JP2005010508A - Optical waveguide package - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用の光分岐器等に適用される光導波路パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】
導波路デバイスとファイバアレイとを接合してなる光導波路結合体が、温度変化や振動等に耐えるようにするために、光導波路結合体をハウジングの内部に収容し、ハウジングの内部に樹脂を充填することによって、光導波路結合体を封止することが提案されている。(例えば下記特許文献1参照)
特許文献1に記載されている光導波路モジュールでは、ハウジングの内部にモジュール本体が収容され、ジェリー状の樹脂などがハウジングの内部に充填される。ハウジングの両端部には筒状の保護カバーが一体に形成され、これら保護カバーに形成された貫通孔に光ファイバが挿通されるようになっている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−92342号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例のようにハウジングの内部にモジュール本体を収容しかつ液状の樹脂を充填するものでは、前記貫通孔の径が大きいと、ハウジング内の樹脂が貫通孔から外部に漏れてしまうという問題がある。
【0005】
前記貫通孔の径を小さくすれば樹脂の漏れを防止できるが、貫通孔の径が小さいと光ファイバの一部が該貫通孔の内面によって拘束され、温度変化による変形応力によって、光導波路結合体の光パワーが変動する原因になることが判った。また、前記貫通孔に光ファイバを挿通する作業に手間がかかり、その作業の際に光ファイバを折ったり損傷させてしまう懸念もある。
【0006】
従ってこの発明の目的は、光パワーの変動を抑制することができ、しかも製作が容易な光導波路パッケージを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の光導波路パッケージは、光導波路が形成された導波路デバイスの端面にファイバアレイを接合してなる光導波路結合体と、前記光導波路結合体が収容される結合体収容部を有したハウジングと、弾性を有する材料からなり前記ファイバアレイに固定された光ファイバ部材を挿通するファイバ挿通孔を有するとともに該光ファイバ部材を周面側から前記ファイバ挿通孔に挿入可能な切込みを有していて前記ハウジングに収容される弾性ガイド部材と、前記ハウジングの内部に充填される封止材とを具備している。
【0008】
本発明の好ましい形態では、前記弾性ガイド部材は、前記封止材が前記ハウジングから漏れることを阻止すべく前記ハウジングの端部のガイド部材収容部に設けられている。
【0009】
本発明の好ましい形態では、前記弾性ガイド部材の端部が前記ハウジングの外部に突出し、該端部がその先端に向かって細くなるテーパ形状をなしている。前記弾性ガイド部材と封止材は、例えば硬さがデュロメータ50°以下で、−40℃〜+85℃の温度範囲での弾性率変化が30%以下の材料、例えばシリコーンからなる。封止材の硬化前の粘度は1Pa・s以下であることが望ましい。
【0010】
前記光ファイバ部材が複数の光ファイバを互いに平行に複数配置してなるテープ状の光ファイバ部材である場合、前記切込みは、該光ファイバ部材の光ファイバが並ぶ方向に沿って形成されているか、もしくは前記光ファイバが並ぶ方向に対し垂直な方向に形成されている。
【0011】
前記弾性ガイド部材と光ファイバ部材は、好ましくは前記弾性ガイド部材と同等の硬さの接着剤で互いに固定されている。本発明の好ましい形態では、前記封止剤は前記弾性ガイド部材と同じゴム弾性を有する材料からなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について図1から図5を参照して説明する。
図1に示す光導波路パッケージ10は、ハウジング11と、ハウジング11の内部に収容される光導波路結合体12とを備えている。
【0013】
ハウジング11は、ハウジング本体11aと蓋11bとを含んでいる。ハウジング本体11aと蓋11bは、いずれも合成樹脂の成形品であるが、金属を機械加工することによって形成したものであってもよい。
【0014】
ハウジング本体11aに、光導波路結合体12を収容することのできる大きさの凹部からなる結合体収容部15が形成されている。蓋11bは結合体収容部15を覆うようにしてハウジング本体11aに重ね合わされ、接着剤等によってハウジング本体11aに固定される。
【0015】
図2に示されるように光導波路結合体12は、光導波路19が形成された導波路デバイス20と、第1のファイバアレイ21と、第2のファイバアレイ22とを含んでいる。光導波路19は、単芯の導波路コア19aから多芯の導波路コア19bが分岐するように形成され、単芯の導波路コア19aから入射した光を、多芯の導波路コア19bに均等に分配させることができるようになっている。
【0016】
第1のファイバアレイ21は、透光性を有する光硬化形の接着剤によって、導波路デバイス20の一方の端面に接合されている。図1,2中の符号L1はその接合部を示している。第2のファイバアレイ22は導波路デバイス20の他方の端面に、透光性を有する光硬化形の接着剤によって接合されている。図1,2中の符号L2はその接合部を示している。
【0017】
第1のファイバアレイ21に単芯の光ファイバ部材25が取付けられている。この光ファイバ部材25は、1本の光ファイバ26と、光ファイバ26を覆う被覆材27などによって構成されている。
【0018】
この光ファイバ部材25の端部が、被覆材27で覆われている部分において、接着剤28によって第1のファイバアレイ21に固定されている。光ファイバ26の先端面は、導波路デバイス20の前記導波路コア19aに光学的に接続されている。
【0019】
第2のファイバアレイ22にテープ状の多芯の光ファイバ部材35が取付けられている。この光ファイバ部材35は、互いに平行に配置された複数(例えば8本)の光ファイバ36と、これら光ファイバ36を覆う被覆材37とによって構成されている。
【0020】
