JP2005309259A - 光ファイバアレイの製造方法、及び光ファイバアレイ - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバピッチ変換の機能を備えた光ファイバアレイの製造方法、及び光ファイバアレイにおいて、低コスト化と光損失を抑制した小型化を図る。
【解決手段】光ファイバアレイ１０は、基板１と、表面に所望のピッチを備えた平行な直線溝２２の群を有する固定板２と、端部付近において被膜４２を除去してクラッド部とコア部からなる個別の光ファイバ４１に分離されたテープ芯線４と、を備えている。固定板２は、直線溝形成面２１が基板１の主面１１に対向して固定され、テープ芯線４は、個別の光ファイバ４１に分離された部位（被膜端４２ａ近傍）と、直線溝２２に挿入された光ファイバ部位との２ヶ所において基板１に固定されている。光ファイバアレイ１０の製造は、出口端付近において直線溝２２の溝ピッチと略同一の溝ピッチである複数の案内溝を表面に備えた使い回しの可能な案内板を用いて行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信分野などにおける導波路チップなど光信号の授受を行うための光ファイバアレイの製造方法、及び光ファイバアレイに関する。

従来、光通信分野において光導波路を集積した導波路チップが用いられている。このような導波路チップや導波路チップを実装した光モジュール、又はその他の光モジュールなどにおいて、導波路などに光信号を入力する、又は導波路などから光信号出力を受け取る光ファイバは、複数信号の入出力のため、複数の光ファイバを一括して扱えるように光ファイバアレイとして用いられる。光ファイバアレイは、導波路チップの違いによる導波路ピッチ（間隔）の違いに対応するため、また、複数の光ファイバを所定ピッチでテープ状に結合して市販されている光ファイバテープ芯線をピッチの異なる導波路に光結合するため、光ファイバのピッチ変換の役割を有している。例えば、光ファイバテープ芯線は、２５０μｍピッチの規格で配列されているものが一般的であり、このピッチと異なるピッチを有する光モジュールとの接続には光ファイバのピッチ変換が必要となる。

ピッチ変換の役割を有する従来の光ファイバアレイとして、図２１に示すものがある。この光ファイバアレイ９５は、複数の光ファイバ４１を光ファイバ保持部材９０の平行Ｖ溝９１に配置して、接着材及び蓋部品９２により固定し、光コネクタフェルール９３における光ファイバ孔９４に挿通して固定することにより、光ファイバのピッチをピッチＰ１からピッチＰ２に変換するものである。平行Ｖ溝９１から光ファイバ孔９４に至る空間には、光ファイバ４１が自在に撓むことが可能なファイバ曲げ空間が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２２７６１号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるような従来の光ファイバアレイにおいては、ファイバ曲げ空間によりピッチ変換時の光ファイバや曲げを管理しているが、ファイバ曲げ空間部を形成するため、ファイバ保持部材９０を光ファイバアレイ毎に設けており、コストが高くなる。光ファイバは、曲げにより光損失が発生し、曲げ半径が小さいほど光損失が増加することが知られている。光損失低減のため、ピッチ変換時の光ファイバ屈曲は、許容最小曲げ半径よりも小さくならないよう管理する必要がある。例えば、シングルモードの光ファイバの場合、許容曲げ半径は３０ｍｍである。また、光ファイバモジュールの小型化のために、少ない部材により、許容曲げ半径内においてできるだけ小さく曲げることが望まれる。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により低コストかつ光損失が少なく小型である、光ファイバピッチ変換の機能を備えた光ファイバアレイの製造方法、及び光ファイバアレイを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、基板と、互いに対向する端面の一端面から他端面に向けて平面上に形成された複数の平行な直線溝を有し当該直線溝形成面と前記基板の主面とが併せ面となるように基板に固定された固定板と、前記固定板の直線溝及び基板の主面により構成される空間に位置決め固定された光ファイバと、を備えた光ファイバアレイの製造方法において、互いに対向する端面の一端面に入口端を有し他端面に出口端を有して形成され前記出口端付近では前記固定板の直線溝群の溝ピッチと略同一の溝ピッチである複数の案内溝を表面に備えた案内板、及び前記固定板の各溝形成面を前記基板の主面に対向させ、かつ、前記案内板の出口端がわ端面と前記固定板の端面とを互いの溝の中心軸が略一致するように対向させて、基板、固定板、及び案内板を配置する板配置工程と、前記基板と案内溝とで構成される空間に案内溝の入口端から光ファイバを挿入し、案内溝を経由して出口端から出てきた光ファイバを前記基板と直線溝とで構成される空間に挿入する光ファイバ挿入工程と、前記基板に前記光ファイバ及び前記固定板を固定する光ファイバ固定工程と、前記光ファイバ固定工程の前又は後に前記案内板を取り除く案内板取り除き工程と、を備えたものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記光ファイバは、テープ芯線からなり、前記テープ芯線の端部付近における被膜を除去してクラッド部とコア部からなる光ファイバを剥き出しにする被膜除去工程を備え、前記案内溝群は、出口端付近では直線溝群の溝ピッチと略同一の溝ピッチを備え、入口端付近では前記テープ芯線の配列ピッチと略同一ピッチで形成されているものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記光ファイバ固定工程は、前記案内板を配した状態で行われるものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記光ファイバ固定工程は、前記案内板の案内溝の出口端がわの端面近傍において前記基板に光ファイバ及び前記固定板を固定し、前記案内板の他端面近傍において光ファイバを基板に固定するものである。

