JP2004258300A - 光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、紫外線及び紫外線硬化型接着剤を使用する光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法に関し、紫外線硬化接着剤の硬化過程で生じる光導波路固定ホルダ等の温度上昇及び熱膨張が極めて小さい安価な光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】光部品の調芯接続装置１は紫外線硬化接着剤を硬化する紫外線を照射する紫外線出力部４と、光導波路部品１０を載置する光導波路固定ホルダ７と、出力側光ファイバ部品１１を載置する出力側光ファイバ部品固定ホルダ８と、紫外線出力部４から照射される紫外線を遮断する紫外線遮断板２とを有するように構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】光部品の調芯接続装置１は紫外線硬化接着剤を硬化する紫外線を照射する紫外線出力部４と、光導波路部品１０を載置する光導波路固定ホルダ７と、出力側光ファイバ部品１１を載置する出力側光ファイバ部品固定ホルダ８と、紫外線出力部４から照射される紫外線を遮断する紫外線遮断板２とを有するように構成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線及び紫外線硬化型接着剤を使用する光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面基板上に形成されたコア層及びクラッド層とからなる光導波路部品を用いて各種の光導波路モジュールを作製しようとする研究開発や、その光導波路モジュールの製品化が盛んに進められている。
【０００３】
光導波路部品に光信号を入出力するためには光導波路部品に光ファイバを接続する必要がある。図７は、光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４及び出力側光ファイバ部品２７とを接続するために用いる調芯接続装置１８に光導波路部品２６等が設置されている状態を示している。調芯接続装置１８は光導波路部品２６を載置する光導波路部品固定ホルダ２５を有している。さらに調芯接続装置１８は入力側光ファイバ部品２４を載置する入力側光ファイバ部品固定ホルダ２３を有している。入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との位置関係を調整できるように、入力側光ファイバ部品固定ホルダ２３は入力側調芯ステージ３１上に設置されている。またさらに調芯接続装置１８は出力側光ファイバ部品２７を載置する出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８を有している。出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との位置関係を調整できるように、出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８は出力側調芯ステージ３２上に設置されている。調芯接続装置１８に備えられたステージ制御装置３３は受光装置３０が受光した光強度に基づいて入力側調芯ステージ３１及び出力側調芯ステージ３２を制御する。光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４等との調芯を行うために、入力側調芯ステージ３１及び出力側調芯ステージ３２は光の進行方向であるＺ軸、紫外線の照射方向であるＹ軸、Ｙ軸及びＺ軸の双方に直交するＸ軸、Ｘ軸回りの回転軸であるθｘ軸、Ｙ軸回りの回転軸であるθｙ軸並びにＺ軸回りの回転軸であるθｚ軸の各軸に対して可動できる。さらに調芯接続装置１８は紫外線出力部２０及び紫外線光源３４を有している。紫外線出力部２０は石英ライトガイド１９で紫外線光源３４と接続されている。またさらに調芯接続装置１８は光導波路部品２６等を調芯するために用いる光を射出する調芯用光源２１を有している。
【０００４】
次に調芯接続装置１８の動作について説明する。まず入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との調芯接続が行われる。このとき、出力側光ファイバ部品２７は出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８から取り除かれている。入力側光ファイバ部品固定ホルダ２３に載置された入力側光ファイバ部品２４の光射出口は光導波路部品固定ホルダ２５に載置された光導波路部品２６の光入射口に対向するように大まかに位置決めされる。調芯用光源２１から射出した光が入力側光ファイバ部品２４に備えられた光ファイバ２２及び入力側光ファイバ部品２４を通って光導波路部品２６に入射し、光導波路部品２６の光射出口から射出する。光導波路部品２６の光射出口付近に配置された受光装置３０は光導波路部品２６から射出された光を受光する。入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との光の結合効率が最適となるように受光装置３０は受光した光に基づいて入力側調芯ステージ３１を制御する。こうして入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との調芯が行われる。入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との調芯後、紫外線出力部２０から照射された紫外線が入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との接続部の紫外線硬化接着剤に当てられて入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６は接続固定される。
【０００５】
次に、出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との調芯接続が行われる。まず出力側光ファイバ部品２７は出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８に載置される。次に出力側光ファイバ部品２７の光入射口が光導波路部品２６の光射出口と対向するように大まかに位置決めされる。出力側光ファイバ部品２７には光ファイバ２９が備えられており光ファイバ２９から射出される光は受光装置３０で受光される。調芯用光源２１から射出した光は光ファイバ２２、入力側光ファイバ部品２４、光導波路部品２６、出力側光ファイバ部品２７及び光ファイバ２９を通って受光装置３０に到達する。出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との光の結合効率が最適となるように受光装置３０は受光した光に基づいて出力側調芯ステージ３２を制御する。こうして光導波路部品２６と出力側光ファイバ部品２７との調芯が行われる。光導波路部品２６と出力側光ファイバ部品２７との調芯後、紫外線出力部２０から照射された紫外線が出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との接続部の紫外線硬化接着剤に当てられて出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６は接続固定される。
【０００６】
こうして作製される光部品モジュールは、都市間を繋ぐ比較的長距離な光通信ネットワークや、通信業者の基地局から各ユーザ宅までを繋ぐ光アクセスネットワークなどに使用されている。光部品モジュールの需要が増加する一方、光通信市場のコスト競争激化で光部品モジュールの低コスト化が重要課題となっている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１１２１５５号公報
【特許文献２】
特許第３０７００２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４及び出力側光ファイバ部品２７の光学的な結合を最適化して紫外線硬化接着剤で固定する際に、当該紫外線硬化接着剤の硬化途中で光学的な結合が最適状態からずれることがある。図８は紫外線硬化接着剤の硬化過程における紫外線照射時間と受光装置３０で受光された光強度から計算した光損失との関係を示すグラフであって、横軸は紫外線照射時間を示しており縦軸は光損失を示している。図８に示すように、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させるに従い光損失が大きくなる。これは最適位置に調芯された光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４又は出力側光ファイバ部品２７に位置ずれが生じたことを示している。紫外線は光導波路部品固定ホルダ２５、入力側及び出力側光ファイバ部品固定ホルダ２３、２８並びに入力側及び出力側調芯ステージ３１、３２の温度を上昇させ、当該温度上昇で光導波路部品固定ホルダ２５等が熱膨張する。当該熱膨張は位置ずれの大きな要因となる。例えば、４００ｎｍ以上の波長をフィルタでカットした紫外線ランプを用いても、光導波路固定ホルダ２５等は約１００℃程度まで温度が上昇する場合がある。
