【請求項２９】 前記取付工程がゲルを取り付ける工程を含むことを特徴と
    する請求項２０記載の方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２９記載の方法において、前記取付工程が： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記ゲルに接合されている部分または複数の部分の 合計面積； Ｇ': 前記ゲルの剪断断弾性率；及び ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記ゲルの 厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たす工程を含むことを特徴とする方法。
  31. 【請求項３１】 請求項２０記載の方法において、前記取付工程が： Ｆ０: 前記光導波路素子にかかる力； Ｆｈ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化により前記連結部 にかかる力； ｄ: 環境条件の変動で生じる前記ハウジングの寸法変化による前記ハウジン グの変位； Ａ: 前記光導波路素子が前記連結部に接合されている部分または複数の部分 の合計面積； Ｇ': 前記連結部の剪断断弾性率； ｔ: 前記光導波路素子と前記ハウジングとの間にわたる方向での前記連結部 の厚さ； であり： Ｆ０＝(ｄ×Ａ×Ｇ')/ｔ であるときに、条件： Ｆ０＜０.１０(Ｆｈ) を満たす工程を含むことを特徴とする方法。
  32. 【請求項３２】 前記光導波路素子と前記ハウジングの側面のそれぞれとの
    間に力吸収部材を配置する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の
    方法。
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