この光ファイバ部材35の端部が、被覆材37で覆われている部分において、接着剤38によって第2のファイバアレイ22に固定されている。各光ファイバ36の端面は、それぞれ導波路デバイス20の各導波路コア19bに光学的に接続されている。
【0021】
この光導波路結合体12は、図3に示すようにハウジング本体11aに形成された結合体収容部15に収容される。ハウジング本体11aの両端部、すなわち結合体収容部15の一端側と他端側に、それぞれガイド部材収容部41,42が形成されている。
【0022】
ハウジング本体11aと光導波路結合体12との間に、光導波路結合体12の厚さ方向の位置決めをなすためのスペーサ40(図1に示す)を設けてもよい。このスペーサ40は、後述する封止材70と同等の機械的性質を有するものが望ましい。
【0023】
一方のガイド部材収容部41と結合体収容部15との間に、第1の堰43が形成されている。第1の堰43には、単芯の光ファイバ部材25を図1中の上方から挿入することのできるスリット44が形成されている。他方のガイド部材収容部42と結合体収容部15との間に、第2の堰45が形成されている。第2の堰45には、多芯の光ファイバ部材35を図1中の上方から挿入することのできる凹部46が形成されている。
【0024】
一方のガイド部材収容部41に第1の弾性ガイド部材51が収容されている。この弾性ガイド部材51は、例えばシリコーン等のゴム弾性を有する材料からなる。この弾性ガイド部材51は、第1の堰43とハウジング本体11aの端壁52との間に挿入されることによって、接着剤を用いることなく所定位置に保持されるとともに、前記スリット44をガイド部材収容部41側から塞ぐようになっている。
【0025】
第1の弾性ガイド部材51には、単芯の光ファイバ部材25を通すことのできるファイバ挿通孔55と、光ファイバ部材25を周面側からファイバ挿通孔55に挿入することの可能な切込み56が形成されている。
【0026】
光ファイバ部材25を切込み56からファイバ挿通孔55に挿入したのち、切込み56が広がらないように切込み56の内面が接着剤によって固定される。また、光ファイバ部材25の外周面とファイバ挿通孔55の内周面が互いに接着剤によって固定される。ここで使用する接着剤は、弾性ガイド部材51と同等の弾性率(硬さ)が望ましい。
【0027】
第1の弾性ガイド部材51の端部57は、ハウジング11の一端側の開口58から外側に突出するようになっている。この端部57は、先端に向かって細くなるテーパ形状(例えば円錐台形状)をなしている。
【0028】
他方のガイド部材収容部42に第2の弾性ガイド部材62が収容されている。この弾性ガイド部材62は、第1の弾性ガイド部材51と同様の材料からなる。この弾性ガイド部材62は、第2の堰45とハウジング本体11aの端壁63との間に挿入されることによって、接着剤を用いることなく所定位置に保持されるとともに、前記凹部46をガイド部材収容部42側から塞ぐようになっている。
【0029】
第2の弾性ガイド部材62には、多芯の光ファイバ部材35を通すことのできるファイバ挿通孔65と、光ファイバ部材35を弾性ガイド部材62の周面側からファイバ挿通孔65に挿入することの可能な切込み66が形成されている。この切込み66は、多芯の光ファイバ部材35の光ファイバ36が並ぶ方向と垂直な方向に形成されている。
【0030】
光ファイバ部材35を切込み66からファイバ挿通孔65に挿入したのち、切込み66が広がらないように、切込み66の内面が接着剤によって固定される。また、光ファイバ部材35の外周面とファイバ挿通孔65の内周面が互いに接着剤によって固定される。ここで使用する接着剤は、弾性ガイド部材62と同等の弾性率(硬さ)が望ましい。
【0031】
第2の弾性ガイド部材62の端部67は、ハウジング11の他端側の開口68から外側に突出するようになっている。この端部67は、先端に向かって細くなるテーパ形状をなしている。
【0032】
これら弾性ガイド部材51,62は、温度変化を受けたときに膨張あるいは収縮するが、温度変化による応力をなるべく光ファイバ26,36に与えないことが必要である。なぜなら光ファイバ26,36に応力が負荷されると、光ファイバ26,36が変形し、光パワーが変動してしまうからである。
【0033】
弾性ガイド部材51,62に硬い材料を用いると、膨張収縮したときに光ファイバ26,36に大きな応力を与えてしまうため、柔らかい材料を用いることが望まれる。エポキシ樹脂や合成ゴム、ウレタン樹脂等は、低温において弾性率が高くなり、収縮したときに大きな応力を光ファイバに与えてしまう。
【0034】
これらの理由から、弾性ガイド部材51,62は、シリコーンのように硬さがデュロメータ50°以下で、[−40℃〜+85℃]の温度サイクルでの弾性率変化が30%以下の材料が適している。
【0035】
本発明者の行なった実験によれば、弾性ガイド部材51,62のデュロメータ硬さが70°の場合には、前記温度サイクル[−40℃〜+85℃]での光パワーの変動幅が0.7dBであった。デュロメータ硬さが50°の場合の変動幅は0.4dB、デュロメータ硬さが30°の場合には0.3dBであった。これらのことから、光パワーの変動幅の許容値(0.4dB以内)を満足するには、デュロメータ硬さで50°以下が必要であることが判った。
【0036】
第1の弾性ガイド部材51と光ファイバ部材25とを固定する接着剤と、第2の弾性ガイド部材62と光ファイバ部材35とを固定する接着剤についても、温度変化による光ファイバ26,36の応力を減らすために、例えばシリコーンのように硬さがデュロメータ50°以下で[−40℃〜+85℃]の温度範囲での弾性率変化が30%以下の材料が使用される。
【0037】
図4に示されるように、ハウジング本体11aの内部に封止材70が隙間無く充填される。この封止材70がハウジング11の内部で硬化することによって、光導波路結合体12がハウジング本体11a内の所定位置に封止される。この封止材70によって、ハウジング11の外部の温度変化や振動の影響等が光導波路結合体12に及ぶことが緩和される。
【0038】
封止材70は、温度変化が生じた時に導波路デバイス20や光ファイバ26,36の応力を小さくするために、弾性ガイド部材51,62と同様の硬さのゴム弾性を有する材料が使用される。例えばシリコーン(シリコンゴム)のように、硬さがデュロメータ50°以下で、かつ[−40℃〜+85℃]の温度サイクルでの弾性率変化が30%以下の材料が適している。