【０００９】
温度上昇を抑えるためには、紫外線出力部２０を光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４又は出力側光ファイバ部品２７との接続部から遠ざけ、照射強度を弱くする方法がある。しかし、照射強度を弱くすると照射時間を長くする必要があるため、製造工程能力の低下に繋がる。別の方法として紫外線出力部２０に集光レンズを設置することも考えられるが、紫外線は単一波長ではないため、集光能力に限界があり１０ｍｍ程度の広がりが生じてしまい、光導波路固定ホルダ２５等の温度上昇を完全に抑制できない。
【００１０】
温度上昇による光導波路部品固定ホルダ２５等の熱膨張を抑える他の方法として、例えば、光導波路部品固定ホルダ２５等に安価なアルミを用いずに低熱膨張部材である高価なインバー材を使用した調芯接続装置がある。これにより接着剤硬化途中の位置ずれは抑えられるものの、調芯接続装置自体の価格が高価になり、光部品モジュールの低コスト化に相反することになる。さらに他の方法として、紫外線硬化接着剤の硬化過程において受光装置３０で受光する光の強度等を観測しながら紫外線照射途中で位置ずれを補正できる制御系を有する調芯接続装置もあるが当該調芯接続装置も高コストになる。
【００１１】
本発明の目的は、紫外線硬化接着剤の硬化過程で生じる光導波路固定ホルダ等の温度上昇が極めて小さい安価な光部品の調芯接続装置及びそれを含む光部品モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の光部品の調芯後、紫外線硬化接着剤で前記複数の光部品を接続固定する光部品の調芯接続装置であって、前記紫外線硬化接着剤を硬化する紫外線を照射する紫外線出力部と、前記光部品を固定する固定ホルダと、前記紫外線の照射で生じる前記固定ホルダの温度上昇を防止する温度上昇防止装置とを有していることを特徴とする光部品の調芯接続装置によって達成される。
【００１３】
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度上昇防止装置は前記紫外線を遮断する紫外線遮断板を有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線遮断板は前記紫外線の一部が通過するスリットを有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線遮断板は前記紫外線出力部と前記光部品との間に配置されていることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線遮断板は前記光部品を固定する固定ホルダと熱的に独立していることを特徴とする。
【００１４】
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線出力部と前記紫外線遮断板との間に紫外線を集光するための集光レンズをさらに有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線出力部及び前記紫外線遮断板はそれぞれ対向して２組備えられていることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度上昇防止装置は前記固定ホルダの温度を調節する温度調節装置を有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度調節装置はペルチェ素子を有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度調節装置は前記固定ホルダの温度を放熱する放熱装置を有していることを特徴とする。
【００１５】
上記目的は、複数の光部品を調芯し、前記光部品の接続部近傍のみに紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させることを特徴とする光部品モジュールの製造方法によって達成される。
上記発明の光部品モジュールの製造方法であって、前記光部品の調芯及び前記紫外線硬化型接着剤の硬化は請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光部品の調芯接続装置を用いることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による光部品の調芯接続装置１及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法を図１乃至図４を用いて説明する。本実施の形態による光部品の調芯接続装置１は温度上昇防止装置として紫外線を遮断する紫外線遮断板２を備えている点に特徴を有している。まず、本実施の形態による光部品の調芯接続装置１の概略構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は、調芯接続装置１に１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１が設置されている状態を示している。調芯接続装置１は１×４分岐光導波路部品１０を載置する光導波路部品固定ホルダ７と、４芯出力側光ファイバ部品１１を載置する出力側光ファイバ部品固定ホルダ８とを有している。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との位置関係を調整できるように、出力側光ファイバ部品固定ホルダ８は出力側調芯ステージ９上に設置されている。出力側調芯ステージ９はステージ制御装置３５で制御される。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯を行うために、出力側調芯ステージ９は光の進行方向であるＺ軸、紫外線の照射方向であるＹ軸、Ｚ軸及びＹ軸の何れにも直交するＸ軸、Ｘ軸回りの回転軸であるθｘ軸、Ｙ軸回りの回転軸であるθｙ軸並びにＺ軸回りの回転軸であるθｚ軸の各軸に対して可動できるようになっている。４芯出力側光ファイバ部品１１は当該４芯出力側光ファイバ部品１１から射出した光を伝達する光ファイバ３６を有している。光ファイバ３６の光射出端には当該光ファイバ３６から射出した光を受光する受光装置３７が設置されている。
【００１７】
さらに調芯接続装置１は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１を接続固定するための紫外線光源５及び紫外線出力部４を有している。紫外線出力部４は石英ライトガイド６で紫外線光源５に接続されている。紫外線出力部４はＹ軸方向に２台設置されており、光導波路部品１０等を介して互いの紫外線出力端が対向するように配置されている。紫外線遮断板２は紫外線出力部４と光導波路部品固定ホルダ７及び出力側光ファイバ部品固定ホルダ８との間に配置されている。なお、調芯接続装置１は光導波路部品１０等の調芯に用いる光を射出する不図示の調芯用光源と入力側光ファイバ部品を載置する不図示の入力側光ファイバ部品固定ホルダを有している。入力側光ファイバ部品と光導波路部品１０との位置関係が調整できるように、当該入力側光ファイバ部品固定ホルダは入力側調芯ステージ（不図示）上に備えられている。当該入力側調芯ステージはステージ制御装置３５で制御される。
【００１８】
図２は紫外線遮断板２の紫外線照射面を示しており、図２（ａ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間に紫外線遮断板２を挿入した状態を示しており、図２（ｂ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間から紫外線遮断板２を取り除いた状態を示している。紫外線遮断板２は略中央に長方形のスリット３を有している。紫外線出力部４から照射される紫外線に対して１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部のみが露出するように紫外線遮断板２は配置される。また、紫外線の照射で紫外線遮断板２の温度が上昇しても当該温度が光導波路部品固定ホルダ７等に熱伝導しないように、紫外線遮断板２は光導波路部品固定ホルダ７等に対し熱的に独立している。
