JP2007316548A - 光ファイバアレイ - 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を備えたＶ溝部１７を備えたアレイ基板３と、Ｖ溝部１７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、Ｖ溝部１７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３１と、から構成される。複数のＶ溝９の並列方向の両最外側に、ダミー裸光ファイバ１３を少なくとも各１本ずつ配設するダミー用Ｖ溝１５を設け、この各ダミー用Ｖ溝１５に被覆除去したダミー裸光ファイバ１３を配設し、かつその長手方向のみを第１接着剤３３でアレイ基板３に固着する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光ファイバアレイに関し、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、光ファイバの多心接続、レーザダイオードアレイなどの光源と光ファイバの結合、光導波路と光ファイバの多心接続などがあり、光導波路スプリッタやアレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）、光スイッチなどに応用されている。

図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を参照するに、従来の光ファイバアレイ１０１の一般的な構造は、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を配置する複数の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を配列させてから、平面板１１３により前記複数本の裸光ファイバ１０７を上から押えて挟み込むことで光ファイバ１０５を固定する構造となっており、非常に高密度かつ高精度な配列を実現することが可能である。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１１５と光ファイバ被覆部１１７とを載置するための光ファイバ設置部１１９が設けられており、上記のＶ溝部１１１と光ファイバ設置部１１９の境には段付のエッジ部１２１が形成されている。

上記のアレイ基板１０３や平面板１１３は、石英やパイレックス（登録商標）、セラミック、シリコン、ジルコニアなどの材料で製造される。また、被覆除去した裸光ファイバ１０７は、アレイ基板１０３のＶ溝部１１１と平面板１１３の間に、ＵＶ硬化や熱硬化の樹脂またはシリコン粉末などの固定用接着剤１２３を充填して固定され、アレイ基板１０３の端面（以下、単に「アレイ端面」という）はカットまたは研磨によって加工される。

また、上記の光ファイバ１０５は、単心だけでなくテープ状の多心も使用されることが多く、アレイ基板１０３の後部の光ファイバ設置部１１９は剥離や断線を防ぐために、弾性の大きな保護用接着剤１２５を用いて光ファイバ被覆除去部１１５と光ファイバ被覆部１１７が保護されることが多い。

通常、光ファイバアレイ１０１は、アレイ端面を結合対象物と付き合わせた状態で利用され、それぞれの光ファイバ１０５から出射した光はほとんど空間伝搬することなく、調心された対象物と結合する。よって、結合効率を良くするには、高度な位置精度と配列および接着技術が不可欠となる。

また、光ファイバアレイ１０１の別の用途としては、光ファイバアレイ１０１の１つ以上の出射ポートから測定対象物に光を出射し、測定対象物で反射された光を、それ自身またはその他の光ファイバで受光して検知することで、その対象物の変位や、それにかかる圧力、ひずみなどのセンシングに応用されている。この光センシングにおける測定方式としては、光強度測定法や干渉測定法などがあるが、結合素子として使用する場合と異なり、測定対象物との距離が長く、端面から出射された光は空間伝搬して受光ポートと結合する。よって、センシングに使用する場合は、高度な位置精度と配列および接着技術などに加え、出射光の分布であるファーフィールドパターン（ＦＦＰ；Far Field Pattern）が変形しないことが非常に重要となる。

裸光ファイバ１０７の固定に固定用接着剤１２３を使用する光ファイバアレイ１０１の構造では、環境温度の変化によって固定用接着剤１２３が膨張・収縮し、裸光ファイバ１０７と例えば石英からなるアレイ基板１０３との剥離や裸光ファイバ１０７の断線を引き起こすという問題があり、その問題に対する対策が多く行われている。

その対策としては、構造を工夫したものや、固定用接着剤の弾性やガラス転移温度などの特性を調整したもの、また先端部を固定用接着剤で固定し、裸光ファイバの根元をメタライズしてから半田で固定したものなどが考案されている。

また、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。
特開平９−１５９８６０号公報 特開２００３−２５５１７９号公報

