JP2002072016A

JP2002072016A - 光ファイバアレイおよび光部品

Info

Publication number: JP2002072016A
Application number: JP2000267483A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Yokomachi; 之裕横町
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2002-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】組立の作業性がよく、光ファイバを高精度で
位置決めして組付けることができる光ファイバアレイと
光部品を提供する。【解決手段】光ファイバアレイは、両側にダミーファ
イバ１７を配置して、複数本の光ファイバ１６をＶ溝１
４，１５を形成したアレイ基板１１と押さえ部材１３に
より整列固定するように構成される。Ｖ溝１４，１５の
後方部にダミーファイバおよび光ファイバを挿通する通
し孔１４ａ，１５ａを設け、該通し孔はＶ溝１４，１５
に連通している。また、ダミーファイバ１７が光ファイ
バ１６と同一外径である場合は、ダミーファイバ用Ｖ溝
１５は、光ファイバ用Ｖ溝１４より深く形成され、ダミ
ーファイバ用Ｖ溝１５と光ファイバ用Ｖ溝１４とが同一
深さで形成されている場合は、ダミーファイバ１７の外
径は光ファイバ１６の外径より小さいものが使用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバをＶ溝
基板を用いて整列固定する光ファイバアレイに関し、特
に整列させる光ファイバの本数が少ない場合の光ファイ
バアレイの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信システムにおいて、複数
の光ファイバを所定の間隔で基板上に配列固定し、その
端面を機械研磨等で処理し、他の導波路、光学素子や光
コネクタとの接続を行なっている。光ファイバの配列固
定には、一般的に、アレイ基板上に所定の間隔で設けた
Ｖ溝に光ファイバを入れて整列させ、押さえ部材で固定
する光ファイバアレイを用いている。

【０００３】図５に、従来のＶ溝を用いた光ファイバを
固定する一例（特開平５−２６４８４４号公報）を示
す。図中、１は光ファイバ、２は受圧棒材、３は基板、
４はＶ溝、５は凹部、６は押さえ部材を示す。樹脂被覆
の除去された光ファイバ１は、Ｖ溝４に入れて整列さ
れ、押さえ部材６で押さえることにより、Ｖ溝４の傾斜
壁面に接する２点と押さえ部材６の押圧点の３点で位置
決めして固定される。

【０００４】この図５に示す例は、配列固定する光ファ
イバ１の本数が２本程度という、比較的光ファイバ本数
が少ない場合の構成を開示している。光ファイバの本数
が少なく、また近接して配列すると、押さえ部材６で光
ファイバ１を押さえたとき、押さえ部材６が傾動して、
光ファイバ１を確実に保持することができなる。そこ
で、光ファイバの両側に光ファイバと同じ径の受圧棒材
２（光ファイバ１と同じような光ファイバを使用。以
下、ダミーファイバという）を配置し、押さえ部材６の
押圧点が多少ずれても、光ファイバ１を確実に保持固定
する技術が開示されている。

【０００５】図５で、押さえ部材６が、中央の２本の光
ファイバ１および両側に配されたダミーファイバ２に対
して、均一に接触し均一に押圧力を分散するには、極め
て高精度な加工を必要とする。ダミーファイバ２の使用
により、光ファイバの保持固定が改善できるとしても、
Ｖ溝４の形成において、ある程度の製造誤差が生じるこ
とは避けられない。この製造上の誤差により、例えば、
押さえ部材６は、ダミーファイバ２を接触押圧するが、
光ファイバ１には接触しないという場合もあり得る。こ
の場合、光ファイバ１は、浮いた形の不安定な状況にな
り、最終的に樹脂で接着固定されるとしても、位置ずれ
が生じる。

【０００６】また、光ファイバの本数が少ない光部品で
は、Ｖ溝基板は、２ｍｍ幅程度の非常に小さなものとな
る。このため、光ファイバ１およびダミーファイバ２を
Ｖ溝４内にそれぞれ入れる作業、また、接着時まで手で
押さえるなどして、その状態を維持しなければならず、
取り扱いにかなりの注意力を注がなければならなかっ
た。また、光ファイバ１の本数が少ない場合、光ファイ
バ間のピッチ、相対位置関係は数ミクロン以下の高精度
を要求されることが多い。

【０００７】

【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、組立の作業性がよく、光フ
ァイバを高精度で位置決めして組付けることができる光
ファイバアレイと光部品を提供する。

