JP2007310208A - 光ファイバアレイ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバ特性であるＦＦＰの温度依存性を抑える光ファイバアレイを提供する。
【解決手段】光ファイバアレイ１は、複数本の裸光ファイバ７を並べて配列する複数のＶ溝９を有するＶ溝部１１を備えたアレイ基板３と、前記Ｖ溝部１１の複数のＶ溝９に被覆除去した複数本の裸光ファイバ７を配列した複数本の光ファイバ５と、前記Ｖ溝部１１に配列した複数本の裸光ファイバ７を挟み込んで押さえる押え部材２１と、から構成される。前記Ｖ溝部１１の複数のＶ溝９に配列した複数本の裸光ファイバ７が、アレイ端面３Ａとは反対側のエッジ部１９を除いたアレイ端面３Ａに近い部分のみを接着剤２３でＶ溝部１１に固着したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、光ファイバアレイ及びその製造方法に関し、特に光通信での光伝送路の結合などに使用される光コネクタなどにおいて、光ファイバを任意位置に整列させて固定する光ファイバアレイ及びその製造方法に関する。

従来、光ファイバアレイは、光伝送において結合素子として広く使用されており、その使用方法としては、圧力、温度、測距センサ及び、光通信システムに使用されている。

図２２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照するに、ＰＬＣ（平面光導波路；Planer Lightwave Circuit）などの光導波路との突合せを目的とした光ファイバアレイ１０１の構造は、アレイ基板１０３に複数本の光ファイバ１０５から被覆除去した裸光ファイバ１０７を並列させる光ファイバ位置決め用の複数のＶ溝加工が施されており、この複数のＶ溝１０９を施したＶ溝部１１１に、被覆除去した複数本の裸光ファイバ１０７の先端がアレイ基板１０３の端面（以下、単に「アレイ端面」という）から突出した状態で配列させてから、前記Ｖ溝部１１１のアレイ端面側に平面板１１３を被せて前記複数本の裸光ファイバ１０７を上から押えてＶ溝部１１１と挟み込み、このＶ溝部１１１と平面板１１３の間に固定用の樹脂である固定用接着剤１１５を浸透させることで前記光ファイバ１０５を固定する。

なお、アレイ基板１０３には、前記Ｖ溝部１１１の後方に前記複数本の裸光ファイバ１０７の後方側の光ファイバ被覆除去部１１７と光ファイバ被覆部１１９とを載置するための光ファイバ設置部１２１が設けられており、上記のＶ溝部１１１と光ファイバ設置部１２１の境には段付のエッジ部１２３が形成されている。

次いで、上記の裸光ファイバ１０７の突出部を除去してアレイ端面と合致する裸光ファイバ１０７の端面を形成し、さらにＶ溝部１１１の後方の被覆を剥いだ光ファイバ被覆除去部１１７の保護および光ファイバ被覆部１１９の断線防止を目的として弾性樹脂１２５を光ファイバ被覆除去部１１７及び光ファイバ被覆部１１９の周囲に塗布することで光ファイバアレイ１０１を形成している。

例えば、特許文献１では単心、多心光ファイバコネクタであるが、被覆除去した裸光ファイバの根元を接着剤で固着し、一方、前記裸光ファイバの先端部分は接着剤による固定は行わずにフリーの状態とされている。また、特許文献２では光導波路と接続する多心光ファイバコネクタであるが、この光ファイバコネクタ内では、被覆除去した裸光ファイバの根元が接着剤により固定され、前記裸光ファイバの先端部分が接着剤の塗布をせずにフリーの状態とされている。

また、図２３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照するに、反射面の距離変化を測定することで圧力、温度などをセンシングするセンサ用光ファイバアレイ１２７の構造及び製造方法は、前述した光ファイバアレイ１０１とほぼ同様であるが、光ファイバアレイ１２７を構成する光ファイバ１０５は３心からなる。すなわち、光源からの光を出射する１本の出射ポート用の光ファイバ１０５Ａから被覆除去した裸光ファイバ１０７Ａと、この出射ポート用の裸光ファイバ１０７Ａから出射した光がアレイ端面に平行をなす反射面（アレイ端面と付き合わせた結合対象物）にて反射してきた光を受光する２本の受光ポート用の光ファイバ１０５Ｂから被覆除去した裸光ファイバ１０７Ｂである。