ところで、従来の光ファイバアレイ１０１の構造では、固定用接着剤１２３が被覆除去した裸光ファイバ１０７に直接付着する構造であり、固定用接着剤１２３の熱伸縮による裸光ファイバ１０７の位置変動や、剥離・断線の可能性がある。特に、Ｖ溝部１１１に使用する固定用接着剤１２３は、裸光ファイバ１０７の変動や剥離がないように、弾性が小さく硬めの固定用接着剤１２３が使用されることが多いために、この固定用接着剤１２３の熱伸縮や硬化収縮による裸光ファイバ１０７ヘの歪みの影響は非常に大きいものである。

また、光ファイバアレイ１０１を製造するときに、固定用接着剤１２３がＶ溝１０９に沿ってＶ溝部１１１の後方に流れてしまうと、アレイ基板１０３のエッジ部１２１に多量の固定用接着剤１２３が付着してしまうために、熱伸縮や硬化収縮による裸光ファイバ１０７への歪みはさらに大きくなるという問題点があった。

また、固定用接着剤１２３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１２３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。その結果、結合素子で使用する場合には結合効率が変動することになり、特にセンシングに使用する場合には測定精度が著しく悪化してしまうという問題点があった。

また、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や、接着剤の熱伸縮によるファイバ先端部の角度変動が大きく、出射光の方向が変動してしまう問題があった。

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溝を備えた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、
前記複数のＶ溝の並列方向の両最外側に、ダミー裸光ファイバを少なくとも各１本ずつ配設するダミー用Ｖ溝を設け、この各ダミー用Ｖ溝に被覆除去したダミー裸光ファイバを配設すると共に前記各ダミー裸光ファイバの長手方向のみを第１接着剤でアレイ基板に固着してな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溝を備えた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、
前記複数のＶ溝の並列方向の両最外側に、前記Ｖ溝に配列された裸光ファイバの高さ以下の凸部を前記Ｖ溝と並行する方向に延伸して設け、前記各凸部の長手方向のみを第１接着剤でアレイ基板に固着してな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は、前記光ファイバアレイにおいて、前記複数本の光ファイバが、前記Ｖ溝部に配列した複数本の光ファイバ以外の複数本の光ファイバの部分を第２接着剤で前記アレイ基板の幅方向に横断的に、且つ部分的に固着し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Ｖ溝部に配列した複数本の光ファイバ以外の複数本の光ファイバの部分が、光ファイバ被覆除去部および又は光ファイバ被覆部であることが好ましい。

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、前記第２接着剤が、固定用接着剤および又は保護用接着剤であることが好ましい。

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、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。

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、前記接着剤が、線膨張係数をα、硬化収縮率をβ、環境温度変化をδＴとすると、（β／α）＞δＴを満たしていることが好ましい。

以上の課題を解決するための手段から理解されるように、この発明は、複数のＶ溝の並列方向の両最外側にダミー裸光ファイバを配設し、かつ前記各ダミー裸光ファイバの長手方向のみを第１接着剤でアレイ基板に固着したので、複数のＶ溝に配列した複数の裸光ファイバには第１接着剤が直接付着しない。その結果、第１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。

つまり、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。また、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）などの光ファイバ伝搬特性の温度衣存性を抑えることができる。

また、この発明によれば、複数のＶ溝の並列方向の両最外側に凸部を設け、かつ前記各凸部の長手方向のみを第１接着剤でアレイ基板に固着したので、複数のＶ溝に配列した複数の裸光ファイバには第１接着剤が直接付着しない。その結果、第１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。その他は上記の発明と同様である。

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を並べて配列する複数のＶ溝９と、この複数のＶ溝９の並列方向の両最外側に、ダミー光ファイバ１１から被覆除去したダミー裸光ファイバ１３を少なくとも各１本ずつ配設するダミー用Ｖ溝１５と、を備えたＶ溝部１７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１７の後方〔図１（Ａ）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１９」という）と光ファイバ被覆部２１とを載置するための光ファイバ設置部２３が備えられている。また、上記のＶ溝部１７と光ファイバ設置部２３の境には段付のエッジ部２５が形成されている。