【００１９】
次に、本実施の形態による光部品の調芯接続装置１の動作及び光部品モジュールの製造方法について説明する。光導波路部品固定ホルダ７に載置された１×４分岐光導波路部品１０の光射出口は出力側光ファイバ部品固定ホルダ８に載置された４芯出力側光ファイバ部品１１の光入射口に対向して大まかに位置決めされている。不図示の調芯用光源から射出された光は光ファイバ及び入力側光ファイバ部品（共に不図示）を通過して１×４分岐光導波路部品１０の光入射口に入射する。１×４分岐光導波路部品１０に入射した光は１×４分岐光導波路部品１０の光射出口から射出して４芯出力側光ファイバ部品１１に入射する。４芯出力側光ファイバ部品１１に入射した光は光ファイバ３６を介して受光装置３７で受光される。ステージ制御装置３５は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との光学的な結合が最適になるように受光装置３７で受光された光強度に基づいて出力側調芯ステージ９を制御する。
【００２０】
光学的な結合が最適になるように調芯した後、紫外線硬化型接着剤を滴下し、再調芯する。そして、紫外線出力部４から射出した紫外線は紫外線遮断板２を介して１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に対して照射される。紫外線は当該接続部の紫外線硬化型接着剤を硬化し、１×４分岐光導波路部品１０は４芯出力側光ファイバ部品１１に接着固定される。このとき紫外線遮断板２のスリット３は接続部のみに紫外線が照射されるように配置されている。従って、紫外線出力部４から射出してスリット３を通過した紫外線は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部のみに照射される。一方、紫外線出力部４から射出した残余の紫外線は紫外線遮断板２で遮断されるため光導波路部品固定ホルダ７等に照射されることがなく、光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇やそれに起因する熱膨張は発生しない。また、紫外線遮断板２は紫外線が照射されるため温度上昇する。しかし紫外線遮断板２は光導波路部品固定ホルダ７等から熱的に独立しているので紫外線遮断板２の温度上昇に伴う光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇はほとんど生じない。
【００２１】
また、紫外線遮断板２は紫外線出力部４と光導波路部品固定ホルダ７等との間でＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に可動できるため紫外線の照射領域は自由に可変できる。従って、調芯接続装置１は寸法の異なる種々の光導波路部品１０等に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００２２】
図３は、本実施形態の調芯接続装置１で１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１とを調芯接続した際の紫外線照射時間と受光装置３７で受光した光強度から計算した光損失との関係を示すグラフであって、横軸は紫外線照射時間を示し縦軸は光損失を示している。図３に示すように紫外線照射時間に対して光損失の変動は極めて小さく、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において最適な光学的結合位置からの位置ずれはほとんど発生していないといえる。
【００２３】
本実施の形態によれば、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇やそれに起因する熱膨張が生じないため、最適な光学的結合位置からの位置ずれを防止することができ、光結合損失の極めて小さい光部品モジュールを作製することができる。また、光導波路部品固定ホルダ７等にインバー材のような高価な低熱膨張部材を使用する必要がないため、調芯接続装置１の低コスト化が図れる。
【００２４】
本実施の形態による調芯接続装置１の変形例について図４を用いて説明する。本変形例の調芯接続装置１２は上記実施の形態に対して、紫外線出力部４の出力端に集光レンズ１３をさらに備えている点に特徴を有している。本説明において、図１又は図２に示した上記実施の形態による調芯接続装置１の構成要素及び同一の作用機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２５】
本変形例における１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯接続の動作については上記実施の形態と同様であるため説明は省略する。本変形例では紫外線出力部４から照射された紫外線は集光レンズ１３で絞り込まれて紫外線遮断板２のスリット３を通過するので紫外線出力部４から照射される紫外線を効率的に１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に照射することができる。従って、上記実施形態の調芯接続装置１と紫外線強度が同じ場合、短い時間で紫外線硬化型接着剤を硬化させることができ、光部品モジュール製造工程能力が向上する。さらにスリット３通過後の回折効果による紫外線の広がりが抑えられるため、スリット３の開口寸法を縮小することができる。これにより紫外線遮断板２の寸法も小さくすることができるため調芯接続装置１２を小型化できる。
【００２６】
本変形例においても、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇やそれに起因する熱膨張が生じないため、最適な光学的結合位置からの位置ずれを防止することができ、光結合損失の極めて少ない光部品モジュールを作製することができる。また、光導波路部品固定ホルダ７等にインバー材のような高価な低熱膨張部材を使用する必要がないため、調芯接続装置１の低コスト化が図れる。また紫外線を効率的に１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に当てられるため短い時間で紫外線硬化型接着剤を硬化させることができ、光部品モジュール製造工程能力を向上させることができる。さらにスリット３通過後の回折効果による紫外線の広がりが抑えられるため、紫外線遮断板２及びスリット３の寸法を縮小することができ、調芯接続装置１２の小型化が図れる。
【００２７】
次に本発明の第２の実施の形態による光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法を図５及び図６を用いて説明する。まず、本実施の形態による光部品の調芯接続装置１４の概略構成を図５を用いて説明する。本実施の形態の調芯接続装置１４は光導波路部品固定ホルダ７、出力側光ファイバ部品固定ホルダ８及び入力側光ファイバ部品固定ホルダ（不図示）の温度上昇防止装置として温度調節装置１５を備えている点に特徴を有している。温度調節装置１５は出力側光ファイバ部品固定ホルダ８と出力側調芯ステージ９との間に備えられている。さらに温度調節装置１５は光導波路部品固定ホルダ７及び入力側光ファイバ部品固定ホルダに備えられている。本説明において、図１又は図２に示した第１の実施の形態による調芯接続装置１の構成要素及び同一の作用機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
次に、本実施形態の調芯接続装置１４の動作及び光部品モジュールの製造方法について説明する。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯方法は第１の実施の形態による調芯接続装置１と同様であるため説明は省略する。
【００２９】
１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との光学的な結合が最適になるように調芯した後、紫外線硬化型接着剤を滴下し、再調芯する。そして、紫外線出力部４から射出した紫外線は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に対して照射される。紫外線は当該接続部の紫外線硬化型接着剤を硬化し、１×４分岐光導波路部品１０は４芯出力側光ファイバ部品１１に接着固定される。このとき紫外線は接続部の他に光導波路固定ホルダ７等にも照射されて光導波路固定ホルダ７等の温度が上昇する。しかし、温度調節装置１５は所定の温度を維持するように冷却動作を行うので光導波路固定ホルダ７等は熱膨張が生じる程には温度上昇しない。その結果、１×４分岐光導波路部品１０等は最適な光学的結合状態を維持することができる。