ここで、１本の出射ポート用の裸光ファイバ１０７Ａと２本の受光ポート用裸光ファイバ１０７Ｂの位置決めをなすＶ溝１０９は、アレイ端面に対する垂線ＣＬを挟んで同一角をなしており、１本の出射ポート用の裸光ファイバ１０７Ａから光が出射され、空間伝播し、前記反射面にて反射した光を２本の受光ポート用の裸光ファイバ１０７Ｂが効率よく受光できるように構成されている。また、前記反射面までの距離を測定する際に２本の受光ポート用の裸光ファイバ１０７Ｂが受光した光の強度の比から距離を求めることで、出射ポート用の裸光ファイバ１０７Ａからの入射光強度が変化しても精確に測距可能となる。

例えば、これに該当するものとして特許文献３では、光源照射用光ファイバと、対象物からの反射光をモニタする参照光用光ファイバと、対象物からの反射光を受ける複数本のセンシング用受光用光ファイバとから構成される光ファイバセンサヘッドである。

また、特許文献４では、光源照射用光ファイバと、対象物からの反射光を受ける受光用光ファイバと、から構成される光ファイバセンサヘッドである。ただし、光源照射用光ファイバから一部が分岐されて光源パワーモニタ用光ファイバも含まれている。

また、特許文献５では、光源照射用光ファイバと、複数本のセンシング用光ファイバと、から構成される光ファイバセンサヘッドである。

また、特許文献６では、上記の特許文献３〜特許文献５とほぼ同様の構成であるが、３次元的な対象物までの距離をセンシング可能である。
特開平９−１５９８６０号公報 特開２００３−２５５１７９号公報 ＵＳ４４７９７１７号公報 ＵＳ５０６８５２７号公報 ＵＳ６４３３３５０号公報 ＦＲ２３９９０００号公報

ところで、図２２の従来の光ファイバアレイ１０１においては、硬度の高い樹脂である固定用接着剤１１５がＶ溝部１１１のエッジ部１２３に付着する可能性があり、これにより光ファイバアレイ１０１から出射する光のパターン形状のファーフィールドパターン（ＦＦＰ；Far Field Pattern）が歪んだものとなる。

アレイ基板１０３のエッジ部１２３に多量の固定用接着剤１１５が付着してしまうと、熱伸縮や硬化収縮による裸光ファイバ１０７への歪みが大きくなる。このような固定用接着剤１１５の熱伸縮や硬化収縮による裸光ファイバ１０７ヘの歪みは、光の伝搬に影響を与え、端面から出射されるＦＦＰの変形を招いてしまうという問題点があった。裸光ファイバ１０７にかかる歪み量は、環境温度変化による固定用接着剤１１５の熱収縮によって歪みがかかり変化する場合や、硬化収縮によって予めかかっていた歪みが熱伸縮によって緩和され変化する場合があり、このような歪み量の変化によって、裸光ファイバ１０７から出射した光のＦＦＰが変動することになる。

従来の光ファイバアレイ１０１におけるＦＦＰの測定結果が図２４、図２５に示されている。これは光の出射部分から１．８ｍｍ離れた位置のＦＦＰを観測したもので、１．５５μｍ及び１．３１μｍの波長で測定した。図２４、図２５では１．５５μｍでの測定値は実線で、１．３１μｍでの測定値は点線で、さらにガウス関数のパターン形状を有する理想的な理論値のＦＦＰは二点鎖線で示されている。理論値のＦＦＰの形状に対して、従来の光ファイバアレイ１０１では結果として大きなＦＦＰの歪みが確認された。

このようなＦＦＰの歪みはＰＬＣや光ファイバアレイ１０１同士での突合せの結合を行った際には光ファイバ１０５との極僅かな結合効率の低下が生じる。

なお、特許文献１および特許文献２では、被覆除去した裸光ファイバの先端部分は接着剤による固定は行わないが、裸光ファイバの根元部分のみに接着剤による固着を行なっているので、裸光ファイバの根元部分の接着剤は多量に付着するために裸光ファイバにかかる歪み量を大きくしてしまい、ＦＦＰを変形してしまうという問題点があった。