請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記光ファイバ固定工程は、前記基板又は固定板の端面で、かつ、基板と固定板との隙間付近に樹脂液を塗布し硬化させることにより基板、固定板、及び光ファイバを固定するものである。

請求項６の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記光ファイバ挿入工程と光ファイバ固定工程との間に、前記基板と固定板との隙間を小さくすることにより各光ファイバを位置決めする光ファイバ位置決め工程を備えたものである。

請求項７の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記板配置工程は、前記案内板の案内溝形成面と基板の主面とが接面するように対向配置するものである。

請求項８の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記案内板は、案内溝のパターン形状が出口端付近において案内板の端面に対して略垂直のものである。

請求項９の発明は、請求項８に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記案内板は、案内溝のパターン形状が案内板の両端面付近において該端面に対して略垂直となるように円弧形状とされている。

請求項１０の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記基板の主面が平滑面である。

請求項１１の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記基板は、当該基板の主面における前記固定板と案内板を配する部位の間に、前記光ファイバ固定工程時に用いる固着用樹脂液が案内板側に流出することを防ぐための溝を備えているものである。

請求項１２の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法において、前記固定板は、直線溝の断面形状がＶ溝形状を有し、かつ、位置決めされた光ファイバの頂上部が直線溝形成面よりも突出するように形成されているものである。

請求項１３の発明は、テープ芯線内で所定ピッチで束ねられた光ファイバ群を所望の配列ピッチの光ファイバ群に変換するための光ファイバアレイにおいて、基板と、表面に所望のピッチを備えた平行な直線溝群を有する固定板と、端部付近において被膜を除去してクラッド部とコア部からなる個別の光ファイバに分離されたテープ芯線と、を備え、前記固定板は、直線溝形成面が基板の主面に対向して固定され、前記テープ芯線は、個別の光ファイバに分離された部位と、前記基板と直線溝とで構成される空間に挿入された光ファイバ部位とで基板に固定されているものである。

請求項１の発明によれば、案内板を用いるので、固定板の直線溝と基板とで構成される空間に光ファイバを容易に挿入でき、生産性が向上する。また、光ファイバ固定工程の前又は後に案内板を取り除くので、加工精度が高く、製造コストの高い案内板を使い回しでき、安価に所望のピッチの光ファイバアレイを製造できる。また、案内板の案内溝を用いて光ファイバを配置するので、光ファイバの許容最小曲げ半径を確保して曲げによる光損失を抑制した上で、小型化した光ファイバアレイが得られる。

請求項２の発明によれば、テープ芯線の光ファイバ配列ピッチに適合した案内板を用いるので、テープ芯線のピッチと異なるピッチの光ファイバアレイを容易に製造できる。

請求項３の発明によれば、案内板取り除き工程の前に光ファイバ固定工程を行うので、案内板に設けられた案内溝により各光ファイバを保持した状態で光ファイバを固定でき、光ファイバ固定工程中に基板と各直線溝とで構成される空間から光ファイバが抜けることがなく、光ファイバを確実に固定できる。

請求項４の発明によれば、光ファイバを２箇所で基板に固定するので、光ファイバの抜けが生じ難く確実に固定できる。また、案内溝形状に近い状態で光ファイバを固定できるので、光ファイバの許容曲げ半径を確保して曲げ半径を小さくでき、光ファイバの屈曲による光ロスを抑えた小型の光ファイバアレイを製造できる。

請求項５の発明によれば、端面の隙間付近に樹脂液を塗布することで、基板と固定板の隙間に毛細管現象により樹脂液を流入させて、基板、固定板、及び光ファイバを容易に接着固定できる。

請求項６の発明によれば、光ファイバ挿入工程の後にファイバ位置決め工程を行うので、光ファイバ挿入工程において位置決めの精度を緩和することができ、従って、板配置工程において基板と固定板を大きな隙間を持たせて配置し、光ファイバの容易な挿入を実現できる。

請求項７の発明によれば、基板と案内板を接面させることにより、両板間に隙間を設けて配置する場合と比較して、案内板の配置が容易となる。

請求項８の発明によれば、案内溝の出口端から出てくる光ファイバと案内板端面との角度が略垂直になるので、案内板端面に垂直になるように固定板の直線溝を配置することにより、案内溝から出てきた光ファイバを、基板と直線溝とで構成される空間に容易に挿入することができる。

請求項９の発明によれば、前記効果に加え、円弧形状を用いて徐々に光ファイバのピッチを変更することができるので、光ファイバ挿入工程において光ファイバを損傷することがなく不良の発生を防止でき、また、効率良く挿入できる。

請求項１０の発明によれば、主面が平滑面の基板を用いることにより、光ファイバ挿入工程時に挿入が滑らかに行われるので、光ファイバを損傷することなく、また、効率良く挿入でき、不良発生の防止と生産性の向上ができる。

請求項１１の発明によれば、固定板と案内板の間の基板表面に設けた溝により、固着用樹脂液が案内板がわに流出して案内板を固着したり汚染するのを防止できるので、案内板が使い回しできなくなる等の不具合を防止できる。