【００３０】
本実施の形態によれば、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路固定ホルダ７等に紫外線が照射されるが温度上昇やそれに起因する熱膨張はほとんど生じないため、１×４分岐光導波路部品１０等の最適な光学結合位置からの位置ずれが防止され、結合損失の極めて少ない光部品モジュールを作製することができる。また、温度調節装置１５は例えばペルチェ素子等の安価な部材で構成することができるため、調芯接続装置１４の低コスト化が図れる。
【００３１】
本実施の形態による調芯接続装置１４の変形例について図６を用いて説明する。本変形例の調芯接続装置１６は上記実施の形態に対して、温度調整装置１５として放熱装置１７を備えている点に特徴を有している。放熱装置１７は光導波路部品固定ホルダ７、出力側光ファイバ部品固定ホルダ８及び入力側光ファイバ部品固定ホルダ（不図示）のそれぞれに備えられている。本説明において、図１又は図２に示した上記実施の形態による調芯接続装置１の構成要素及び同一の作用機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３２】
次に、本実施形態の調芯接続装置１６の動作及び光部品モジュールの製造方法について説明する。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯方法は第１の実施の形態による調芯接続装置１と同様であるため説明は省略する。
【００３３】
１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との光学的な結合が最適になるように調芯した後、紫外線硬化型接着剤を滴下し、再調芯する。そして、紫外線出力部４から射出した紫外線は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に照射される。紫外線は当該接続部の紫外線硬化型接着剤を硬化し、１×４分岐光導波路部品１０は４芯出力側光ファイバ部品１１に接着固定される。このとき紫外線は接続部の他に光導波路固定ホルダ７等にも照射されて光導波路固定ホルダ７等の温度が上昇する。しかし、放熱装置１７で光導波路固定ホルダ７等の温度は放熱される。従って、光導波路固定ホルダ７等は熱膨張が生じる程には温度上昇しない。その結果、１×４分岐光導波路部品１０等は最適な光学的結合状態を維持することができる。
【００３４】
本実施の形態によれば、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路固定ホルダ７等に紫外線が照射されるが温度上昇やそれに起因する熱膨張はほとんど生じないため、１×４分岐光導波路部品１０等の最適な光学結合位置からの位置ずれが防止され、結合損失の極めて小さい光部品モジュールを作製することができる。また、放熱装置１７は例えばヒートシンク等の安価な部材で構成することができる。あるいは、放熱装置１７は送風ファンによる空冷方式や冷却水による水冷方式等の簡易な方法で実現できるため、調芯接続装置１６の低コスト化が図れる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限られず種々の変形が可能である。
上記実施の形態の調芯接続装置１、１２、１４、１６は紫外線がＹ軸方向に照射されるようになっているが、本発明はこれに限られない。例えば、紫外線がＸ軸方向に照射されるように紫外線出力部４及び紫外線遮断板２を配置しても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
上記変形例の調芯接続装置１２は集光レンズ１３を紫外線出力部４と紫外線遮断板２との間に配置しているが、本発明はこれに限られない。例えば、紫外線遮断板２と光導波路部品１０等との間に集光レンズ１３を配置しても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、紫外線硬化接着剤の硬化過程で生じる光導波路固定ホルダ等の温度上昇及び熱膨張が極めて小さい安価な光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光部品の調芯接続装置１の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による光部品の調芯接続装置１の紫外線が照射される面を示す図である。図２（ａ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間に紫外線遮断板２を挿入した状態を示しており、図２（ｂ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間から紫外線遮断板２を取り除いた状態を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による調芯接続装置１における１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１とを調芯接続した際の紫外線照射時間と光損失との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における光部品の調芯接続装置１の変形例の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による光部品の調芯接続装置１４の概略構成を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における光部品の調芯接続装置１４の変形例の概略構成を示す図である。
【図７】従来の光部品の調芯接続装置１８の概略構成を説明する図である。
【図８】従来の調芯接続装置１８における光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４及び出力側光ファイバ部品２７とを調芯接続した際の紫外線照射時間と光損失との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１、１２、１４、１６、１８ 調芯接続装置
２ 紫外線遮断板
３ スリット
４、２０ 紫外線出力部
５、３４ 紫外線光源
６、１９ 石英ライトガイド
７、２５ 光導波路部品固定ホルダ
８、２８ 出力側光ファイバ部品固定ホルダ
９、３２ 出力側調芯ステージ
１０ １×４分岐光導波路部品
１１ ４芯光ファイバ部品
１３ 集光レンズ
１５ 温度調節装置
１７ 放熱装置
２１ 調芯用光源
２２、２９、３６ 光ファイバ
２３ 入力側光ファイバ部品固定ホルダ
２４ 入力側光ファイバ部品
２６ 光導波路部品
２７ 出力側光ファイバ部品
３０、３７ 受光装置
３１ 入力側調芯ステージ
３３、３５ ステージ制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線及び紫外線硬化型接着剤を使用する光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面基板上に形成されたコア層及びクラッド層とからなる光導波路部品を用いて各種の光導波路モジュールを作製しようとする研究開発や、その光導波路モジュールの製品化が盛んに進められている。
【０００３】
光導波路部品に光信号を入出力するためには光導波路部品に光ファイバを接続する必要がある。図７は、光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４及び出力側光ファイバ部品２７とを接続するために用いる調芯接続装置１８に光導波路部品２６等が設置されている状態を示している。調芯接続装置１８は光導波路部品２６を載置する光導波路部品固定ホルダ２５を有している。さらに調芯接続装置１８は入力側光ファイバ部品２４を載置する入力側光ファイバ部品固定ホルダ２３を有している。入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との位置関係を調整できるように、入力側光ファイバ部品固定ホルダ２３は入力側調芯ステージ３１上に設置されている。またさらに調芯接続装置１８は出力側光ファイバ部品２７を載置する出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８を有している。出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との位置関係を調整できるように、出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８は出力側調芯ステージ３２上に設置されている。調芯接続装置１８に備えられたステージ制御装置３３は受光装置３０が受光した光強度に基づいて入力側調芯ステージ３１及び出力側調芯ステージ３２を制御する。光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４等との調芯を行うために、入力側調芯ステージ３１及び出力側調芯ステージ３２は光の進行方向であるＺ軸、紫外線の照射方向であるＹ軸、Ｙ軸及びＺ軸の双方に直交するＸ軸、Ｘ軸回りの回転軸であるθｘ軸、Ｙ軸回りの回転軸であるθｙ軸並びにＺ軸回りの回転軸であるθｚ軸の各軸に対して可動できる。さらに調芯接続装置１８は紫外線出力部２０及び紫外線光源３４を有している。紫外線出力部２０は石英ライトガイド１９で紫外線光源３４と接続されている。またさらに調芯接続装置１８は光導波路部品２６等を調芯するために用いる光を射出する調芯用光源２１を有している。