しかしながら、最も深刻なのは図２３並びに特許文献３〜特許文献６に示されているような光ファイバアレイ１２７が、圧力、温度などの基準反射面の変移量を観測するセンサに適用された場合である。センサとしての変位量測定に高い精度が要求されているために、温度変化によるＦＦＰの僅かな変化が誤差として大きな影響をもたらし、結果としてセンサとして十分な精度が得られなくなってしまうという問題点があった。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明の光ファイバアレイは、複数本の裸光ファイバを並べて配列する複数のＶ溝を有するＶ溝部を備えたアレイ基板と、前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に被覆除去した複数本の裸光ファイバを配列した複数本の光ファイバと、前記Ｖ溝部に配列した複数本の裸光ファイバを挟み込んで押さえる押え部材と、から構成される光ファイバアレイにおいて、
前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に配列した複数本の裸光ファイバが、アレイ端面とは反対側のエッジ部を除いたアレイ端面に近い部分のみを接着剤でＶ溝部に固着されたことを特徴とするものである。

また、この発明の光ファイバアレイは、前記光ファイバアレイにおいて、前記複数本の裸光ファイバが、全て平行に配置されていることが好ましい。

また、この発明の光ファイバアレイは、前記光ファイバアレイにおいて、前記複数本の裸光ファイバが、互いに交叉する角度で配置されていることが好ましい。

この発明の光ファイバアレイの製造方法は、複数本の裸光ファイバを並べて配列する複数のＶ溝を有するＶ溝部を備えたアレイ基板と、前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に被覆除去した複数本の裸光ファイバを配列した複数本の光ファイバと、前記Ｖ溝部に配列した複数本の裸光ファイバを挟み込んで押さえる押え部材と、から構成される光ファイバアレイの製造方法において、
前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に配列した複数本の裸光ファイバを、アレイ端面とは反対側のエッジ部を除いた前記アレイ端面に近い部分のみを接着剤でＶ溝部に固着する際に、前記アレイ基板と押え部材が硬化型接着剤を硬化せしめる光線を透過可能であると共に前記アレイ端面とエッジ部の間の一部分に前記光線を照射させ、前記硬化型接着剤を前記アレイ端面側から前記押え部材とＶ溝部の間に流入させて充填し、その後、この充填された硬化型接着剤の全体を前記光線で硬化せしめることを特徴とするものである。

また、この発明の光ファイバアレイの製造方法は、前記光ファイバアレイの製造方法において、前記硬化型接着剤がＵＶ硬化型接着剤であると共に前記光線がＵＶ光線であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明の光ファイバアレイによれば、接着剤がエッジ部に付着しないようにして複数本の裸光ファイバが接着剤でＶ溝部に固着されているので、接着剤の硬化収縮や環境温度変化による熱伸縮の影響を受けないことから、裸光ファイバに歪みがかからなくでき、裸光ファイバの固定位置の変動や剥離・断線、または出射光のＦＦＰが変動しない光ファイバアレイを提供できる。

換言すれば、接着剤塗布の面積を最小にでき、かつ、固着効果は全体的に塗布するものと同等に近いものにできる。したがって、熱膨張係数の大きな接着剤の使用を極力少なくすることで、ＦＦＰ（Far Field Pattern）などの光ファイバ特性の温度衣存性を抑えることができる。

特に圧力、温度等基準反射面の変移量を観測するセンサに適用した際には、温度変化による測定誤差の影響を抑えることが可能となり、測定精度の改善を図ることができる。

また、この発明の光ファイバアレイの製造方法によれば、前記アレイ端面とエッジ部の間の一部分に硬化型接着剤を硬化せしめる光線を照射させた上で、前記硬化型接着剤を前記アレイ端面側から前記押え部材とＶ溝部の間に流入させると、硬化型接着剤が前記光線で硬化するためにそれ以上はエッジ部の方向へ流動せず、光線の照射部からアレイ端面までの間に確実に充填でき、その後、充填された硬化型接着剤を前記光線により効率よく硬化させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照するに、この実施の形態に係る光ファイバアレイ１は、平板状をなすアレイ基板３が設けられており、このアレイ基板３の上面には、光ファイバ５から被覆除去した複数本の裸光ファイバ７を並べて配列させる光ファイバ位置決め用の複数のＶ溝９を備えたＶ溝部１１が設けられている。さらに、アレイ基板３の上面には、前記Ｖ溝部１１の後方〔図１（Ａ），（Ｃ）において右方〕に位置して前記複数本の裸光ファイバ７の後方側の部分（Ｖ溝９に配列されない部分を示し、以下、「光ファイバ被覆除去部１３」という）と光ファイバ被覆部１５とを載置するための光ファイバ設置部１７が備えられている。また、上記のＶ溝部１１と光ファイバ設置部１７の境には段付のエッジ部１９が形成されている。