請求項１２の発明によれば、直線溝に配置された光ファイバの上部が直線溝形成面から突出するので、Ｖ溝の２つの斜面により（左右方向の）位置決めがされた光ファイバの上部を、基板の主面により（上下方向の）位置決めができ、３点位置決めとなるので確実に光ファイバを位置決めでき、高精度なピッチ幅を備えた光ファイバアレイを容易に製造できる。

請求項１３の発明によれば、直線溝を備えた固定板、及び、少なくとも主面があればよいという単純な形状の基板からなる、製造単価が安い２つの部品をテープ芯線に備えただけで光ファイバアレイを構成できるので、低コストの光ファイバアレイが得られる。

以下、本発明の一実施形態に係る光ファイバアレイの製造方法、及び光ファイバアレイについて、図面を参照して説明する。図１は、ファイバアレイ１０を示す。光ファイバアレイ１０は、基板１と、表面に所望のピッチを備えた平行な直線溝２２の群を有する固定板２と、端部付近において被膜４２を除去してクラッド部とコア部からなる個別の光ファイバ４１に分離されたテープ芯線４と、を備えている。固定板２は、直線溝形成面２１が基板１の主面１１に対向して固定され、テープ芯線４は、個別の光ファイバ４１に分離された部位（被膜端４２ａ近傍）と、基板１と直線溝２２とで構成される空間に挿入された光ファイバ部位との２ヶ所において基板１に固定されている。

ファイバアレイ１０は、このような構成により、テープ芯線４内で所定ピッチで束ねられた光ファイバ４１群を所望の配列ピッチの光ファイバ４１群に変換する。なお、図１において、ファイバアレイ１０の内部構造を示すため、基板１を破線により示している。基板１について、以下に示す図においても同様の表示を行っている。また、説明中に現れた図は、その後の説明において随時参照される。

図２は、光ファイバアレイ１０を製造する製造工程フローを示す。光ファイバアレイ１０の製造は、互いに対向する端面の一端面に入口端を有し他端面に出口端を有して形成され出口端付近では固定板２の直線溝２２群の溝ピッチと略同一の溝ピッチである複数の案内溝を表面に備えた使い回しの可能な案内板を用いて行われる。案内板は、光ファイバアレイ１０の製造途中で工程から外される。図２に従って製造工程の概要を説明し、その後に、各製造工程を説明する。

まず、被膜除去工程（Ｓ１）において、テープ芯線４の端部付近における被膜４２を除去してクラッド部とコア部からなる光ファイバ４１を剥き出しにする。続いて、板配置工程（Ｓ２）において、案内板、及び前記固定板２の各溝形成面を基板１の主面１１に対向させ、かつ、案内板の出口端がわ端面と固定板の端面とを互いの溝の中心軸が略一致するように対向させて、基板１、固定板２、及び案内板を配置する。続いて、光ファイバ挿入工程（Ｓ３）において、基板１と案内溝とで構成される空間に案内溝の入口端から光ファイバ４１を挿入し、案内溝を経由して出口端から出てきた光ファイバを基板１と直線溝２２とで構成される空間に挿入する。

続いて、光ファイバ位置決め工程（Ｓ４）において、基板１と固定板２との隙間を小さくすることにより各光ファイバ４１を位置決めする。続いて、光ファイバ固定工程（Ｓ５）において、基板１に光ファイバ４１及び固定板２を固定する。続いて、案内板取り除き工程（Ｓ６）において、案内板を取り除く。案内板取り除き工程（Ｓ６）は、光ファイバ固定工程（Ｓ５）の前、つまり光ファイバ位置決め工程（Ｓ４）の後に行うこともできる。また、テープ芯線以外の光ファイバを用いる場合、被膜除去工程（Ｓ１）を行わない場合もある。

次に、上述した各工程に沿って製造工程を詳細説明する。
（光ファイバ芯線被膜除去工程Ｓ１）
図３は、４本の光ファイバに被膜４２を形成してテープ状とされたテープ芯線４の端部付近を示す。被膜除去工程Ｓ１は、図１に示した基板１と固定板２に設けた直線溝２２とで形成される空間に挿入するため、テープ芯線４の被膜４２を除去して、クラッド部とコア部からなる光ファイバ４１の部分をを剥き出しにする工程である。一般的には、光ファイバ皮膜ストリッパを用いて被膜除去が行われる。必要に応じて被服除去後の光ファイバ４１をアルコール等により洗浄、脱脂する。被膜４２を除去することにより、テープ芯線４は、被膜４２により保護されて所定の配列ピッチを保っているテープ芯線部分と、被膜端４２ａより先端（端部側）の個別の光ファイバ４１に分離された部分とになる。各光ファイバ４１のピッチは、所定の許容曲げ半径以上となる曲率の範囲内で広げることができ、また光ファイバ４１の外径で決まる最小接近距離以上の範囲において狭めることができる。