また、上記のＶ溝部１７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１９と光ファイバ被覆部２１が光ファイバ設置部２３に載置される。さらに、上記の各ダミー用Ｖ溝１５には被覆除去したダミー裸光ファイバ１３が挿入して配列され、前記各ダミー裸光ファイバ１３の後方側の部分（ダミー用Ｖ溝１５に配列されない部分を示し、以下、「ダミー光ファイバ被覆除去部２７」という）とダミー光ファイバ被覆部２９が光ファイバ設置部２３に載置される。

また、上記のＶ溝部１７には平板状の押え部材としての例えば平面板３１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と、各ダミー用Ｖ溝１５に配列したダミー裸光ファイバ１３が、平面板３１で図１（Ｂ）の上から挟み込んで押さえられる。さらに、複数本の裸光ファイバ７の両外側に配置されたダミー裸光ファイバ１３のみが第１接着剤としての例えば固定用接着剤３３を塗布して固定される構成である。

なお、両外側に配置されるダミー裸光ファイバ１３は、平面板３１により上から押えて挟み込んだときに、裸光ファイバ７がしっかりと把持される高さに調整されており、裸光ファイバ７と同等か、固定用接着剤３３が内側に侵入しない程度で数ミクロン低い高さに設定されている。

上記のアレイ基板３や平面板３１は、石英やパイレックス（登録商標）、セラミック、シリコン、ジルコニアなどの材料で製造される。また、ダミー裸光ファイバ１３の両外側に使用される固定用接着剤３３は、ＵＶ硬化や熱硬化の樹脂またはシリコン粉末などが用いられるが、これに限定されず、低融点半田やホットワックスなど、アレイ基板３と平面板３１との密着性が良いものであれば利用することができる。また、アレイ基板３の端面（以下、単に「アレイ端面」という）はカットまたは研磨によって加工される。

また、上記の複数のＶ溝９に配列した裸光ファイバ７の後方に位置する光ファイバ被覆除去部１９と光ファイバ被覆部２１が、第２接着剤としての例えば固定用接着剤３５によって少なくとも１点以上で光ファイバ設置部２３に留めて固定されることで、複数のＶ溝９に配列した裸光ファイバ７の先端の出っ張りや引っ込みを防ぐことが可能である。このとき、固定用接着剤３５がＶ溝部１７の後端のエッジ部２５に付着すると、ＦＦＰが変形するので十分な注意が必要である。

なお、この実施の形態では、光ファイバ被覆除去部１９とダミー光ファイバ被覆除去部２７が第２接着剤としての例えば固定用接着剤３５により１点で光ファイバ設置部２３に幅方向に横断的に留めて固定されており、光ファイバ被覆部２１とダミー光ファイバ被覆部２９が第２接着剤としての例えば固定用接着剤３７により１点で光ファイバ設置部２３に幅方向に横断的に留めて固定されている。

また、光ファイバ設置部２３に載置された光ファイバ被覆除去部１９と光ファイバ被覆部２１、ダミー光ファイバ被覆除去部２７とダミー光ファイバ被覆部２９は、全体が保護用接着剤３９で被覆されて保護されている。

なお、光ファイバ設置部２３に載置された光ファイバ被覆除去部１９と光ファイバ被覆部２１、ダミー光ファイバ被覆除去部２７とダミー光ファイバ被覆部２９の固定は、上記の固定用接着剤３５に限定されず、裸光ファイバ７の変動とＦＦＰの変形を防げる構造であれば良く、例えば、上記の第２接着剤としての例えば固定用接着剤３５又は３７を無しにして、保護用接着剤３９だけで固定できれば、それでも良い。この場合は、保護用接着剤３９が固定用の第２接着剤としても兼用して用いられることになる。

次に、この実施の形態の光ファイバアレイ１の作用、効果を示すために、幾つかの試験例によりＦＦＰの確認を行った。

（試験例１）
この試験例１では、第１実施例の光ファイバアレイ４１と従来例としての第１比較例の光ファイバアレイ４３のＦＦＰについて比較した。

第１実施例の光ファイバアレイ４１は、図２に示されているように、前述した実施の形態の光ファイバアレイ１において保護用接着剤３９が施されないもので、他は光ファイバアレイ１と同様である。