また、上記のＶ溝部１１の複数のＶ溝９には、光ファイバ５から被覆除去した複数本の裸光ファイバ７が挿入して配列され、前記複数本の裸光ファイバ７の後方側の光ファイバ被覆除去部１３と光ファイバ被覆部１５が光ファイバ設置部１７に載置される。

なお、この実施の形態では、上記の複数の裸光ファイバ７は、平行に配置されるのではなく、１本の出射ポート用の光ファイバ５Ａから被覆除去した裸光ファイバ７Ａと、２本の受光ポート用の光ファイバ５Ｂから被覆除去した裸光ファイバ７Ｂが、互いにアレイ端面３Ａに対する垂線ＣＬを挟んで左右に同一角度で配置されたＶ溝９に挿入されており、左右に把持されている光強度測定によるセンシング用光ファイバアレイである。１本の出射ポート用の裸光ファイバ７Ａから光が出射され、空間伝播し、前記反射面にて反射した光を２本の受光ポート用の裸光ファイバ７Ｂが効率よく受光できるように構成されている。また、前記反射面までの距離を測定する際に２本の受光ポート用の裸光ファイバ７Ｂが受光した光の強度の比から距離を求めることで、出射ポート用の裸光ファイバ７Ａからの入射光強度が変化しても精確に測距可能となる。

また、上記のＶ溝部１１には平板状の押え部材としての例えば平面板２１が備えられており、複数のＶ溝９に配列した複数本の裸光ファイバ７が、平面板２１で図１（Ｂ）の上から挟み込んで押さえられる。

さらに、上記の複数本の裸光ファイバ７が、アレイ基板３の端面３Ａ（以下、単に「アレイ端面」という）とは反対側のエッジ部１９を除いたアレイ端面３Ａに近い部分のみを固定用接着剤２３としての例えばＵＶ硬化型樹脂を塗布してＶ溝部に固定される構成である。すなわち、固定用接着剤２３はエッジ部１９にかからないように作製しており、これによってＦＦＰの形状の歪みを抑えることが可能となる。

なお、この実施の形態では、上記のアレイ基板３や平面板２１は、紫外線（ＵＶ線）を透過可能な材料で製造される。また、固定用接着剤２３は、ＵＶ硬化や熱硬化の樹脂などが用いられる。また、アレイ端面３Ａはカットまたは研磨によって加工される。

また、光ファイバ設置部１７に載置された光ファイバ被覆除去部１３と光ファイバ被覆部１５は、被覆を剥いだ裸光ファイバ７の保護、断線防止を目的とした保護用接着剤としての例えば弾性樹脂２５で被覆されて保護されている。

次に、この発明の実施の形態の光ファイバアレイ１の製造方法について説明する。

前述した光ファイバアレイ１において固定用接着剤２３がエッジ部１９にかからないように作製する方法としては、第１のＵＶ光（紫外光）の照射方法が用いられる。

まず、図２に示されているように、長いスリット２７を備えた遮蔽板２９が前記スリット２７の長手方向をアレイ端面３Ａとエッジ部１９との間でアレイ端面３Ａに対して平行をなす方向となるようにしてアレイ基板３のＶ溝部１１と反対側の面（図２において下面）付近に設けられる。この実施の形態では遮蔽板２９がアレイ基板３の図２において下面に接しているようように記載されているが、必ずしも遮蔽板２９がアレイ基板３に接している必要がない。

次いで、遮蔽板２９の図２において下方側で、紫外線を出射するＵＶ光源３１（ランプ）から紫外光３３（ＵＶ光）がファイババンドル３５を介して出射されると、遮蔽板２９によりアレイ基板３を部分的に照射可能なＵＶ光３３が形成される。すなわち、ＵＶ光３３が上記のスリット２７を通過してアレイ端面３Ａとエッジ部１９の間の領域のみが部分的に照射される。

上記の状態で、ＵＶ光３３によって硬化する特性を有するＵＶ硬化型樹脂が固定用接着剤２３としてアレイ端面３Ａの側から流し込まれると、Ｖ溝部１１の裸光ファイバ７の後方に流れていくＵＶ硬化型樹脂２３が上記のファイババンドル３５から出射されるＵＶ光３３で部分的に硬化することで、それ以上はＵＶ硬化型樹脂２３が進入しないように抑制されるので、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記のスリット２７を通過して照射されたＵＶ光３３の照射位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填される。