（基板・固定板・案内板配置工程Ｓ２）
図４は、基板１，固定板２、及び案内板３の相互配置関係を示す。板配置工程Ｓ２は、これらの基板１，固定板２、及び案内板３を、所定の位置間隔を保って配置する工程である。基板１は、平滑な面からなる主面１１を備えている。固定板２は、互いに対向する端面の一端面から他端面に向けて平面上に形成された複数の平行な直線溝２２を有している。案内板３は、複数の案内溝３２を案内溝形成面３１に備えている。案内溝３２は、案内板３の互いに対向する端面の一端面に入口端３２ａを有し、他端面に出口端３２ｂを有して形成され、出口端３２ｂ付近では固定板２の直線溝２２の溝ピッチと略同一の溝ピッチとされている。案内溝３２は、光ファイバ４１を曲げながら、入口端３２ａから出口端３２ｂに向けて挿入するため、滑らかな曲線パターンとなるように形成されている。

固定板２と案内板３の各溝形成面２１，３１を基板１の主面１１に対向させ、かつ、案内板３の出口端３２ｂがわ端面と固定板２の端面とを互いの溝３２，２２の中心軸が略一致するように対向させて、基板１、固定板２、及び案内板３を配置する。固定板２と案内板３との端面間には所定の隙間が設けられている。また、案内板３の入口端３２ａ端面は、長さ方向において、基板１端面よりも後退した配置になっている。

板配置工程Ｓ３から光ファイバ固定工程Ｓ５に至る工程においては、光ファイバアレイ製造治具（不図示）が用いられる。光ファイバアレイ製造治具は、基板１、固定板２、案内板３、及び光ファイバ４１（テープ芯線４）の位置を調整し、かつ、これらを保持する機能を有するものであれば用いることができる。

基板１は、石英やパイレックスガラス等の光学ガラスを用いて形成される（パイレックスは登録商標）。

固定板２は、石英やパイレックスガラス等の光学ガラス、又はシリコン（Ｓｉ基板、酸化シリコン基板）等を用いて形成される。直線溝２２の加工は、光学ガラスの場合には機械加工（研磨、ブラスト加工）等により、またシリコンの場合には異方性エッチングや、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等により行われる。直線溝２２の断面構造は、通常、光ファイバ４１の位置決めの観点から、Ｖ溝形状とされる。

案内板３は、石英やパイレックスガラス等の光学ガラス、金属、又はシリコン（Ｓｉ基板、酸化シリコン基板）等を用いて形成される。案内溝３２の加工は、光学ガラスや金属の場合には切削加工やブラスト加工等により、またシリコンの場合には異方性エッチングや、ＲＩＥ等により行われる。曲線を伴う案内溝３２の形成には、金属の機械加工、又は酸化シリコン基板のＲＩＥによる形成が有効であり、平滑な加工面を有する案内溝を形成できる。案内溝３２の断面形状は、通常、溝加工の観点から四角溝形状とされる。

（光ファイバ挿入工程Ｓ３）
図５は、光ファイバ挿入工程を段階順に示す。光ファイバ挿入工程Ｓ３は、光ファイバ４１を基板１と直線溝２２により形成された空間に納める工程である。挿入される光ファイバ４１の長さは、基板１の全長を十分越える長さ、言い換えると、最長の案内溝３２と直線溝２２の長さの和を十分越える長さである。光ファイバ４１のピッチと入口端３２ａの配列ピッチとは一致させてある。この光ファイバ４１を、基板１と案内溝３２とで構成される空間に、案内溝３２の入口端３２ａから挿入する（図５の上段）。

光ファイバ４１の挿入を進めると、案内溝の出口端３２ｂから光ファイバの先端が突出する（図５の中段）。この段階で、光ファイバ４１のピッチは、テープ芯線の状態におけるピッチから直線溝２２のピッチに一致したピッチとなっている。また、光ファイバ４１は、突出した部分において互いに平行となっている。

光ファイバ４１の挿入を進めると、上記の突出した光ファイバ４１の先端は、それぞれ直線溝に進入し、さらに進んで直線溝２２から突出し、被覆端４２ａが案内溝の入口端３２ａに達してこの工程が終了する（図５の下段）。

（光ファイバ位置決め工程Ｓ４）
図６は、光ファイバ４１の位置決めを示す。光ファイバ位置決め工程Ｓ４は、固定板２と光ファイバ４１、及び光ファイバ４１と基板１を互いに密着状態にする工程である。上述の光ファイバ挿入工程Ｓ３においては、基板１と固定板２とは、図６（ａ）（ｂ）に示すように、主面１１と溝形成面２１との間に隙間ａを有している。この隙間ａは、主面１１と直線溝２２との空間を光ファイバ４１が進入できる程度に余裕を持たせ、かつ、この空間から光ファイバ４１が外れない程度に空間を制限する寸法とされている（主面１１と案内溝形成面３１についても同様の隙間が形成されている）。このような隙間構成により、光ファイバ挿入工程における光ファイバ挿入作業が容易となる。

この光ファイバ位置決め工程Ｓ４では、図６（ｃ）に示すように、少なくとも基板１と固定板２とで構成される隙間を狭めて隙間ｂとする。隙間ｂは、直線溝２２のＶ溝形状の２つの斜面と主面１１とが光ファイバ４１に外接し、光ファイバ４１を３点支持して光ファイバを位置決めする寸法になっている。

（光ファイバ固定工程Ｓ５）
図７は、光ファイバを固定するための接着剤の注入／塗布後の接着剤硬化工程を示す。光ファイバ固定工程Ｓ５は、基板１、固定板２、及び光ファイバ４１を一体化する工程である。光ファイバ４１の接着固定は、少なくとも２箇所で行われる。１箇所は、例えば、基板１と固定板２の隙間であって光ファイバ４１の周囲の空間であり、この空間に接着剤５を注入して固定する。他の１箇所は、基板１の端部と光ファイバ４１の被膜端４２ａ付近であり、ここに接着剤５を塗布して固定する。

