JP2005025135A

JP2005025135A - 高信頼性光導波路型デバイス

Info

Publication number: JP2005025135A
Application number: JP2003270864A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakamura; 雅弘中村; Yoshihiro Takahashi; 儀浩高橋; Kouzou Kiyotake; 耕三清武; Toru Takahashi; 徹高橋; Kanji Shishido; 寛治宍戸
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-01-27
Also published as: CN1576919A; US20050013546A1; TW200510803A; KR20050004072A

Abstract

【解決手段】光ファイバアレイ３ａ、３ｂと、導波路チップ２が接続された光導波路型デバイス１において、光ファイバアレイ３ａ、３ｂが石英ガラス等からなる、一体の光ファイバ保持部材５に設けられた光ファイバ挿入孔６に、光ファイバを挿入配置する。
【効果】本発明によれば、高温度や高湿度の環境下に置かれても、光ファイバが動くことがなく、機械特性や伝送特性に優れた、高信頼性の光導波路型デバイスを提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、導波路スプリッタ、光スイッチ、可変型光減衰器等の導波路チップと光ファイバアレイを接続した光導波路型デバイスに関する。

近年、ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）の導入が始まり各家庭での高速インターネットの利用が急速に普及してきている。このような状況において通信ネットワークをますます充実させる必要性が高まり、高信頼性、低コスト、小型の光導波路型デバイスが要求されてきている。

なかでも高信頼性は高温度環境下や高湿度環境下における特性の安定化を図る上で極めて重要な要素である。

ところで、導波路スプリッタ、光スイッチ、可変型光減衰器等の導波路チップを備えた光導波路型デバイスは複数本の光ファイバが並列的に配置された光ファイバアレイと接続されて用いられる。

光ファイバアレイは光ファイバを導波路チップと調心する必要があるため高精度な多心整列技術が要求される。従来光ファイバアレイは石英ガラス等の基板上に正確に導波路チップとの間の位置決めを行った複数のV溝を設け、このV溝に被覆を除去した光ファイバ裸線を配置し、その上をやはり石英ガラス等からなる蓋部材で覆い、前記光ファイバ裸線とV溝基板、蓋部材を接着剤で固定するようにしていた（特許文献１）。
特開２００２−１７１６５７号公報特開平７−２０９５４７号公報

ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。

即ち、光導波路型デバイスは例えば屋外のクロージャ内に設置された場合には過酷な環境下におかれることが多く、高温度あるいは高湿度に対しても安定した特性を示すことが重要である。

ところが、光導波路型デバイスが高温度あるいは高湿度環境下におかれた場合、使用している接着剤の膨張、収縮や劣化等により光ファイバアレイのＶ溝基板と蓋部材が剥離してしまうという問題があった。さらにＶ溝基板と蓋部材の剥離に加え、光ファイバアレイと導波路チップとの間も剥離することがあった。

そこで、従来は接着剤の種類や硬化条件を変更して信頼性を高めたり、蓋部材である石英ガラスカバーの形状や厚さを考慮したりする等の改善が試みられている。また、高湿度環境に耐えるためにシール剤で密封したりする工夫も行われている。さらに、光ファイバアレイと導波路チップの接続部を斜めにして機械的に蓋部材が剥離しにくくする改善技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、このような構成では光ファイバアレイや導波路チップの接続部端面を正確な角度で斜めに研磨することが難しく、作業上の負荷が多大となる（特許文献２）。

ところで、通常光ファイバアレイに用いられる接着剤は紫外線硬化型の接着剤であり、ガラス転移点が約１００℃程度と低く、耐高温環境に優れたものではない。しかもこれに高湿度環境が加わるとより低い温度で接着性が劣化するという問題がある。