【0039】
また、封止材70が硬化する前の粘度は、封止材70がハウジング11の内部に十分にゆきわたるよう、低粘度(1Pa・s以下)が適している。低粘度の封止材70であれば、ハウジング本体11aに注入する際に気泡が混じることがなく、ハウジング本体11aの内部に均等に充填させることができる。
【0040】
次に、上記光導波路パッケージ10の製造工程について説明する。
この場合、光ファイバ部材25,35が、弾性ガイド部材51,62を介してハウジング11に固定されるため、光ファイバ部材25,35が引っ張られても、光導波路結合体12に過剰な張力が加わらず、光導波路結合体12がハウジング11の内部で動くこともない。
【0041】
また、弾性ガイド部材51,62の端部57,67が先細のテーパ状に形成されているため、光ファイバ部材25,35が曲げられたときに、弾性ガイド部材51,62の端部57,67が適度な曲率半径で撓むことにより、光ファイバ部材25,35が屈曲したり折れることを回避できる。
【0042】
図4に示すように、ハウジング本体11aの内部に硬化前の液状の封止材70を充填する。弾性ガイド部材51,62は、硬化前の封止材70が結合体収容部15から漏れることを阻止すべく、ハウジング11の端部のガイド部材収容部41,42に収容されているため、粘度の低い液状の封止材70でも、漏れることがなく、ハウジング11の内部に均一に充填することができる。
【0043】
封止材70を充填したのち、図5に示すようにハウジング本体11aに蓋11bを被せ、接着剤等によってハウジング本体11aに蓋11bを固定する。封止材70が熱硬化タイプの場合には、オーブンによって硬化処理が行なわれる。
【0044】
なお図6に示す他の実施形態のように、弾性ガイド部材62の切込み66が、多芯の光ファイバ部材35の光ファイバ36の並ぶ方向に沿って形成されていてもよい。このような弾性ガイド部材62であれば、光ファイバ部材35を切込み66からファイバ挿通孔65に容易に挿入することができる。
【0045】
この発明を実施するに当たり、光導波路パッケージの前記ハウジングをはじめとして、光導波路結合体を構成する導波路デバイスやファイバアレイ、弾性ガイド部材、封止材など、この発明の構成要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、温度変化等によって光ファイバに応力が生じることを抑制でき、光パワーの変化を低減させることができる。また、封止材がハウジングから漏れることを防止できる。
【0047】
また、弾性ガイド部材に光ファイバ部材を周面側から挿入可能な切込みが形成されていることにより、光ファイバ部材を容易に弾性ガイド部材のファイバ挿通孔に通すことができ、ハウジング内部への光導波路結合体の組付けを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す光導波路パッケージの分解斜視図。
【図2】図1に示された光導波路パッケージの光導波路結合体の平面図。
【図3】図1に示された光導波路パッケージのケーシング本体に光導波路結合体を収容した状態の斜視図。
【図4】図1に示された光導波路パッケージのケーシング本体に封止材を充填した状態の斜視図。
【図5】図1に示された光導波路パッケージのケーシング本体に蓋を被せた状態の斜視図。
【図6】本発明の他の実施形態を示す光導波路パッケージの分解斜視図。
【符号の説明】
10…光導波路パッケージ
11…ハウジング
12…光導波路結合体
19…光導波路
20…導波路デバイス
21,22…ファイバアレイ
25…光ファイバ部材
26…光ファイバ
35…光ファイバ部材
36…光ファイバ
51…弾性ガイド部材
56…切込み
62…弾性ガイド部材
66…切込み
70…封止材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical waveguide package applied to an optical branching device or the like for optical communication.
[0002]
[Prior art]
In order for the optical waveguide assembly formed by joining the waveguide device and the fiber array to withstand temperature changes, vibrations, etc., the optical waveguide assembly is accommodated in the housing and filled with resin. By doing so, it has been proposed to seal the optical waveguide assembly. (For example, see Patent Document 1 below)
In the optical waveguide module described in Patent Document 1, the module main body is accommodated in the housing, and a jelly-like resin or the like is filled in the housing. Cylindrical protective covers are integrally formed at both ends of the housing, and optical fibers are inserted through through holes formed in these protective covers.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-7-92342 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case where the module main body is accommodated in the housing and filled with liquid resin as in the conventional example, if the diameter of the through hole is large, the resin in the housing leaks from the through hole to the outside. is there.