【０００８】

【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、両側にダミーファイバを配置して、複数本の光フ
ァイバをＶ溝を形成したアレイ基板と押さえ部材により
整列固定する光ファイバアレイであって、Ｖ溝の後方部
にダミーファイバおよび光ファイバを挿通する通し孔を
設け、該通し孔はＶ溝に連通していることを特徴とす
る。また、ダミーファイバは光ファイバと同一外径であ
る場合は、ダミーファイバ用Ｖ溝は、光ファイバ用Ｖ溝
より深く形成されていることを特徴とする。ダミーファ
イバ用Ｖ溝および光ファイバ用Ｖ溝が同一深さで形成さ
れている場合は、ダミーファイバの外径は光ファイバの
外径より小さいことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図により説
明する。図１は、光ファイバが整列配置されるアレイ基
板と押さえ部材をを示す。図中、１１はアレイ基板、１
２は保持部材、１３は押さえ部材、１４は光ファイバ用
Ｖ溝、１５はダミーファイバ用Ｖ溝を示す。

【００１０】アレイ基板１１、保持部材１２および押さ
え部材１３は、いずれもシリコン、パイレックス（登録
商標）ガラス、ジルコニア等のウエハーで形成される。
アレイ基板１１は、上面の中央近くに台部１１ａを有し
ている。この台部の前方は、台部１１ａより低くされた
平坦なファイバ整列部１１ｂで形成され、台部１１ａの
後方は、ファイバ整列部１１ｂより多少低くされた平坦
な被覆支持部１１ｃおよびチューブ支持部１１ｄで形成
されている。

【００１１】アレイ基板１１の上面には、光ファイバ用
Ｖ溝１４と、この光ファイバ用Ｖ溝の両側にダミーファ
イバ用Ｖ溝１５が形成されている。なお、光ファイバ用
Ｖ溝１４は、光ファイバが互いに接する程度に近接して
配列されるような間隔で形成される。Ｖ溝１４，１５は
ファイバ整列部１１ｂから台部１１ａの後端まで連通す
る形で延びていて、ファイバ整列部１１ｂから台部１１
ａに連なるＶ溝の底部の位置は同じである。したがっ
て、高さの高くなっている台部１１ａでのＶ溝の深さ
は、ファイバ整列部１１ｂのＶ溝の深さより深くなって
いる。

【００１２】保持部材１２は、台部１１ａ上に、前端位
置を合わせて接着等により取付け固定される。この、保
持部材１２の取付で台部１１ａには、Ｖ溝１４，１５に
よる三角形状の通し孔１４ａ，１５ａが形成される。こ
の通し孔１４ａ，１５ａは、光ファイバおよびダミーフ
ァイバが自由に挿通できるものである。

【００１３】図２は、図１のアレイ基板１１上に、光フ
ァイバおよびダミーファイバを仮配設した状態を示す。
図中、１６は光ファイバ、１７はダミーファイバ、１８
は光ファイバ被覆、１９は保護チューブを示す。光ファ
イバ１６およびダミーファイバ１７は、通し孔１４ａ，
１５ａの後方から挿通するだけで、Ｖ溝１４，１５にセ
ットされる。そして、光ファイバ被覆１８の部分は、平
坦に形成された被覆支持部１１ｃに載せられる。光ファ
イバ被覆１８上には、光ファイバ固定の後に、さらに保
護チューブ１９が被せられ、その端部はチューブ支持部
１１ｄに載せられる。また、ダミーファイバ１７の被覆
部分は、光ファイバが固定された後は、カットされる。

【００１４】以上のようにセットされた状態で、光ファ
イバ１６およびダミーファイバ１７は、後方から引き抜
き力が加えられなければ、手を離してもアレイ基板１１
から外れることはない。この状態で、光ファイバ１６お
よびダミーファイバ１７の先端部分は、押さえ部材１３
により、夫々のＶ溝１４，１５内に押圧され、Ｖ溝の２
つの壁面と押圧部材の面による３点支持で固定される。
固定には、半田の充填、接着剤の充填等の周知の方法で
行なわれる。

【００１５】図３は、アレイ基板１１上に配置された光
ファイバ１６およびダミーファイバ１７の状態を説明す
る図である。図３（Ａ）は、保持部材１２により形成さ
れた通し孔１４ａ，１５ａでの光ファイバ１６およびダ
ミーファイバ１７の保持状態を示す。光ファイバ１６お
よびダミーファイバ１７は、通し孔１４ａ，１５ａ内で
は固定されておらずフリー状態であり、保持される位置
がばらついていてもかまわない。

【００１６】図３（Ｂ）〜図３（Ｄ）は、押さえ部材１
３により光ファイバ１６およびダミーファイバ１７をＶ
溝１４，１５内に押圧して固定する状態を示す。図３
（Ｂ）は、互いに近接配置された光ファイバ１６と両側
に離れて配置されるダミーファイバ１７の夫々の突出頂
部１６ａ，１７ａのレベルが一致し、押さえ部材１３に
接触して均一な押圧力で押圧された理想状態を示す。し
かしながら、製造上の誤差もあるので、必ずしもこの様
な理想状態で保持できるとは限らない。