その後、遮蔽板２９が取り除かれて、光ファイバアレイ１の全体がファイババンドル３５から出射されるＵＶ光３３で照射されることにより、前記ＵＶ光３３の照射位置からアレイ端面３ＡまでのＵＶ硬化型樹脂２３が硬化する。次いで、アレイ端面３Ａを研磨することで光ファイバアレイ１が作製される。

図３を参照するに、第２のＵＶ光の照射方法としては、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

ＵＶ光源３１（ランプ）及びファイババンドル３５がアレイ基板３のＶ溝部１１とは反対側の面側（図３において下方側）に配置され、遮蔽板３７の構造が前述したスリット２７が無く、この遮蔽板３７がアレイ端面３Ａからエッジ部１９より前方側の所望の位置までの間を遮蔽するようにしてアレイ基板３のＶ溝部１１と反対側の面（図３において下面）付近に配置される。この実施の形態では遮蔽板３７がアレイ基板３の図３において下面に接触するようにして配置される。

前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ光源３１（ランプ）の紫外光３３（ＵＶ光）がファイババンドル３５を介して出射されると、遮蔽板３７の後方端縁より後方側（図３において右側）のＶ溝部１１の範囲がＵＶ光３３で照射される。ＵＶ硬化型樹脂２３がアレイ端面３Ａの側から流し込まれることにより、第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記のＵＶ光３３の照射範囲の前方端の位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填される。その後は、第１のＵＶ光の照射方法と同様である。

図４を参照するに、第３のＵＶ光の照射方法としては、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

ＵＶ光源３１（ランプ）及びファイババンドル３５がアレイ基板３の平面板２１の側（図４において上側）に配置され、前述したスリット２７を有する遮蔽板２９が用いられ、遮蔽板２９が前記スリット２７の長手方向をアレイ端面３Ａとエッジ部１９との間でアレイ端面３Ａに対して平行をなす方向となるようにして平面板２１の上面付近に設けられる。この実施の形態では遮蔽板２９が平面板２１の図４において上面に接しているようように記載されているが、必ずしも遮蔽板２９が平面板２１に接している必要がない。

前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ光源３１（ランプ）の紫外光３３（ＵＶ光）がファイババンドル３５を介して出射されると、ＵＶ光３３が上記のスリット２７を通過してアレイ端面３Ａとエッジ部１９の間の領域のみに部分的に照射される。その後は、第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記のスリット２７を通過して照射されたＵＶ光３３の照射位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填されて硬化される。

図５を参照するに、第４のＵＶ光の照射方法としては、前述した第１及び第２のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

ＵＶ光源３１（ランプ）及びファイババンドル３５がアレイ基板３の平面板２１の側（図５において上側）に配置され、前述した第２のＵＶ光の照射方法で用いたスリット２７無しの遮蔽板３７がアレイ端面３Ａからエッジ部１９より前方側の所望の位置までの間を遮蔽するようにして平面板２１の上面付近に設けられる。この実施の形態では遮蔽板３７が平面板２１の図５において上面に接しているようように記載されているが、必ずしも接している必要がない。

前述した第２のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ光源３１（ランプ）の紫外光３３（ＵＶ光）がファイババンドル３５を介して出射されると、ＵＶ光３３が遮蔽板３７の後方端縁より後方側（図５において右側）のＶ溝部１１の範囲がＵＶ光３３で照射される。その後は、第２のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記のＵＶ光３３の照射範囲の前方端の位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填されて硬化される。

また、ＵＶ光３３の光源として使用されるものは、前述したようにファイババンドル３５だけに限定されない。

例えば、図６を参照するに、第５のＵＶ光の照射方法としては、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

前述した第１のＵＶ光の照射方法と異なる点は、ＵＶ光源３１（ランプ）の紫外光３３（ＵＶ光）がファイババンドル３５を介さずに直接出射されることにある。他は第１のＵＶ光の照射方法と同様である。

したがって、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ光源３１（ランプ）の紫外光３３（ＵＶ光）が直接出射されると、ＵＶ光３３が上記の遮蔽板２９のスリット２７を通過してアレイ端面３Ａとエッジ部１９の間の領域のみに部分的に照射される。その後は、第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記のスリット２７を通過して照射されたＵＶ光３３の照射位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填されて硬化される。

図７を参照するに、第６のＵＶ光の照射方法としては、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

前述した第１のＵＶ光の照射方法と異なる点は、ＵＶ光３３の光源として、１本以上の光ファイバから成る光ファイバアレイ３９から出射されるＵＶ光３３が用いられることにある。なお、光ファイバアレイ３９の光ファイバには図示しないレーザ装置からのＵＶレーザ光が供給される。この他は第１のＵＶ光の照射方法と同様である。