[0005]
If the diameter of the through hole is reduced, resin leakage can be prevented. However, if the diameter of the through hole is small, a part of the optical fiber is constrained by the inner surface of the through hole, and the optical waveguide coupling body is deformed by temperature change. It has been found that this causes the optical power to fluctuate. Further, it takes time to insert the optical fiber into the through hole, and there is a concern that the optical fiber may be broken or damaged during the operation.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical waveguide package that can suppress fluctuations in optical power and that is easy to manufacture.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An optical waveguide package according to the present invention includes an optical waveguide combination formed by bonding a fiber array to an end face of a waveguide device on which an optical waveguide is formed, and a housing having a combined body accommodating portion in which the optical waveguide coupling is accommodated. And having a fiber insertion hole for inserting an optical fiber member made of an elastic material and being fixed to the fiber array, and having a notch capable of inserting the optical fiber member into the fiber insertion hole from the peripheral surface side. An elastic guide member accommodated in the housing and a sealing material filled in the housing are provided.
[0008]
In a preferred embodiment of the present invention, the elastic guide member is provided in a guide member accommodating portion at an end portion of the housing in order to prevent the sealing material from leaking from the housing.
[0009]
In a preferred embodiment of the present invention, the end portion of the elastic guide member protrudes to the outside of the housing, and the end portion has a tapered shape that becomes narrower toward the tip. The elastic guide member and the sealing material are made of, for example, a material having a hardness of not more than 50 ° durometer and an elastic modulus change in a temperature range of −40 ° C. to + 85 ° C. of not more than 30%, for example, silicone. The viscosity of the encapsulant before curing is desirably 1 Pa · s or less.
[0010]
When the optical fiber member is a tape-shaped optical fiber member in which a plurality of optical fibers are arranged in parallel to each other, the cut is formed along the direction in which the optical fibers of the optical fiber member are aligned, Alternatively, it is formed in a direction perpendicular to the direction in which the optical fibers are arranged.