【００１７】ダミーファイバ１７側の突出頂部１７ａの
レベルが、光ファイバ１６側の突出頂部１６ａのレベル
より大きいと、光ファイバ１６は浮き状態となって光フ
ァイバの位置、間隔が正確に得られなくなる。反対に光
ファイバ１６側の突出頂部１６ａのレベルがダミーファ
イバ１７側の突出頂部１７ａより大きいと、押さえ部材
１３は多少傾いて、光ファイバ１６を全て、均一に押圧
しないかも知れない。しかし、光ファイバ１６間の間隔
は小さく、光ファイバ１６とダミーファイバ１７の間隔
は大きくとられているので、押さえ部材１３が多少傾い
ても光ファイバ１６の変動は、数ミクロン以下の極めて
微小の範囲に収めることができる。

【００１８】図３（Ｃ）および図３（Ｄ）は、この様な
製造上の誤差を予め見込んで、ダミーファイバ１７の突
出頂部１７ａのレベルが光ファイバ１６の突出頂部１６
ａのレベルよりレベル差Ｔだけ低くなるように設定して
おくことを示すものである。レベル差Ｔとしては、製造
誤差範囲から光ファイバ１６の外径の５〜１５％位が望
ましい。

【００１９】レベル差Ｔを得る方法として、図３（Ｃ）
に示すように、ダミーファイバ１７に光ファイバ１６と
同じものまたは同一径のものを使用する場合は、ダミー
ファイバ用Ｖ溝１５の深さを、光ファイバ用Ｖ溝１４の
深さより、多少深く形成することで容易に得られる。ま
た、図３（Ｄ）に示すように、ダミーファイバ用Ｖ溝１
５の深さと光ファイバ用Ｖ溝１４の深さを同じにする場
合は、ダミーファイバ１７に光ファイバ１６の径より、
多少小さいものを使用することで容易に得られる。

【００２０】次に、上述した本発明の具体例を、図４に
示す光デバイスにＹＡＧ溶接により実装した例で説明す
る。光デバイスには、ＬＤ、ＰＤ等のアクティブなもの
の他、サーキュレータ、アイソレータ等のパッシブなも
のがある。図中、２０はアレイ組立体、２１、２２は接
着樹脂、２３は保護スリーブを示し、その他、図１〜図
３で説明した符号を用いて詳細説明を省略する。

【００２１】図１および２に戻って、アレイ組立体２０
について説明する。アレイ基板１１、保持部材１２およ
び押さえ部材１３には、何れもシリコンウエハを用い
る。アレイ基板１１の上面側には、ダイヤモンド製のＶ
字ブレード等を用いて基板全長に亘って中心間隔０．１
５ｍｍで２条の光ファイバ用Ｖ溝１４を形成し、Ｖ溝１
４の両側にダミーファイバ用Ｖ溝１５を形成する。ダミ
ーファイバ用Ｖ溝１５は、中心間隔が１ｍｍ程度で、Ｖ
溝１４より多少深め目に形成される。Ｖ溝１４．，１５
の形成の後、平面研磨により、ファイバ整列部１１ａ、
被覆支持部１１ｃ、チューブ支持部１１ｄを形成する。

【００２２】この後、アレイ基板１１は、欠けの発生を
避けるため、面取り処理が行なわれる。また、保持部材
１２および押さえ部材１３も同様な目的で、面取り処理
が行なわれる。次いで、アレイ基板１１のファイバ整列
部１１ａとＶ溝表面、および押さえ部材１３の下面に、
半田付着のための金が蒸着される。そして、台部１１ａ
に保持部材１２を接着して取付け、通し孔１４ａ，１５
ａを形成して、図１に示すチップ化されたアレイ組立体
の部材を作る。

【００２３】光ファイバ１６には、公称外径１２５μｍ
の光デバイスとの接続に適したＴＥＣファイバ（Ｔｈｅ
ｒｍａｌｙＥｘｐａｎｄｅｄＣｏｒｅ）が用いられ
る。ダミーファイバ１７には、通常の公称外径１２５μ
ｍの光ファイバを使用するが、光ファイバ１６と全く同
じものであってもよい。