すなわち、光ファイバアレイ４１の製造方法としては、アレイ基板３が石英基板であり、このアレイ基板３の上面には８心の裸光ファイバ７用のＶ溝９とこの８心のＶ溝９の両外側の各１心のダミー裸光ファイバ１３用のダミー用Ｖ溝１５の合計１０心のＶ溝加工を施したＶ溝部１７が設けられている。シングルモード（ＳＭ）の８心の裸光ファイバ７が８心のＶ溝９に挿入して配列され、かつ、２心のダミー裸光ファイバ１３が２心のダミー用Ｖ溝１５に挿入して配列されている。さらに、前記８心の裸光ファイバ７及び２心のダミー裸光ファイバ１３が平面板３１で上から挟み込むように押さえて把持される。

その後、８心の裸光ファイバ７の両外側のダミー裸光ファイバ１３のみに固定用接着剤３３が塗布されて硬化される。

一方、第１比較例の光ファイバアレイ４３は、図３に示されているように、第１実施例の光ファイバアレイ４１と異なる点が、２心のダミー裸光ファイバ１３が無いことと、Ｖ溝部１７の全体に固定用接着剤３３が充填して硬化されていることである。つまり、図１４の従来例の光ファイバアレイ１０１において保護用接着剤１２５が施されないもので、他は光ファイバアレイ１０１と同様である。

上記の固定用接着剤３３としては、硬度が８５±５（ショアＤ）程度のＵＶ硬化樹脂を使用し、ＵＶ照射条件は、波長３００〜３７０ｎｍ、照度１５０〜２００ｍＷ／ｃｍ^２で２分間程度とした。

樹脂硬化後、第１比較例の光ファイバアレイ４３ではアレイ端面に研磨処理が施されている。一方、第１実施例の光ファイバアレイ４１では予めクリーブした裸光ファイバ７が使用されている。なお、光ファイバアレイ４１では、クリーブ端面が斜めであったり、欠けていたりすると、出射光のＦＦＰが変形してしまうので、各Ｖ溝９に配列する前にＦＦＰの変形がないかを確認した。

ＦＦＰの測定方法としては、上記の光ファイバアレイ４１の任意ポートと、端面をクリーブカットされた１本の受光用のＳＭ裸光ファイバ７が、アレイ端面から２ｍｍ程度離した位置で対向させて設置され、アレイ端面からの出射光強度を検出しながら、アレイ基板３の裸光ファイバ７の中心軸を基準に±０．１ｍｍでスキャンすることでＦＦＰを確認した。

図４には、第１実施例の光ファイバアレイ４１と第１比較例の光ファイバアレイ４３のそれぞれのＦＦＰの測定結果が示されている。光ファイバアレイ４１は実線で示されており、光ファイバアレイ４３は破線で示されている。両者を比較すると、第１比較例の光ファイバアレイ４３ではＦＦＰが変形していることが明らかに確認できる。これに対して、第１実施例の光ファイバアレイ４１ではＦＦＰの変形はなく、きれいなガウシアン形状となった。

以上のことから、第１実施例の光ファイバアレイ４１は、Ｖ溝部１７に固定用接着剤３３を充填しないので、ＦＦＰが変形しないことが確認された。したがって、この実施の形態の光ファイバアレイ１においても同様に当てはまる。

（試験例２）
この試験例２では、第２実施例の光ファイバアレイ４５及び第３実施例の光ファイバアレイ４７の２種類についてＦＦＰを確認した。

第２実施例の光ファイバアレイ４５の製造方法は、第１実施例と同様であり、図５に示されているように、前述した第１実施例の光ファイバアレイ４１において、アレイ基板３の後方側の光ファイバ設置部２３の光ファイバ被覆除去部１９及びダミー光ファイバ被覆除去部２７を固定用接着剤３５により１点で留めて固定し、光ファイバ被覆部２１とダミー光ファイバ被覆部２９を固定用接着剤３７により１点で留めて固定している。

第３実施例の光ファイバアレイ４７の製造方法は、第１実施例と同様であり、図６に示されているように、前述した第１実施例の光ファイバアレイ４１において、アレイ基板３の後方側の光ファイバ設置部２３の光ファイバ被覆除去部１９及びダミー光ファイバ被覆除去部２７を固定用接着剤３５により２点で留めて固定し、光ファイバ被覆部２１とダミー光ファイバ被覆部２９を固定用接着剤３７により１点で留めて固定している。