光ファイバ４１の接着固定は、案内板３の案内溝３２の出口端３２ｂがわの端面近傍において基板１に光ファイバ４１及び固定板２を固定し、案内板３の入口端３２ａがわの端面近傍において光ファイバ４１を基板１に固定するようにしてもよい。いずれにしても、光ファイバ４１を２箇所で接着固定するので、光ファイバ４１の抜けが生じ難くなる。また、案内板３は固定しないので、案内板３を取り除くことができ、使い回しすることができる。

接着剤は、ＵＶＯ−１１４（Ｅｐｏ−Ｔｅｋ製）等のＵＶ硬化性接着剤（エポキシ系）や３５３ＮＤ（Ｅｐｏ−Ｔｅｋ製）等の熟硬化性接着剤（エポキシ系）が用いられる。ＵＶ硬化性接着剤を用いる場合、少なくとも基板１、固定板２のいずれかをＵＶ光を透過する材質（石英やパイレックスガラス等の光学ガラス）とし、いずれかの板を透過させて接着剤にＵＶ光を照射する。ＵＶＯ−１１４を用いる場合には、図に示すように、ＵＶ光ランプＬからのＵＶ光を、例えば、照射強度１００（ｍＷ／ｃｍ^２）、照射時間１（ｍｉｎ）のＵＶ光照射条件のもとで照射して、各部材間の固着が完了する。

熟硬化性接着剤を用いる場合、加熱により、基板１、固定板２、及び光ファイバ３を固着する。３５３ＮＤを用いる場合には、例えば、加熱温度１５０（℃）、加熱時間１（ｍｉｎ）の加熱条件により、各部材間の固着が完了する。

（案内板取り除き工程Ｓ６）
案内板３の機能は、光ファイバ４１を直線溝２２に挿入することにあり、また、案内板３の案内溝３２を介して、テープ芯線４における光ファイバピッチと異なるピッチの光ファイバ配列とした光ファイバアレイを作製可能とすることにある。従って、光ファイバ位置決め工程（Ｓ４）の後、又は、光ファイバ固定工程（Ｓ５）の後に案内板３を取り除くことができる。光ファイバ固定工程（Ｓ５）において各部が接着固定される前であっても、基板１、案内板２、光ファイバ４１（テープ芯線４）が前述の光ファイバアレイ製造治具により保持されているので、案内板３以外の各部の配置を保ったまま、案内板３を取り除くことができる。製造コストの高い案内板を使い回しすることが可能となるので、安価に所望のとピッチの光ファイバアレイを作製できる。

（突出光ファイバ端切断工程、端面研磨工程）
図８は、突出光ファイバ端切断工程を示し、図９は、端面研磨工程を示す。基板１と固定板２の端面から突出した光ファイバ４１は、例えば、直線溝２２のパターンを基準にして、回転ブレード６１等により切断除去される。このとき、光ファイバ４１のみを切断するのではなく、基板１と固定板２の一部を光ファイバ４１とともに切断しても良い。切断は、例えば、ブレード＃８００を用いて、回転速度３０、０００（ｒｐｍ）、送り速度２（ｍｍ／ｓｅｃ）以下、の条件のもとで行うことにより、光ファイバアレイのチッピング発生を抑えた切断ができる。この結果、切削面における表面粗さＲａとして、約３０ｎｍを実現できる。

上述の切断工程の後、必要に応じて、図９に示すように、研磨機６２を用いて切断面を研磨しても良い。研磨を行うことにより切断面の表面租さＲａを約５（ｎｍ）まで向上させることができる。

次に、製造工程における個々の特徴点をさらに詳述する。図１０は、案内板３の２つの形態を示す。図１０（ａ）に示す形態の案内板３は、光ファイバ４１の間隔を広げた光ファイバアレイを形成するための案内板であり、光ファイバテープ芯線４における光ファイバ４１のピッチＰ１と同じピッチの案内溝入口端３２ａと、ピッチＰ１よりも大きなピッチＰ２の案内溝出口端３２ｂとを有する。図１０（ｂ）に示す形態の案内板３は、光ファイバ４１の間隔を狭めた光ファイバアレイを形成するための案内板であり、光ファイバテープ芯線４における光ファイバ４１のピッチＰ１と同じピッチの案内溝入口端３２ａと、ピッチＰ１よりも小さなピッチＰ２の案内溝出口端３２ｂを有する。このような案内板３を用いることにより、テープ芯線４における光ファイバのピッチと異なる所望のピッチに光ファイバ末端を配列した光ファイバアレイを容易に製作できる。

図１１は、光ファイバ固定工程において、基板１と固定板２との接着固定に毛細管現象を用いる様子を示す。図１１左側に示すように、基板１又は固定板２の端面で、かつ基板１と固定板２間の隙間付近に適切な粘度を有する接着用の樹脂液からなる接着剤５を塗布すると、図１１中央に示すように、基板１と固定板２の隙間に毛細管現象により接着剤５が進入して、図１１右側に示すように、基板１と固定板２の対向面にできた隙間の全面に接着剤５を行き渡らすことができる。