【０００４】
次に調芯接続装置１８の動作について説明する。まず入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との調芯接続が行われる。このとき、出力側光ファイバ部品２７は出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８から取り除かれている。入力側光ファイバ部品固定ホルダ２３に載置された入力側光ファイバ部品２４の光射出口は光導波路部品固定ホルダ２５に載置された光導波路部品２６の光入射口に対向するように大まかに位置決めされる。調芯用光源２１から射出した光が入力側光ファイバ部品２４に備えられた光ファイバ２２及び入力側光ファイバ部品２４を通って光導波路部品２６に入射し、光導波路部品２６の光射出口から射出する。光導波路部品２６の光射出口付近に配置された受光装置３０は光導波路部品２６から射出された光を受光する。入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との光の結合効率が最適となるように受光装置３０は受光した光に基づいて入力側調芯ステージ３１を制御する。こうして入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との調芯が行われる。入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との調芯後、紫外線出力部２０から照射された紫外線が入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６との接続部の紫外線硬化接着剤に当てられて入力側光ファイバ部品２４と光導波路部品２６は接続固定される。
【０００５】
次に、出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との調芯接続が行われる。まず出力側光ファイバ部品２７は出力側光ファイバ部品固定ホルダ２８に載置される。次に出力側光ファイバ部品２７の光入射口が光導波路部品２６の光射出口と対向するように大まかに位置決めされる。出力側光ファイバ部品２７には光ファイバ２９が備えられており光ファイバ２９から射出される光は受光装置３０で受光される。調芯用光源２１から射出した光は光ファイバ２２、入力側光ファイバ部品２４、光導波路部品２６、出力側光ファイバ部品２７及び光ファイバ２９を通って受光装置３０に到達する。出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との光の結合効率が最適となるように受光装置３０は受光した光に基づいて出力側調芯ステージ３２を制御する。こうして光導波路部品２６と出力側光ファイバ部品２７との調芯が行われる。光導波路部品２６と出力側光ファイバ部品２７との調芯後、紫外線出力部２０から照射された紫外線が出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６との接続部の紫外線硬化接着剤に当てられて出力側光ファイバ部品２７と光導波路部品２６は接続固定される。
【０００６】
こうして作製される光部品モジュールは、都市間を繋ぐ比較的長距離な光通信ネットワークや、通信業者の基地局から各ユーザ宅までを繋ぐ光アクセスネットワークなどに使用されている。光部品モジュールの需要が増加する一方、光通信市場のコスト競争激化で光部品モジュールの低コスト化が重要課題となっている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１１２１５５号公報
【特許文献２】
特許第３０７００２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４及び出力側光ファイバ部品２７の光学的な結合を最適化して紫外線硬化接着剤で固定する際に、当該紫外線硬化接着剤の硬化途中で光学的な結合が最適状態からずれることがある。図８は紫外線硬化接着剤の硬化過程における紫外線照射時間と受光装置３０で受光された光強度から計算した光損失との関係を示すグラフであって、横軸は紫外線照射時間を示しており縦軸は光損失を示している。図８に示すように、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させるに従い光損失が大きくなる。これは最適位置に調芯された光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４又は出力側光ファイバ部品２７に位置ずれが生じたことを示している。紫外線は光導波路部品固定ホルダ２５、入力側及び出力側光ファイバ部品固定ホルダ２３、２８並びに入力側及び出力側調芯ステージ３１、３２の温度を上昇させ、当該温度上昇で光導波路部品固定ホルダ２５等が熱膨張する。当該熱膨張は位置ずれの大きな要因となる。例えば、４００ｎｍ以上の波長をフィルタでカットした紫外線ランプを用いても、光導波路固定ホルダ２５等は約１００℃程度まで温度が上昇する場合がある。
【０００９】
温度上昇を抑えるためには、紫外線出力部２０を光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４又は出力側光ファイバ部品２７との接続部から遠ざけ、照射強度を弱くする方法がある。しかし、照射強度を弱くすると照射時間を長くする必要があるため、製造工程能力の低下に繋がる。別の方法として紫外線出力部２０に集光レンズを設置することも考えられるが、紫外線は単一波長ではないため、集光能力に限界があり１０ｍｍ程度の広がりが生じてしまい、光導波路固定ホルダ２５等の温度上昇を完全に抑制できない。
【００１０】
温度上昇による光導波路部品固定ホルダ２５等の熱膨張を抑える他の方法として、例えば、光導波路部品固定ホルダ２５等に安価なアルミを用いずに低熱膨張部材である高価なインバー材を使用した調芯接続装置がある。これにより接着剤硬化途中の位置ずれは抑えられるものの、調芯接続装置自体の価格が高価になり、光部品モジュールの低コスト化に相反することになる。さらに他の方法として、紫外線硬化接着剤の硬化過程において受光装置３０で受光する光の強度等を観測しながら紫外線照射途中で位置ずれを補正できる制御系を有する調芯接続装置もあるが当該調芯接続装置も高コストになる。
【００１１】
本発明の目的は、紫外線硬化接着剤の硬化過程で生じる光導波路固定ホルダ等の温度上昇が極めて小さい安価な光部品の調芯接続装置及びそれを含む光部品モジュールの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、複数の光部品の調芯後、紫外線硬化接着剤で前記複数の光部品を接続固定する光部品の調芯接続装置であって、前記紫外線硬化接着剤を硬化する紫外線を照射する紫外線出力部と、前記光部品を固定する固定ホルダと、前記紫外線の照射で生じる前記固定ホルダの温度上昇を防止する温度上昇防止装置とを有していることを特徴とする光部品の調芯接続装置によって達成される。
【００１３】
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度上昇防止装置は前記紫外線を遮断する紫外線遮断板を有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線遮断板は前記紫外線の一部が通過するスリットを有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線遮断板は前記紫外線出力部と前記光部品との間に配置されていることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線遮断板は前記光部品を固定する固定ホルダと熱的に独立していることを特徴とする。