したがって、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様に、光ファイバアレイ３９から出射されるＵＶ光３３が出射されると、ＵＶ光３３が上記の遮蔽板２９のスリット２７を通過してアレイ端面３Ａとエッジ部１９の間の領域のみに部分的に照射される。その後は、第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記のスリット２７を通過して照射されたＵＶ光３３の照射位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填されて硬化される。

図８を参照するに、第７のＵＶ光の照射方法としては、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

前述した第１のＵＶ光の照射方法と異なる点は、ＵＶ光３３を出射するレーザ装置４１のＵＶレーザ光３３と光学レンズ４３もしくは複数から成る光学レンズ４３の群を組み合わせたＵＶ光源系を使用することにある。他は第１のＵＶ光の照射方法と同様である。

したがって、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様に、レーザ装置４１並びに光学レンズ４３から紫外光３３（ＵＶ光）が出射されると、ＵＶ光３３が上記の遮蔽板２９のスリット２７を通過してアレイ端面３Ａとエッジ部１９の間の領域のみに部分的に照射される。その後は、第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記のスリット２７を通過して照射されたＵＶ光３３の照射位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填されて硬化される。

図９を参照するに、第８のＵＶ光の照射方法としては、前述した第７のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

前述した第７のＵＶ光の照射方法と異なる点は、使用する光学レンズとしてシリンドリカルレンズ４５（円柱状レンズ；Cylindrical Lens）を用いて、アレイ端面３Ａに平行な方向のみの集光作用を持たせることにある。これにより、前述したような遮蔽板２９、３７などを用いなくとも光ファイバアレイ１のＶ溝部１１の所望の位置に照射可能である。他は第７のＵＶ光の照射方法と同様である。

したがって、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様に、レーザ装置４１から紫外光３３（ＵＶ光）のレーザ光が出射されると、ＵＶ光３３がシリンドリカルレンズ４５によりアレイ端面３Ａとエッジ部１９の間の所望の領域のみに部分的に照射される。その後は、第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が照射されたＵＶ光３３の照射範囲の前方端からアレイ端面３Ａまでの間に充填されて硬化される。

図１０を参照するに、第９のＵＶ光の照射方法としては、前述した第７のＵＶ光の照射方法と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

前述した第７のＵＶ光の照射方法と異なる点は、ＵＶ光源３１（ランプ）と出射光であるＵＶ光３３のＦ値を最適化する光学レンズ４３もしくは複数から成る光学レンズ４３の群が、上記のＵＶ光源３１（ランプ）との間に配置して組み合わせたＵＶ光源系として使用されることにある。このとき、スリット４７Ａを備えた遮蔽板４７がＵＶ光源３１（ランプ）と光学レンズ４３の間に配置することも可能である。他は第１のＵＶ光の照射方法と同様である。

したがって、前述した第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ光源３１の紫外光３３（ＵＶ光）が遮蔽板４７のスリット４７Ａを通過してから光学レンズ４３で集光されて出射されると、ＵＶ光３３がアレイ端面３Ａとエッジ部１９の間の領域のみに部分的に照射される。その後は、第１のＵＶ光の照射方法と同様に、ＵＶ硬化型樹脂２３が上記の光学レンズ４３で集光されたＵＶ光３３の照射位置からアレイ端面３Ａまでの間に充填されて硬化される。

なお、前述した実施の形態の光ファイバアレイ１では固定用接着剤２３としてはＵＶ硬化型樹脂が使用されているが、このＵＶ硬化型樹脂に限定されない。例えば、固定用接着剤２３として熱硬化型樹脂が用いられる場合は、図９の光ファイバアレイ１においてレーザ装置４１のレーザ光をＣＯ_２レーザなどとすることで、集光された領域のみで熱が発生するので熱硬化型樹脂が硬化し、光ファイバアレイ１のエッジ部１９への熱硬化型樹脂の侵入を防ぐことができる。

次に、この発明の他の実施の形態に係る光ファイバアレイ４９について図面を参照して説明する。なお、前述した光ファイバアレイ１と同様の部分の詳しい説明は省略し、特に異なる点を説明する。