従って、上記したような改善策を行ったとしてもこれらはいずれも高温度や高湿度環境下における光ファイバアレイの接着剤の膨張、収縮や劣化等により生じる光ファイバやＶ溝あるいは蓋部材の動きを抑制するための技術であり、必ずしも機械的特性や伝送特性の低下を防止することに対して満足のいくものではなかった。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、光導波路型デバイスが高温度や高湿度環境下に置かれても光ファイバアレイを構成する各光ファイバが動くことがなく、機械的特性や伝送特性の安定した光導波路型デバイスを提供するものである。

本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。

〈構成１〉
光ファイバが配置された光ファイバアレイと導波路チップが接続されてなる光導波路型デバイスにおいて、上記光ファイバアレイは上記光ファイバを保持する光ファイバ保持部材に設けられた光ファイバ挿入孔に上記光ファイバが挿入配置されていることを特徴とする高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成２〉
上記光ファイバは１本若しくは複数本からなり、上記光ファイバ保持部材は上記１本若しくは複数本の光ファイバの本数に対応した光ファイバ挿入孔が設けられていることを特徴とする構成１記載の高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成３〉
上記光ファイバ保持部材は石英ガラスからなるものであることを特徴とする構成１または構成２記載の高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成４〉
上記導波路チップは導波路型スプリッタであることを特徴とする構成１から構成３までのいずれかの構成に記載の高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成５〉
上記導波路チップは光スイッチであることを特徴とする構成１から構成３までのいずれかの構成に記載の高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成６〉
上記導波路チップは可変型光減衰器であることを特徴とする構成１から構成３までのいずれかの構成に記載の高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成７〉
上記光ファイバは被覆が除去された後上記光ファイバ保持部材の光ファイバ挿入孔に挿入され接着剤で固定されていることを特徴とする構成１から構成６までのいずれかの構成に記載の高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成８〉
上記光ファイバ挿入孔に挿入され固定される光ファイバは被覆が除去されていない部分を含んで接着剤で固定されることを特徴とする構成７記載の高信頼性光導波路型デバイス。

〈構成９〉
上記光ファイバ挿入孔は、上記光ファイバを挿入する挿入口の口径が上記光ファイバ挿入孔の口径よりも大きい口径とされていることを特徴とする構成８記載の高信頼性光導波路型デバイス。

光ファイバアレイと導波路チップが接続された光導波路型デバイスにおいて、光ファイバアレイが石英ガラス等からなる一体の光ファイバ保持部材に設けられた光ファイバ挿入孔に光ファイバを挿入配置すれば、高温度や高湿度の環境下に置かれても光ファイバが動くことがなく、機械特性や伝送特性に優れた高信頼性の光導波路型デバイスを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。

図１は本発明の光導波路型デバイスの平面図およびこの光導波路型デバイスに用いられる光ファイバアレイの斜視図である。図１（ａ）において、本発明の光導波路型デバイス１は導波路チップ２に光ファイバアレイ３が接続されている。本実施の形態では導波路チップ２の両端に光ファイバアレイ３ａ、３ｂが接続されている。光ファイバアレイ３には光ファイバ４が挿入配置されている。本実施の形態ではそれぞれ光ファイバアレイ３ａに光ファイバ４ａが、光ファイバアレイ３ｂに光ファイバ４ｂが接続されている。導波路チップ２は例えば導波路スプリッタや光スイッチ、可変型光減衰器等からなり、光導波路型デバイスを使用する目的により適宜選択すればよい。

光ファイバアレイ３ａ、３ｂは図１（ｂ）に示すように、１本若しくは複数本の光ファイバ４ａ、４ｂが石英ガラスからなる光ファイバ保持部材５の光ファイバ挿入孔６に挿入配置されている。光ファイバ４ａ、４ｂは光ファイバ挿入孔６内において接着剤で固定されている。

ここで、導波路チップ２が例えば１×Ｎの導波路スプリッタの場合は、光ファイバアレイ３ａの光ファイバ挿入孔６は１個の挿入孔でよいが、光ファイバアレイ３ｂの光ファイバ挿入孔６はＮ本の光ファイバに対応した複数個の挿入孔が必要となる。