[0011]
The elastic guide member and the optical fiber member are preferably fixed to each other with an adhesive having the same hardness as the elastic guide member. In a preferred embodiment of the present invention, the sealant is made of a material having the same rubber elasticity as that of the elastic guide member.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
An
[0013]
The housing 11 includes a housing main body 11a and a lid 11b. The housing body 11a and the lid 11b are both molded products of synthetic resin, but may be formed by machining a metal.
[0014]
The housing main body 11a is formed with a coupling
[0015]
As shown in FIG. 2, the
[0016]
The
[0017]
A single-core
[0018]
The end portion of the
[0019]
A tape-shaped multi-core
[0020]
The end portion of the
[0021]
This optical
[0022]
A spacer 40 (shown in FIG. 1) for positioning the
[0023]
A
[0024]
The first
[0025]
The first
[0026]
After the
[0027]
An
[0028]
A second
[0029]
The second
[0030]
After the
[0031]
The
[0032]
These
[0033]
When a hard material is used for the
[0034]
For these reasons, the
[0035]
According to experiments conducted by the present inventors, when the durometer hardness of the
[0036]
The adhesive for fixing the first
[0037]
As shown in FIG. 4, the inside of the housing body 11a is filled with the sealing material 70 without a gap. When the sealing material 70 is cured inside the housing 11, the
[0038]
The sealing material 70 is made of a rubber elastic material having the same hardness as the
[0039]
In addition, the viscosity before the sealing material 70 is cured is suitably low viscosity (1 Pa · s or less) so that the sealing material 70 is sufficiently dispersed inside the housing 11. If the sealing material 70 has a low viscosity, bubbles are not mixed when injected into the housing body 11a, and the inside of the housing body 11a can be evenly filled.
[0040]
Next, the manufacturing process of the
In this case, since the
[0041]
Further, since the
[0042]
As shown in FIG. 4, a liquid sealing material 70 before curing is filled in the housing body 11a. The
[0043]
After the sealing material 70 is filled, the housing body 11a is covered with a lid 11b as shown in FIG. 5, and the lid 11b is fixed to the housing body 11a with an adhesive or the like. When the sealing material 70 is a thermosetting type, a curing process is performed by an oven.
[0044]
6, the
[0045]
In practicing the present invention, the constituent elements of the present invention such as the waveguide device, the fiber array, the elastic guide member, and the sealing material constituting the optical waveguide combined body as well as the housing of the optical waveguide package are summarized in the gist of the present invention. Needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0046]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that a stress arises in an optical fiber by a temperature change etc., and can reduce the change of optical power. Moreover, it can prevent that a sealing material leaks from a housing.
[0047]
In addition, since the elastic guide member is formed with a notch that allows the optical fiber member to be inserted from the peripheral surface side, the optical fiber member can be easily passed through the fiber insertion hole of the elastic guide member, and light can be guided into the housing. The assembly of the waveguide coupled body can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical waveguide package showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an optical waveguide combination of the optical waveguide package shown in FIG.
3 is a perspective view showing a state in which an optical waveguide combined body is accommodated in a casing body of the optical waveguide package shown in FIG. 1. FIG.
4 is a perspective view of a state where a casing body of the optical waveguide package shown in FIG. 1 is filled with a sealing material. FIG.
5 is a perspective view of the optical waveguide package shown in FIG. 1 with a cover on the casing body. FIG.
FIG. 6 is an exploded perspective view of an optical waveguide package showing another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記光導波路結合体が収容される結合体収容部を有したハウジングと、
弾性を有する材料からなり前記ファイバアレイに固定された光ファイバ部材を挿通するファイバ挿通孔を有するとともに該光ファイバ部材を周面側から前記ファイバ挿通孔に挿入可能な切込みを有していて前記ハウジングに収容される弾性ガイド部材と、
前記ハウジングの内部に充填される封止材と、
を具備したことを特徴とする光導波路パッケージ。An optical waveguide combination formed by bonding a fiber array to an end face of a waveguide device in which an optical waveguide is formed;
A housing having a coupling body accommodating portion in which the optical waveguide coupling body is accommodated;
The housing has a fiber insertion hole made of a material having elasticity and through which an optical fiber member fixed to the fiber array is inserted, and has a notch into which the optical fiber member can be inserted into the fiber insertion hole from the peripheral surface side. An elastic guide member housed in
A sealing material filled in the housing;
An optical waveguide package comprising:
Priority Applications (1)
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JP2003175070A JP2005010508A (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Optical waveguide package |
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