【００２４】光ファイバ１６およびダミーファイバ１７
は、アレイ基板１１の後方側から、通し孔１４ａ，１５
ａに挿通し、ファイバ整列部１１ｂで端部を揃える。ま
た、ファイバ被覆１８の部分を瞬間接着材で被覆支持部
１１ｃに仮止めしておく。この後、光ファイバ１６およ
びダミーファイバ１７は、押さえ部材１３で押圧され、
Ｖ溝１４，１５により位置決めされる。そして、アレイ
組立体の先端部を溶融半田浴に浸し、超音波振動と金蒸
着面の表面張力により、ファイバ整列部１１ｂと押さえ
部材１３およびＶ溝の隙間部分に半田を充填し、押さえ
部材１３およ光ファイバ１６とダミーファイバ１７を固
定する。半田材にはＰｂ−Ｓｎ系の合金にＳｂ，Ａｌ，
Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃｕ等の添加剤を加えたものが使用され
る。半田処理の後は、溶融半田による熱歪を除去するた
めにアニ−ルが行なわれる。

【００２５】なお、半田ファイバ固定に半田を用いたの
は、光デバイスを基板に実装する際、１５０℃位の高温
になるので、耐熱性を持たせるためである。したがっ
て、温度が低い光部品に適用する場合は、接着樹脂で固
定してもよく、この場合、半田付着のための金蒸着も不
要である。

【００２６】この後、図４で示すように、固定部材１２
の後部側は接着樹脂２１で固定される。そして、光ファ
イバ１６の固定が行なわれた後、アレイ組立体２０の前
端部２０ａが研磨され、６〜８度の傾斜角度を持つ端面
に加工される。また、光ファイバ１６の固定が行なわれ
た後は、ダミーファイバ１７の被覆が施された後方の部
分は、不要となるのでカットされる。光ファイバ被覆１
８には、外径０．９ｍｍの保護チューブ１９が被せら
れ、保護チューブ１９の端部をチューブ支持部１１ｄに
載せ、接着樹脂２２により固定する。

【００２７】以上のように構成したアレイ組立体２０
は、円筒状のスリーブ３０内にアレイ組立体の前端部２
０ａをスリーブ先端面から所定量突出させて挿入配置
し、接着樹脂等を注入し固定する。なお、保護チューブ
１９の他端には、光コネクタ部品（図示せず）等が接続
される。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、アレイ
基板上に形成したＶ溝を覆う保持部材でファイバの通し
孔を設けることにより、光ファイバおよびダミーファイ
バを一本ずつ通し孔に挿入する形で、微小なアレイ基板
に容易にセットすることができる。これにより、組立て
の作業性がよく、押さえ部材による固定も確実に高精度
で行なうことが可能となる。

【００２９】また、ダミーファイバの突出頂部のレベル
を光ファイバの突出頂部のレベルより多少低く設定して
おくことにより、製造誤差による光ファイバの固定不良
を解消し、確実な固定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ファイバのアレイ組立体を示す
図である。

【図２】図１に示すアレイ組立体に、光ファイバおよび
ダミーファイバをセットした図である。

【図３】本発明による光ファイバおよびダミーファイバ
の位置、配列状態を説明する図である。

【図４】本発明を光デバイスにＹＡＧ溶接により実装し
た例を示す図である。

【図５】従来の光ファイバのアレイ組立体の例を示す図
である。

【符号の説明】

１１…アレイ基板、１１ａ…台部、１１ｂ…ファイバ整
列部、１１ｃ…被覆支持部、１１ｄ…チューブ支持部、
１２は保持部材、１３は押さえ部材、１４は光ファイバ
用Ｖ溝、１５はダミーファイバ用Ｖ溝、１４ａ，１５ａ
…通し孔、１６…光ファイバ、１７…ダミーファイバ、
１８…光ファイバ被覆、１９…保護チューブ、２０…ア
レイ組立体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両側にダミーファイバを配置して、複数
本の光ファイバをＶ溝を形成したアレイ基板と押さえ部
材により整列固定する光ファイバアレイであって、前記
Ｖ溝の後方部に前記ダミーファイバおよび前記光ファイ
バを挿通する通し孔を設け、前記通し孔は前記Ｖ溝に連
通していることを特徴とする光ファイバアレイ。
【請求項２】前記通し孔は、前記Ｖ溝の上部を保持部
材で塞ぐこと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。
【請求項３】前記ダミーファイバは前記光ファイバと
同一外径であり、ダミーファイバ用Ｖ溝は、光ファイバ
用Ｖ溝より深く形成されていることを特徴とする請求項
１または２に記載の光ファイバアレイ。
【請求項４】ダミーファイバ用Ｖ溝および光ファイバ
用Ｖ溝は同一深さで形成されており、前記ダミーファイ
バの外径は前記光ファイバの外径より小さいことを特徴
とする請求項１または２に記載の光ファイバアレイ。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項
に記載の光ファイバアレイを用いた光部品。