【００１４】
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線出力部と前記紫外線遮断板との間に紫外線を集光するための集光レンズをさらに有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記紫外線出力部及び前記紫外線遮断板はそれぞれ対向して２組備えられていることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度上昇防止装置は前記固定ホルダの温度を調節する温度調節装置を有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度調節装置はペルチェ素子を有していることを特徴とする。
上記発明の調芯接続装置であって、前記温度調節装置は前記固定ホルダの温度を放熱する放熱装置を有していることを特徴とする。
【００１５】
上記目的は、複数の光部品を調芯し、前記光部品の接続部近傍のみに紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させることを特徴とする光部品モジュールの製造方法によって達成される。
上記発明の光部品モジュールの製造方法であって、前記光部品の調芯及び前記紫外線硬化型接着剤の硬化は請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光部品の調芯接続装置を用いることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による光部品の調芯接続装置１及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法を図１乃至図４を用いて説明する。本実施の形態による光部品の調芯接続装置１は温度上昇防止装置として紫外線を遮断する紫外線遮断板２を備えている点に特徴を有している。まず、本実施の形態による光部品の調芯接続装置１の概略構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は、調芯接続装置１に１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１が設置されている状態を示している。調芯接続装置１は１×４分岐光導波路部品１０を載置する光導波路部品固定ホルダ７と、４芯出力側光ファイバ部品１１を載置する出力側光ファイバ部品固定ホルダ８とを有している。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との位置関係を調整できるように、出力側光ファイバ部品固定ホルダ８は出力側調芯ステージ９上に設置されている。出力側調芯ステージ９はステージ制御装置３５で制御される。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯を行うために、出力側調芯ステージ９は光の進行方向であるＺ軸、紫外線の照射方向であるＹ軸、Ｚ軸及びＹ軸の何れにも直交するＸ軸、Ｘ軸回りの回転軸であるθｘ軸、Ｙ軸回りの回転軸であるθｙ軸並びにＺ軸回りの回転軸であるθｚ軸の各軸に対して可動できるようになっている。４芯出力側光ファイバ部品１１は当該４芯出力側光ファイバ部品１１から射出した光を伝達する光ファイバ３６を有している。光ファイバ３６の光射出端には当該光ファイバ３６から射出した光を受光する受光装置３７が設置されている。
【００１７】
さらに調芯接続装置１は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１を接続固定するための紫外線光源５及び紫外線出力部４を有している。紫外線出力部４は石英ライトガイド６で紫外線光源５に接続されている。紫外線出力部４はＹ軸方向に２台設置されており、光導波路部品１０等を介して互いの紫外線出力端が対向するように配置されている。紫外線遮断板２は紫外線出力部４と光導波路部品固定ホルダ７及び出力側光ファイバ部品固定ホルダ８との間に配置されている。なお、調芯接続装置１は光導波路部品１０等の調芯に用いる光を射出する不図示の調芯用光源と入力側光ファイバ部品を載置する不図示の入力側光ファイバ部品固定ホルダを有している。入力側光ファイバ部品と光導波路部品１０との位置関係が調整できるように、当該入力側光ファイバ部品固定ホルダは入力側調芯ステージ（不図示）上に備えられている。当該入力側調芯ステージはステージ制御装置３５で制御される。
【００１８】
図２は紫外線遮断板２の紫外線照射面を示しており、図２（ａ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間に紫外線遮断板２を挿入した状態を示しており、図２（ｂ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間から紫外線遮断板２を取り除いた状態を示している。紫外線遮断板２は略中央に長方形のスリット３を有している。紫外線出力部４から照射される紫外線に対して１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部のみが露出するように紫外線遮断板２は配置される。また、紫外線の照射で紫外線遮断板２の温度が上昇しても当該温度が光導波路部品固定ホルダ７等に熱伝導しないように、紫外線遮断板２は光導波路部品固定ホルダ７等に対し熱的に独立している。
【００１９】
次に、本実施の形態による光部品の調芯接続装置１の動作及び光部品モジュールの製造方法について説明する。光導波路部品固定ホルダ７に載置された１×４分岐光導波路部品１０の光射出口は出力側光ファイバ部品固定ホルダ８に載置された４芯出力側光ファイバ部品１１の光入射口に対向して大まかに位置決めされている。不図示の調芯用光源から射出された光は光ファイバ及び入力側光ファイバ部品（共に不図示）を通過して１×４分岐光導波路部品１０の光入射口に入射する。１×４分岐光導波路部品１０に入射した光は１×４分岐光導波路部品１０の光射出口から射出して４芯出力側光ファイバ部品１１に入射する。４芯出力側光ファイバ部品１１に入射した光は光ファイバ３６を介して受光装置３７で受光される。ステージ制御装置３５は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との光学的な結合が最適になるように受光装置３７で受光された光強度に基づいて出力側調芯ステージ９を制御する。
【００２０】
光学的な結合が最適になるように調芯した後、紫外線硬化型接着剤を滴下し、再調芯する。そして、紫外線出力部４から射出した紫外線は紫外線遮断板２を介して１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に対して照射される。紫外線は当該接続部の紫外線硬化型接着剤を硬化し、１×４分岐光導波路部品１０は４芯出力側光ファイバ部品１１に接着固定される。このとき紫外線遮断板２のスリット３は接続部のみに紫外線が照射されるように配置されている。従って、紫外線出力部４から射出してスリット３を通過した紫外線は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部のみに照射される。一方、紫外線出力部４から射出した残余の紫外線は紫外線遮断板２で遮断されるため光導波路部品固定ホルダ７等に照射されることがなく、光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇やそれに起因する熱膨張は発生しない。また、紫外線遮断板２は紫外線が照射されるため温度上昇する。しかし紫外線遮断板２は光導波路部品固定ホルダ７等から熱的に独立しているので紫外線遮断板２の温度上昇に伴う光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇はほとんど生じない。
【００２１】
また、紫外線遮断板２は紫外線出力部４と光導波路部品固定ホルダ７等との間でＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に可動できるため紫外線の照射領域は自由に可変できる。従って、調芯接続装置１は寸法の異なる種々の光導波路部品１０等に適用しても同様の効果を得ることができる。
【００２２】