図１２は、板配置工程における基板１と案内板３の位置関係を示す。案内溝３２と主面１１とで形成される空間は、光ファイバ４１を案内溝３２に沿って移動させ、固定板２における直線溝２２に導くため、移動が容易なように余裕のある断面構造とされる。図１２（ａ）に示す案内板３は、案内溝形成面３１と基板１の主面１１とが接面するように対向配置するものであり、この状態で、光ファイバの移動が容易な空間が形成されている。一方、図１２（ｂ）に示す案内板３は、案内溝３２が浅いため、案内溝形成面３１と主面１１とは、隙間をあけて配置されている。このような隙間をあけて配置するには寸法管理が必要であり、図１２（ａ）に示す基板１と案内板３を接面させる構成の方が、案内板の配置が容易であり望ましい。

図１３〜図１５は、案内板３における案内溝３２のパターンについて示している。案内板３における案内溝３２のパターン形状は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、出口端３２ｂ付近において案内板３の端面に対して略垂直、すなわちβ＝９０゜であることが望ましい。このような案内溝３２とすると、固定板２の直線溝２２を、案内板３の端面に垂直になるように配置することにより、案内溝３２から出てきた光ファイバ４１を、基板１と直線溝２２とで構成される空間に容易に挿入することができる。

また、図１４に示すように、案内溝３２のパターン形状を案内板３の両端面付近において端面に対して略垂直となるように円弧形状とすることが望ましい。すなわち案内溝の入口端３２ａにおいて半径Ｒａ、出口端３２ｂにおいて半径Ｒｂの円に接する溝形状とし、その円の中心が案内板３の各端面と案内溝形成面の交差する稜線上にくるようにする。すると、入口端３２ａ、出口端３２ｂにおける角度α，βをそれぞれ略９０゜とすることができる。このような案内板３を用いて光ファイバアレイを製作する場合、円弧形状の案内溝を用いて徐々に光ファイバの間隔を広げることができ、光ファイバ挿入工程において光ファイバに傷つけることなく効率良く作業が行え、不良の発生を防止できる。

さらに、図１５に示すように、複数本並列して設けられた案内溝３２のうち最も外側の両側の案内溝について、上述の半径Ｒａ，Ｒｂをともに一定の半径、例えば、Ｒ＝７．５〜３０ｍｍとすることが望ましい。複数の案内溝を溝の延伸方向の左右に略対称に振り分けた配置構成にすると、外側に配置される案内溝ほど曲がりがきつくなる。そこで、曲がりがきつい両側の案内溝を、許容最小曲げ半径より大きな曲げ半径となるように形成し、他の案内溝については上記許容曲げ半径より大きい曲げ半径とする。

曲げによる光損失を低減した光ファイバにおいては、許容最小曲げ半径として、１５ｍｍ、７．５ｍｍなどが実用化されている。一般のシングルモードの光ファイバの許容最小曲げ半径は３０ｍｍ程度である。そこで、用いる光ファイバに応じて、上記の半径Ｒを、これらの許容最小曲げ半径とすると、曲げによる光損失を抑え、かつ、長手方向に短くでき、小型でかつ光損失の小さい光ファイバアレイを容易に製造できる。

図１６、図１７は基板１の主面１１の形状について示す。図１６（ａ）（ｂ）に示すように、基板１の主面１１に、固定板２の平行溝形成面２１、案内板３の案内溝形成面３１をそれぞれ対向させて固定板２と案内板３が配置される（前述）。そして、光ファイバ挿入工程時に、光ファイバ４１は、基板１の主面１１に接して滑りながら、また、案内溝３２と直線溝２２の溝壁に接して滑りながら挿入される。そこで、基板１の主面１１、及び、案内溝３２と直線溝２２が平滑面であることが望ましい。これらの面が平滑面であると、光ファイバ挿入工程時に光ファイバにキズをつけることなく、光ファイバを基板１と、直線溝２２及び案内溝３２とで構成される空間に効率良く挿入することができるのて、生産性が向上し、不良の発生を防止てきる。

また、図１７（ａ）（ｂ）は、基板１の主面１１における固定板２と案内板３を配する部位の間に設けた、光ファイバ固定工程Ｓ５において用いる固着用樹脂液が案内板３側に流出することを防ぐための溝１２を示している。光ファイバ固定工程において、前出の図１１に示したように、基板１と固定板２との接着固定に毛細管現象が用いられる。そこで、この溝１２を設けることにより、接着用の樹脂液が基板１と固定板２との対向面間を浸透して、固定板２における案内板３側に達したとき、樹脂液が案内板３に至るのを防止できる。基板１、固定板２、及び光ファイバ４１を、案内板３を除外して、容易に選択的に接着固定することができるので、案内板３が基板１に接着固定する等の不具合を防止でき、効率良く案内板３の使い回し（再利用）ができる。