図１１及び図１２を参照するに、光ファイバアレイ４９は、前述した光ファイバアレイ１の場合とは異なって固定用接着剤２３として粘性の高い樹脂が用いられる。この場合は、図１１に示されているように１気圧以上のエアーなどの押圧力で前記固定用接着剤２３が樹脂押出管５１を介してアレイ端面３Ａの側から光ファイバアレイ４９のＶ溝部１１と平面板２１との間に注入されて充填することができる。あるいは、図１２に示されているように１気圧以上のエアーなどの吸引力で前記固定用接着剤２３が樹脂吸引管５３を介してアレイ端面３Ａの側から光ファイバアレイ４９のＶ溝部１１と平面板２１との間に吸引されて充填することができる。すなわち、外気圧との圧力差を生じさせることで、粘性の高い固定用接着剤２３を前記Ｖ溝部１１と平面板２１との間に流入させることができる。他は前述した光ファイバアレイ１と同様である。

また、前述した実施の形態の光ファイバアレイ１では、光ファイバ設置部１７に載置された光ファイバ被覆除去部１３と光ファイバ被覆部１５が弾性樹脂２５で被覆され保護されているが、この弾性樹脂２５を用いなくてもよい。この弾性樹脂２５を充填する代わりとして、図１３に示されているように光ファイバ被覆部１５に少なくとも１点で硬度の高い固定用樹脂５５を用いてアレイ基板３に固定すれば、断線を抑えることが可能である。

また、図１４に示されているように、上記の図１３の固定用樹脂５５に加えて、光ファイバ被覆除去部１３に少なくとも１点で硬度の高い固定用樹脂５７で固定することでも可能である。

なお、以上のように示されている実施の形態の光ファイバアレイ１、４９は、単にセンサ用光ファイバアレイのみに適用されるものではなく、突合せを目的とした光ファイバアレイの場合であっても実施可能であり、更なる結合効率の改善が図れるものである。例えば、前述した光ファイバアレイ１において、複数の裸光ファイバ７が平行に配置される光ファイバアレイでも同様に適用される。

次に、この実施の形態の光ファイバアレイ１の有効性を示すために、光ファイバアレイ１と比較例の光ファイバアレイ５９におけるＦＦＰの確認を行った。

図１５〜図１７は、比較例としての光ファイバアレイ５９のエッジ部１９に固定用樹脂２３に該当するエポキシ系樹脂が付着することによるＦＦＰ形状の変化を確認したものである。その検討方法としては、図１８に示されているようにＶ溝部１１に樹脂を使用しない光ファイバアレイ５９を用意し、点線の○で囲んだエッジ部１９にＵＶ硬化型エポキシ系樹脂を垂らして硬化させることでＦＦＰの形状変化を確認している。

なお、図１５〜図１７は、光の出射部分から１．８ｍｍ離れた位置のＦＦＰを観測したもので、１．５５μｍ及び１．３１μｍの波長で測定し、図中では、１．５５μｍでの測定値は実線で、１．３１μｍでの測定値は点線で、ガウス関数のパターン形状を有する理想的な理論値は二点鎖線で示されている。このとき使用している樹脂はＵＶ照射のあとに熱によるキュアを必要とするので、ＵＶ照射後、熱キュアを行った後のＦＦＰの確認を行ったが、理論値のＦＦＰの形状に対して、結果として大きなＦＦＰの歪みが観測された。

次に、この実施の形態の光ファイバアレイ１におけるＦＦＰの確認を行った。図１９〜図２１は、上記の図１５〜図１７の場合と同様に、光の出射部分から１．８ｍｍ離れた位置のＦＦＰを観測したもので、１．５５μｍ及び１．３１μｍの波長で測定した。図中では１．５５μｍでの測定値は実線で、１．３１μｍでの測定値は点線で、上記と同様の理論値は二点鎖線で示されている。理論値のＦＦＰの形状に対してほぼ同じであり、結果としてＦＦＰの形状の歪みが抑えられることを確認した。

上記の２つの検討により、光ファイバアレイ１のエッジ部１９への樹脂付着を抑えることでＦＦＰの歪みを抑えられることを確認した。これは、ＦＦＰの歪みが固定用樹脂３３の硬化収縮によって生じており、固定用樹脂３３の付着量が多いエッジ部１９で最も収縮量が大きいために裸光ファイバ７（７Ａ，７Ｂ）に歪みが生じてＦＦＰの歪みを生じさせるためであると言える。

以上のことから、この実施の形態の光ファイバアレイ１では、固定用接着剤２３がエッジ部１９に付着しないようにして複数本の裸光ファイバ７が固定用接着剤２３でＶ溝部１１に固着されているので、固定用接着剤２３の硬化収縮や環境温度変化による熱伸縮の影響を受けないことから、裸光ファイバ７に歪みがかからなくでき、裸光ファイバ７の固定位置の変動や剥離・断線、または出射光のＦＦＰが変動しない光ファイバアレイ１を提供できる。