図３は、本実施形態の調芯接続装置１で１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１とを調芯接続した際の紫外線照射時間と受光装置３７で受光した光強度から計算した光損失との関係を示すグラフであって、横軸は紫外線照射時間を示し縦軸は光損失を示している。図３に示すように紫外線照射時間に対して光損失の変動は極めて小さく、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において最適な光学的結合位置からの位置ずれはほとんど発生していないといえる。
【００２３】
本実施の形態によれば、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇やそれに起因する熱膨張が生じないため、最適な光学的結合位置からの位置ずれを防止することができ、光結合損失の極めて小さい光部品モジュールを作製することができる。また、光導波路部品固定ホルダ７等にインバー材のような高価な低熱膨張部材を使用する必要がないため、調芯接続装置１の低コスト化が図れる。
【００２４】
本実施の形態による調芯接続装置１の変形例について図４を用いて説明する。本変形例の調芯接続装置１２は上記実施の形態に対して、紫外線出力部４の出力端に集光レンズ１３をさらに備えている点に特徴を有している。本説明において、図１又は図２に示した上記実施の形態による調芯接続装置１の構成要素及び同一の作用機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２５】
本変形例における１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯接続の動作については上記実施の形態と同様であるため説明は省略する。本変形例では紫外線出力部４から照射された紫外線は集光レンズ１３で絞り込まれて紫外線遮断板２のスリット３を通過するので紫外線出力部４から照射される紫外線を効率的に１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に照射することができる。従って、上記実施形態の調芯接続装置１と紫外線強度が同じ場合、短い時間で紫外線硬化型接着剤を硬化させることができ、光部品モジュール製造工程能力が向上する。さらにスリット３通過後の回折効果による紫外線の広がりが抑えられるため、スリット３の開口寸法を縮小することができる。これにより紫外線遮断板２の寸法も小さくすることができるため調芯接続装置１２を小型化できる。
【００２６】
本変形例においても、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路部品固定ホルダ７等の温度上昇やそれに起因する熱膨張が生じないため、最適な光学的結合位置からの位置ずれを防止することができ、光結合損失の極めて少ない光部品モジュールを作製することができる。また、光導波路部品固定ホルダ７等にインバー材のような高価な低熱膨張部材を使用する必要がないため、調芯接続装置１の低コスト化が図れる。また紫外線を効率的に１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に当てられるため短い時間で紫外線硬化型接着剤を硬化させることができ、光部品モジュール製造工程能力を向上させることができる。さらにスリット３通過後の回折効果による紫外線の広がりが抑えられるため、紫外線遮断板２及びスリット３の寸法を縮小することができ、調芯接続装置１２の小型化が図れる。
【００２７】
次に本発明の第２の実施の形態による光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法を図５及び図６を用いて説明する。まず、本実施の形態による光部品の調芯接続装置１４の概略構成を図５を用いて説明する。本実施の形態の調芯接続装置１４は光導波路部品固定ホルダ７、出力側光ファイバ部品固定ホルダ８及び入力側光ファイバ部品固定ホルダ（不図示）の温度上昇防止装置として温度調節装置１５を備えている点に特徴を有している。温度調節装置１５は出力側光ファイバ部品固定ホルダ８と出力側調芯ステージ９との間に備えられている。さらに温度調節装置１５は光導波路部品固定ホルダ７及び入力側光ファイバ部品固定ホルダに備えられている。本説明において、図１又は図２に示した第１の実施の形態による調芯接続装置１の構成要素及び同一の作用機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
次に、本実施形態の調芯接続装置１４の動作及び光部品モジュールの製造方法について説明する。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯方法は第１の実施の形態による調芯接続装置１と同様であるため説明は省略する。
【００２９】
１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との光学的な結合が最適になるように調芯した後、紫外線硬化型接着剤を滴下し、再調芯する。そして、紫外線出力部４から射出した紫外線は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に対して照射される。紫外線は当該接続部の紫外線硬化型接着剤を硬化し、１×４分岐光導波路部品１０は４芯出力側光ファイバ部品１１に接着固定される。このとき紫外線は接続部の他に光導波路固定ホルダ７等にも照射されて光導波路固定ホルダ７等の温度が上昇する。しかし、温度調節装置１５は所定の温度を維持するように冷却動作を行うので光導波路固定ホルダ７等は熱膨張が生じる程には温度上昇しない。その結果、１×４分岐光導波路部品１０等は最適な光学的結合状態を維持することができる。
【００３０】
本実施の形態によれば、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路固定ホルダ７等に紫外線が照射されるが温度上昇やそれに起因する熱膨張はほとんど生じないため、１×４分岐光導波路部品１０等の最適な光学結合位置からの位置ずれが防止され、結合損失の極めて少ない光部品モジュールを作製することができる。また、温度調節装置１５は例えばペルチェ素子等の安価な部材で構成することができるため、調芯接続装置１４の低コスト化が図れる。
【００３１】
本実施の形態による調芯接続装置１４の変形例について図６を用いて説明する。本変形例の調芯接続装置１６は上記実施の形態に対して、温度調整装置１５として放熱装置１７を備えている点に特徴を有している。放熱装置１７は光導波路部品固定ホルダ７、出力側光ファイバ部品固定ホルダ８及び入力側光ファイバ部品固定ホルダ（不図示）のそれぞれに備えられている。本説明において、図１又は図２に示した上記実施の形態による調芯接続装置１の構成要素及び同一の作用機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３２】
次に、本実施形態の調芯接続装置１６の動作及び光部品モジュールの製造方法について説明する。１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との調芯方法は第１の実施の形態による調芯接続装置１と同様であるため説明は省略する。
【００３３】
１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との光学的な結合が最適になるように調芯した後、紫外線硬化型接着剤を滴下し、再調芯する。そして、紫外線出力部４から射出した紫外線は１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１との接続部に照射される。紫外線は当該接続部の紫外線硬化型接着剤を硬化し、１×４分岐光導波路部品１０は４芯出力側光ファイバ部品１１に接着固定される。このとき紫外線は接続部の他に光導波路固定ホルダ７等にも照射されて光導波路固定ホルダ７等の温度が上昇する。しかし、放熱装置１７で光導波路固定ホルダ７等の温度は放熱される。従って、光導波路固定ホルダ７等は熱膨張が生じる程には温度上昇しない。その結果、１×４分岐光導波路部品１０等は最適な光学的結合状態を維持することができる。
【００３４】
本実施の形態によれば、紫外線硬化型接着剤を硬化させる過程において光導波路固定ホルダ７等に紫外線が照射されるが温度上昇やそれに起因する熱膨張はほとんど生じないため、１×４分岐光導波路部品１０等の最適な光学結合位置からの位置ずれが防止され、結合損失の極めて小さい光部品モジュールを作製することができる。また、放熱装置１７は例えばヒートシンク等の安価な部材で構成することができる。あるいは、放熱装置１７は送風ファンによる空冷方式や冷却水による水冷方式等の簡易な方法で実現できるため、調芯接続装置１６の低コスト化が図れる。