図１８は、上述の、基板１に溝１２を設けたことにより生じた主面１１における凹凸への対策を示す。すなわち、図１８（ａ）に示すように、光ファイバ４１は、案内板３側から、溝１２を越えて固定板２側に挿入される。このとき、図１８（ｂ）に示すように、光ファイバ４１の端面４３に傾斜角θを持たせておくことにより、光ファイバ４１の端面４３が溝１２の角部Ｐにひっかかることなく、光ファイバ４１を挿入できる。このような傾斜角θを有する端面４３は、例えば、図１８（ｃ）に示すように、光ファイバの芯線４を折り曲げて容易に形成できる。すなわち、内部の光ファイバが破断するまで力Ｆを加え、その後、被膜４２を除去すると、光ファイバ４１の破断点Ｑにおいて、適切な角度θを有する端面４３が形成された光ファイバ４１が得られる。また、専用の切断機を用いて光ファイバ４１の先端にテーパ形状の端面４３を形成することもできる。光ファイバの先端部が鋭角面（傾斜面）を備えていることより、容易に基板１と固定板２の直線溝２２とで構成される空間に光ファイバ４１を挿入でき、かつ接着用の樹脂液が案内板３へ流出することを防ぐための溝１２等も確実に乗り越えることができるので、生産性が向上する。

図１９は、光ファイバ４１の挿入を容易とする固定板２の溝端面形状を示す。図１９（ａ）に示すように、固定板２の直線溝２２の断面形状がＶ溝形状を有する場合、図１９（ｂ）に示すように、固定板２の光ファイバ挿入側の端面２０に面取り部Ｃを形成する。面取り部Ｃを形成した結果、図１９（ｃ）に示すように、Ｖ溝の端面には、光ファイバ４１の進行方向に直交する面に対して傾斜した稜線Ｃ１，Ｃ２が現れる。Ｖ溝端面の稜線は、面取り部Ｃの形成前には、光ファイバの４１の進行方向に直交する稜線であったため光ファイバの端面がこの稜線に衝突すると光ファイバの進行方向をそらすことはできない。傾斜した稜線Ｃ１，Ｃ２が存在すると、光ファイバ４１の端面は、この稜線Ｃ１，Ｃ２によって、矢印Ｘで示すように案内され、平行溝２２に進入することができる。前出の図１８に示した溝１２を有する基板１に対して、傾斜した端面４３を有する光ファイバ４１に、さらに面取り部Ｃを有する平行溝２２の構造をを組み合わせることにより、より作業効率良く光ファイバ挿入工程を進めることができる。

図２０は、固定板２の平行溝形状としてＶ溝形状を用いることの有利性を示す。図２０（ａ）の上段の図は、光ファイバ挿入工程Ｓ３における基板１と固定板２の位置関係を示し、下段の図は、光ファイバ位置決め工程Ｓ４後の位置関係を示す。平行溝２２としてＶ溝形状を用いると、光ファイバ４１を３点により位置決めできる。Ｖ溝形状以外の、例えば、図２０（ｂ）に示すように、矩形断面の溝２２ａの場合、光ファイバ挿入に必要な溝幅方向のクリアランスが、そのまま、光ファイバ位置決め工程Ｓ４後にも解消されずに残るため、光ファイバ４１の位置決めをすることができない。そこで、固定板２の直線溝２２の断面形状をＶ溝形状とし、さらに、光ファイバ４１を位置決めしたときに光ファイバ４１の頂上部が直線溝側面２１よりも突出するようにＶ溝を形成することにより、光ファイバ位置決め工程Ｓ４の後に、確実に光ファイバ４１を位置決め状態にできる。そのため、高精度なピッチ幅を備えた光ファイバアレイを容易に製造できる。なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る光ファイバアレイの斜視図。 本発明の一実施形態に係る光ファイバアレイの製造方法についての製造工程フロー図。 同上製造方法における被覆除去工程を説明する光ファイバテープ芯線の斜視図。 同上製造方法における板配置工程を説明する基板、固定板、及び案内板の斜視図。 同上製造方法における光ファイバ挿入工程を説明する基板、固定板、及び案内板の斜視図。 （ａ）は同上製造方法における光ファイバ位置決め工程を説明する基板と固定板の端面の斜視図、（ｂ）は同上製造方法における光ファイバ位置決め前の状態を示す基板、固定板、及び光ファイバの断面図、（ｃ）は同上製造方法における光ファイバ位置決め後の状態を示す基板、固定板、及び光ファイバの断面図。 同上製造方法における光ファイバ固定工程を説明する 同上製造方法における光ファイバ固定工程後の光ファイバ切断工程を説明する光ファイバレイの斜視図。 同上製造方法における光ファイバ切断工程後の端面研磨を説明する光ファイバアレイの斜視図。 （ａ）は同上製造方法において光ファイバのピッチを広げる場合の案内板及び固定板を説明する平面図、（ｂ）は同ピッチを狭める場合の案内板及び固定板を説明する平面図。 同上製造方法における光ファイバ固定工程において接着用樹脂液の充填を説明する平面図。 （ａ）（ｂ）は同上製造方法において用いられ案内板を説明する断面図。 （ａ）は同上製造方法において用いられる案内板の案内溝を説明する平面、（ｂ）は同案内溝の一部拡大平面図。 同上製造方法において用いられる案内板の案内溝を説明する平面。 同上製造方法において用いられる案内板の案内溝を説明する平面。 （ａ）は同上製造方法において用いられる基板の主面を説明するための基板、固定板、及び案内板の分離状態の断面図、（ｂ）は同各板を配置して光ファイバ挿入中の状態を示す断面図。 （ａ）は同上製造方法において用いられる流出防止溝付き基板を説明する一部破断した基板と、固定板、及び案内板の斜視図、（ｂ）は同各板を配置して光ファイバ挿入中の状態を示す断面図。 （ａ）は同上製造方法において流出防止溝付き基板を用いる場合の光ファイバ挿入工程を説明する断面図、（ｂ）は同溝付き基板の溝部分の拡大断面図、（ｃ）は溝付き基板を用いる場合の光ファイバ端面処理を説明する斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は同上製造方法における固定板の直線溝端面の面取りとその効果を説明する斜視図。 （ａ）は同上製造方法におけるＶ溝形状の直線溝を備えた固定板の効果を説明する断面図、（ｂ）は矩形断面の直線溝を備えた固定板を説明する断面図。 従来の光ファイバアレイの構成部材、及び組立られた光ファイバアレイの斜視図。