図２に光ファイバを光ファイバ挿入孔に挿入した状況を示す。なお、図１と同一箇所は同一番号で表すこととし、以下同様とする。

図２（ａ）は光ファイバが１本の場合を示しているが、図２（ａ）において、光ファイバ７を光ファイバ保持部材５の光ファイバ挿入孔６に挿入して接着剤で固定する場合、光ファイバの被覆を除去して裸の光ファイバ部分８を光ファイバ挿入孔６に挿入し接着剤９により固定する。この時、光ファイバの被覆を除去していない部分１０を含めて光ファイバ挿入孔に挿入して接着剤で固定するとより強固に固定されるので好ましい。

従って、光ファイバ挿入孔６は光ファイバの挿入口１１が光ファイバの被覆部分が挿入できるように光ファイバ挿入孔６の口径より大きい口径となっていることが好ましい。

図２（ｂ）は光ファイバが複数本、例えば４本の光ファイバテープ心線１２の場合を示している。この場合は光ファイバの挿入孔６は４個設けられ、光ファイバテープ心線の挿入口１３は光ファイバテープ心線１２の被覆部分１４が挿入できるような口径となっている。

ここで、本発明の光導波路型デバイスを温度１２１℃、湿度１００％、２気圧の雰囲気中に１０時間放置した後の外観上の変化、伝送特性を調査したところ特に外観上の変化もなく伝送特性に劣化も見られなかった。一方、従来構造のＶ溝基板と蓋部材から構成される光ファイバアレイを用いた光導波路型デバイスでは蓋部材とＶ溝基板との間に気泡が多数見られ、蓋部材とＶ溝基板が剥離している現象が見られた。また、環境条件を温度９０℃、湿度９９％、大気圧の雰囲気中で２７０時間放置した場合でも上記と同様の結果が見られた。

このように本発明の光導波路型デバイスでは、光ファイバアレイが従来のようにＶ溝基板や蓋部材のような複数の部材から構成されているのとは異なり、石英ガラスのような一体の部材から構成されている。従って、高温度や高湿度の環境下に置かれても光ファイバが動くことがなく、機械特性や伝送特性が劣化することを防止することができる。

本発明は、高温度、高湿度環境下において信頼性の高い光導波路型デバイスに適用できる。

本発明の一実施の形態を表した図である。光ファイバの固定状況を表した図である。

符号の説明

１光導波路型デバイス
２導波路チップ
３光ファイバアレイ
４光ファイバ
５光ファイバ保持部材
６光ファイバ挿入孔

Claims

光ファイバが配置された光ファイバアレイと導波路チップが接続されてなる光導波路型デバイスにおいて、前記光ファイバアレイは前記光ファイバを保持する光ファイバ保持部材に設けられた光ファイバ挿入孔に前記光ファイバが挿入配置されていることを特徴とする高信頼性光導波路型デバイス。
前記光ファイバは１本若しくは複数本からなり、前記光ファイバ保持部材は前記１本若しくは複数本の光ファイバの本数に対応した光ファイバ挿入孔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の高信頼性光導波路型デバイス。
前記光ファイバ保持部材は石英ガラスからなるものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高信頼性光導波路型デバイス。
前記導波路チップは導波路型スプリッタであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の高信頼性光導波路型デバイス。
前記導波路チップは光スイッチであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の高信頼性光導波路型デバイス。
前記導波路チップは可変型光減衰器であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の高信頼性光導波路型デバイス。
前記光ファイバは被覆が除去された後前記光ファイバ保持部材の光ファイバ挿入孔に挿入され接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載の高信頼性光導波路型デバイス。
前記光ファイバ挿入孔に挿入され固定される光ファイバは被覆が除去されていない部分を含んで接着剤で固定されることを特徴とする請求項７記載の高信頼性光導波路型デバイス。
前記光ファイバ挿入孔は、前記光ファイバを挿入する挿入口の口径が前記光ファイバ挿入孔の口径よりも大きい口径とされていることを特徴とする請求項８記載の高信頼性光導波路型デバイス。