換言すれば、接着剤塗布の面積を最小にでき、かつ、固着効果は全体的に塗布するものと同等に近いものにできる。したがって、熱膨張係数の大きな接着剤の使用を極力少なくすることで、ＦＦＰ（Far Field Pattern）などの光ファイバ特性の温度衣存性を抑えることができる。

特に圧力、温度等基準反射面の変移量を観測するセンサに適用した際には、温度変化による測定誤差の影響を抑えることが可能となり、測定精度の改善を図ることができる。

この発明の実施の形態の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は左側面図で、（Ｃ）は平面図である。 この発明の実施の形態の光ファイバアレイの製造方法を示すもので、第１のＵＶ光（紫外光）の照射方法の概略説明図である。 第２のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第３のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第４のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第５のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第６のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第７のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第８のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第９のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第１０のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 第１０のＵＶ光の照射方法の概略説明図である。 この発明の他の実施の形態の光ファイバアレイを示す平面図である。 この発明の他の実施の形態の光ファイバアレイを示す平面図である。 比較例の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。 比較例の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。 比較例の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。 比較例の光ファイバアレイを示す正面図である。 この発明の他の実施の形態の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。 この発明の他の実施の形態の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。 この発明の他の実施の形態の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。 従来の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は左側面図で、（Ｃ）は平面図である。 従来の他の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は左側面図で、（Ｃ）は平面図である。 従来の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。 従来の光ファイバアレイにおけるＦＦＰを示すグラフである。

符号の説明

１ 光ファイバアレイ
３ アレイ基板
３Ａ アレイ端面
５ 光ファイバ
７ 裸光ファイバ
７Ａ 出射ポート用の裸光ファイバ
７Ｂ 受光ポート用の裸光ファイバ
９ Ｖ溝
１１ Ｖ溝部
１３ 光ファイバ被覆除去部
１５ 光ファイバ被覆部
１７ 光ファイバ設置部
１９ エッジ部
２１ 平面板（押え部材）
２３ ＵＶ硬化型樹脂（固定用接着剤）
２５ 弾性樹脂（保護用接着剤）
２７ スリット
２９ 遮蔽板
３１ ＵＶ光源（ランプ）
３３ 紫外光（ＵＶ光）
３５ ファイババンドル
３７ 遮蔽板

Claims (5)

1. 複数本の裸光ファイバを並べて配列する複数のＶ溝を有するＶ溝部を備えたアレイ基板と、前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に被覆除去した複数本の裸光ファイバを配列した複数本の光ファイバと、前記Ｖ溝部に配列した複数本の裸光ファイバを挟み込んで押さえる押え部材と、から構成される光ファイバアレイにおいて、
   前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に配列した複数本の裸光ファイバが、アレイ端面とは反対側のエッジ部を除いたアレイ端面に近い部分のみを接着剤でＶ溝部に固着されたことを特徴とする光ファイバアレイ。
2. 前記複数本の裸光ファイバが、全て平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバアレイ。
3. 前記複数本の裸光ファイバが、互いに交叉する角度で配置されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバアレイ。
4. 複数本の裸光ファイバを並べて配列する複数のＶ溝を有するＶ溝部を備えたアレイ基板と、前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に被覆除去した複数本の裸光ファイバを配列した複数本の光ファイバと、前記Ｖ溝部に配列した複数本の裸光ファイバを挟み込んで押さえる押え部材と、から構成される光ファイバアレイの製造方法において、
   前記Ｖ溝部の複数のＶ溝に配列した複数本の裸光ファイバを、アレイ端面とは反対側のエッジ部を除いた前記アレイ端面に近い部分のみを接着剤でＶ溝部に固着する際に、前記アレイ基板と押え部材が硬化型接着剤を硬化せしめる光線を透過可能であると共に前記アレイ端面とエッジ部の間の一部分に前記光線を照射させ、前記硬化型接着剤を前記アレイ端面側から前記押え部材とＶ溝部の間に流入させて充填し、その後、この充填された硬化型接着剤の全体を前記光線で硬化せしめることを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
5. 前記硬化型接着剤がＵＶ硬化型接着剤であると共に前記光線がＵＶ光線であることを特徴とする請求項４記載の光ファイバアレイの製造方法。

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