【００３５】
本発明は、上記実施形態に限られず種々の変形が可能である。
上記実施の形態の調芯接続装置１、１２、１４、１６は紫外線がＹ軸方向に照射されるようになっているが、本発明はこれに限られない。例えば、紫外線がＸ軸方向に照射されるように紫外線出力部４及び紫外線遮断板２を配置しても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
上記変形例の調芯接続装置１２は集光レンズ１３を紫外線出力部４と紫外線遮断板２との間に配置しているが、本発明はこれに限られない。例えば、紫外線遮断板２と光導波路部品１０等との間に集光レンズ１３を配置しても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、紫外線硬化接着剤の硬化過程で生じる光導波路固定ホルダ等の温度上昇及び熱膨張が極めて小さい安価な光部品の調芯接続装置及びそれを用いた光部品モジュールの製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光部品の調芯接続装置１の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による光部品の調芯接続装置１の紫外線が照射される面を示す図である。図２（ａ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間に紫外線遮断板２を挿入した状態を示しており、図２（ｂ）は紫外線出力部４と１×４分岐光導波路部品１０及び４芯出力側光ファイバ部品１１との間から紫外線遮断板２を取り除いた状態を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による調芯接続装置１における１×４分岐光導波路部品１０と４芯出力側光ファイバ部品１１とを調芯接続した際の紫外線照射時間と光損失との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における光部品の調芯接続装置１の変形例の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による光部品の調芯接続装置１４の概略構成を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における光部品の調芯接続装置１４の変形例の概略構成を示す図である。
【図７】従来の光部品の調芯接続装置１８の概略構成を説明する図である。
【図８】従来の調芯接続装置１８における光導波路部品２６と入力側光ファイバ部品２４及び出力側光ファイバ部品２７とを調芯接続した際の紫外線照射時間と光損失との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１、１２、１４、１６、１８ 調芯接続装置
２ 紫外線遮断板
３ スリット
４、２０ 紫外線出力部
５、３４ 紫外線光源
６、１９ 石英ライトガイド
７、２５ 光導波路部品固定ホルダ
８、２８ 出力側光ファイバ部品固定ホルダ
９、３２ 出力側調芯ステージ
１０ １×４分岐光導波路部品
１１ ４芯光ファイバ部品
１３ 集光レンズ
１５ 温度調節装置
１７ 放熱装置
２１ 調芯用光源
２２、２９、３６ 光ファイバ
２３ 入力側光ファイバ部品固定ホルダ
２４ 入力側光ファイバ部品
２６ 光導波路部品
２７ 出力側光ファイバ部品
３０、３７ 受光装置
３１ 入力側調芯ステージ
３３、３５ ステージ制御装置
Claims (12)
- 複数の光部品の調芯後、紫外線硬化接着剤で前記複数の光部品を接続固定する光部品の調芯接続装置であって、
前記紫外線硬化接着剤を硬化する紫外線を照射する紫外線出力部と、
前記光部品を固定する固定ホルダと、
前記紫外線の照射で生じる前記固定ホルダの温度上昇を防止する温度上昇防止装置とを有していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項１記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記温度上昇防止装置は前記紫外線を遮断する紫外線遮断板を有していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項１又は２に記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記紫外線遮断板は前記紫外線の一部が通過するスリットを有していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記紫外線遮断板は前記紫外線出力部と前記光部品との間に配置されていること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記紫外線遮断板は前記光部品を固定する固定ホルダと熱的に独立していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記紫外線出力部と前記紫外線遮断板との間に紫外線を集光するための集光レンズをさらに有していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記紫外線出力部及び前記紫外線遮断板はそれぞれ対向して２組備えられていること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項１記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記温度上昇防止装置は前記固定ホルダの温度を調節する温度調節装置を有していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項８記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記温度調節装置はペルチェ素子を有していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 請求項８記載の光部品の調芯接続装置であって、
前記温度調節装置は前記固定ホルダの温度を放熱する放熱装置を有していること
を特徴とする光部品の調芯接続装置。 - 複数の光部品を調芯し、
前記光部品の接続部近傍のみに紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させること
を特徴とする光部品モジュールの製造方法。 - 請求項１１記載の光部品モジュールの製造方法であって、
前記光部品の調芯及び前記紫外線硬化型接着剤の硬化は請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光部品の調芯接続装置を用いること
を特徴とする光部品モジュールの製造方法。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155945A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Fujikura Ltd | 光部品の調心装置 |
| WO2008117713A1 (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | 光導波路素子の光軸調整方法及び光導波路素子 |
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-
2003
- 2003-02-26 JP JP2003048741A patent/JP2004258300A/ja active Pending
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| US8175432B2 (en) | 2007-03-27 | 2012-05-08 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Method of adjusting optical axis of optical waveguide element, and optical waveguide element |
| JP5333208B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2013-11-06 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子の光軸調整方法及び光導波路素子の製造方法 |
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