図７には、第２実施例の光ファイバアレイ４５と第３実施例の光ファイバアレイ４７のそれぞれのＦＦＰの測定結果が示されている。光ファイバアレイ４５と光ファイバアレイ４７のＦＦＰの測定方法は、試験例１と同様である。光ファイバアレイ４５は実線で示されており、光ファイバアレイ４７は破線で示されている。両者のＦＦＰは、ほぼ重なっており、どちらの固定方法においてもＦＦＰの変形は見られなかった。

以上のことから、この実施の形態の光ファイバアレイ１において、アレイ基板３の後方側の光ファイバ被覆除去部１９を固定用接着剤３５で光ファイバ設置部２３に固定することによるＦＦＰへの影響はないことが確認された。また、光ファイバ被覆部２１を固定用接着剤３７で光ファイバ設置部２３に固定することによるＦＦＰへの影響はないことも確認された。

（試験例３）
この試験例３では、図５の第２実施例の光ファイバアレイ４５において、光ファイバ設置部２３に載置された光ファイバ被覆除去部１９と光ファイバ被覆部２１、ダミー光ファイバ被覆除去部２７とダミー光ファイバ被覆部２９の全体が保護用接着剤３９で被覆されて保護された場合であり、これは図１の実施の形態の光ファイバアレイ１と同様である。この場合のＦＦＰを確認した。

光ファイバアレイ１の製造方法及びＦＦＰの測定方法は、試験例１と同様であり、保護用接着剤３９には、硬度が３５±１０（ショアＡ）の弾性ＵＶ硬化樹脂を使用し、ＵＶ光源は波長３００ｎｍから３７０ｎｍ、照度１５０〜２００ｍＷ／ｃｍ^２で２分間程度照射することで硬化した。

図８には、光ファイバアレイ１のＦＦＰの測定結果が示されている。この測定結果から分かるようにＦＦＰの変形は見られず、きれいなガウシアン形状が得られた。

以上のことから、この実施の形態の光ファイバアレイ１において、アレイ基板３の後方側の光ファイバ設置部２３の光ファイバ被覆除去部１９及び光ファイバ被覆部２１を弾性の保護用接着剤３９で保護することによるＦＦＰへの影響はないことが確認された。

（試験例４）
この試験例４では、第４実施例の光ファイバアレイ４９と従来例としての第２比較例の光ファイバアレイ５１のＦＦＰについて比較した。

第４実施例の光ファイバアレイ４９は、図９に示されているように、前述した実施の形態の光ファイバアレイ１において、複数の裸光ファイバ７が平行に配置されるのではなく、１本の出射ポート用の裸光ファイバ７Ａと２本の受光ポート用の裸光ファイバ７Ｂが互いに光ファイバアレイ４９の中心線ＣＬに対して左右に固定角度θで配置されており、各固定角度θが６°で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。他は光ファイバアレイ１と同様である。

すなわち、光ファイバアレイ４９の製造方法としては、アレイ基板３が石英基板であり、このアレイ基板３の上面には３心の裸光ファイバ７用のＶ溝９とこの３心のＶ溝９の両外側の各１心のダミー裸光ファイバ１３用のダミー用Ｖ溝１５の合計５心のＶ溝加工を施したＶ溝部１７が設けられている。シングルモード（ＳＭ）の３心の裸光ファイバ７Ａ，７Ｂが３心のＶ溝９に挿入して配列され、かつ、２心のダミー裸光ファイバ１３が２心のダミー用Ｖ溝１５に挿入して配列されている。さらに、前記３心の裸光ファイバ７Ａ，７Ｂ及び２心のダミー裸光ファイバ１３が平面板３１で上から挟み込むように押さえて把持される。

その後、３心の裸光ファイバ７Ａ，７Ｂの両外側のダミー裸光ファイバ１３のみに固定用接着剤３３が塗布されて硬化される。

一方、第２比較例の光ファイバアレイ５１は、図１０に示されているように、第４実施例の光ファイバアレイ４９と異なる点が、２心のダミー裸光ファイバ１３が無いことと、Ｖ溝部１７の全体に固定用接着剤３３が充填して硬化されていることである。すなわち、１本の出射ポート用の裸光ファイバ７Ａと２本の受光ポート用の裸光ファイバ７Ｂが互いに光ファイバアレイ５１の中心線ＣＬに対して左右に固定角度θで配置されており、各固定角度θが６°で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。他は光ファイバアレイ４９と同様である。