符号の説明

１ 基板
２ 固定板
３ 案内板
４ 光ファイバテープ芯線
５ 接着用樹脂
１０ 光ファイバアレイ
１１ 主面
１２ 流出防止溝
２１、３１ 溝形成面
２２ 直線溝
３２ 案内溝
３２ａ 入口端
３２ｂ 出口端
４１ 光ファイバ
４２ 被膜
Ｐ１，Ｐ２ ピッチ

Claims (13)

1. 基板と、互いに対向する端面の一端面から他端面に向けて平面上に形成された複数の平行な直線溝を有し当該直線溝形成面と前記基板の主面とが併せ面となるように基板に固定された固定板と、前記固定板の直線溝及び基板の主面により構成される空間に位置決め固定された光ファイバと、を備えた光ファイバアレイの製造方法において、
   互いに対向する端面の一端面に入口端を有し他端面に出口端を有して形成され前記出口端付近では前記固定板の直線溝群の溝ピッチと略同一の溝ピッチである複数の案内溝を表面に備えた案内板、及び前記固定板の各溝形成面を前記基板の主面に対向させ、かつ、前記案内板の出口端がわ端面と前記固定板の端面とを互いの溝の中心軸が略一致するように対向させて、基板、固定板、及び案内板を配置する板配置工程と、
   前記基板と案内溝とで構成される空間に案内溝の入口端から光ファイバを挿入し、案内溝を経由して出口端から出てきた光ファイバを前記基板と直線溝とで構成される空間に挿入する光ファイバ挿入工程と、
   前記基板に前記光ファイバ及び前記固定板を固定する光ファイバ固定工程と、
   前記光ファイバ固定工程の前又は後に前記案内板を取り除く案内板取り除き工程と、を備えたことを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
2. 前記光ファイバは、テープ芯線からなり、
   前記テープ芯線の端部付近における被膜を除去してクラッド部とコア部からなる光ファイバを剥き出しにする被膜除去工程を備え、
   前記案内溝群は、出口端付近では直線溝群の溝ピッチと略同一の溝ピッチを備え、入口端付近では前記テープ芯線の配列ピッチと略同一ピッチで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の製造方法。
3. 前記光ファイバ固定工程は、前記案内板を配した状態で行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
4. 前記光ファイバ固定工程は、前記案内板の案内溝の出口端がわの端面近傍において前記基板に光ファイバ及び前記固定板を固定し、前記案内板の他端面近傍において光ファイバを基板に固定することを特徴とする請求項３に記載の光ファイバアレイの製造方法。
5. 前記光ファイバ固定工程は、前記基板又は固定板の端面で、かつ、基板と固定板との隙間付近に樹脂液を塗布し硬化させることにより基板、固定板、及び光ファイバを固定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
6. 前記光ファイバ挿入工程と光ファイバ固定工程との間に、前記基板と固定板との隙間を小さくすることにより各光ファイバを位置決めする光ファイバ位置決め工程を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
7. 前記板配置工程は、前記案内板の案内溝形成面と基板の主面とが接面するように対向配置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
8. 前記案内板は、案内溝のパターン形状が出口端付近において案内板の端面に対して略垂直であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
9. 前記案内板は、案内溝のパターン形状が案内板の両端面付近において該端面に対して略垂直となるように円弧形状とされていることを特徴とする請求項８に記載の光ファイバアレイの製造方法。
10. 前記基板の主面が平滑面であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
11. 前記基板は、当該基板の主面における前記固定板と案内板を配する部位の間に、前記光ファイバ固定工程時に用いる固着用樹脂液が案内板側に流出することを防ぐための溝を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
12. 前記固定板は、直線溝の断面形状がＶ溝形状を有し、かつ、位置決めされた光ファイバの頂上部が直線溝形成面よりも突出するように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバアレイの製造方法。
13. テープ芯線内で所定ピッチで束ねられた光ファイバ群を所望の配列ピッチの光ファイバ群に変換するための光ファイバアレイにおいて、
    基板と、
    表面に所望のピッチを備えた平行な直線溝群を有する固定板と、
    端部付近において被膜を除去してクラッド部とコア部からなる個別の光ファイバに分離されたテープ芯線と、を備え、
    前記固定板は、直線溝形成面が基板の主面に対向して固定され、
    前記テープ芯線は、個別の光ファイバに分離された部位と、前記基板と直線溝とで構成される空間に挿入された光ファイバ部位とで基板に固定されていることを特徴とする光ファイバアレイ。
    
    

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