上記の第４実施例の光ファイバアレイ４９と第２比較例の光ファイバアレイ５１のＦＦＰを確認した。ＦＦＰ測定方法は試験例１と同様であり、ＦＦＰ測定は出射ポートで行った。

図１１には、第４実施例の光ファイバアレイ４９と第２比較例の光ファイバアレイ５１のそれぞれのＦＦＰの測定結果が示されている。光ファイバアレイ４９は実線で示されており、光ファイバアレイ５１は破線で示されている。両者を比較すると、光ファイバアレイ５１ではＦＦＰが大きく変形しているのに対し、光ファイバアレイ４９ではＦＦＰの変形はなく、きれいなガウシアン形状が得られた。

以上のことから、第４実施例の光ファイバアレイ４９は、Ｖ溝部１７に固定用接着剤３３を充填しないので、ＦＦＰが変形しないことが確認された。

（試験例５）
この試験例５では、前述した実施の形態の光ファイバアレイ１の製造で用いられる固定用接着剤３３について試験をした。

図１２に示されているように、光ファイバアレイ１の製造方法において、線膨張係数α、硬化収縮率βである固定用接着剤３３を使用し、この固定用接着剤３３の厚さをＬとすると、接着剤硬化による収縮量Ｘは、Ｘ＝βＬである。環境温度変化δＴのとき、樹脂の膨張量Ｙは、Ｙ＝αＬδＴとなり、環境温度変化δＴにおいて、裸光ファイバ７をしっかりと把持するためには、Ｘ＞Ｙであれば良い。以上のことから、固定用接着剤３３は、（β／α）＞δＴを満たすことが望ましい。

ここで、線膨張係数が６．５×１０^−５／℃で、硬化収縮率が１．８％の固定用接着剤３３を用いた場合、（β／α）≒２７７となる。通常、環境温度変化δＴは７０℃から８０℃であるため、上記特性の固定用接着剤３３は適当であることが確認された。

以上のことから、この実施の形態の光ファイバアレイ１においては以下の効果を奏する。

複数のＶ溝９に配列した複数の裸光ファイバ７には上記の固定用接着剤３３が直接付着されないので、固定用接着剤３３の硬化収縮や熱伸縮の影響を受けないことになる。その結果、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。

また、第２接着剤としての例えば固定用接着剤３３、３７では、複数本の裸光ファイバ７のＶ溝部１７以外の部分で、つまり、光ファイバ被覆除去部１９と光ファイバ被覆部２１で、しかも裸光ファイバ７の根元部分を除く箇所が、アレイ基板３の幅方向に横断的に、且つ部分的に固着されているので、固定用接着剤３３、３７による歪みを防止でき、裸光ファイバ７の先端の出っ張りや引っ込みを防ぐことができる。

しまり、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。また、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。

なお、上記の複数の裸光ファイバ７の両外側で固定用接着剤３３をせき止めるための方法としては、前述した実施の形態のダミー裸光ファイバ１３に限定されず、図１３に示されているように、他の実施の形態の光ファイバアレイ５３は、アレイ基板３を加工する時に裸光ファイバ７の高さと同等か、固定用接着剤３３が内側に侵入しない程度で数ミクロン低い高さの凸部５５を施すことでも可能である。つまり、凸部５５は平面板３１により上から押えて挟み込んだときに、裸光ファイバ７がしっかりと把持される高さに調整されている。他は前述した実施の形態の光ファイバアレイ１と同様である。

この場合は、固定用接着剤３３がアレイ基板３の幅方向の前記凸部５５の両外側でアレイ基板３と平面板３１との間にのみ塗布されることになるので、固定用接着剤３３が複数の裸光ファイバ７へ流れることがない。これによる作用、効果は前述した実施の形態のダミー裸光ファイバ１３を設けた場合とほぼ同様であるので、詳しい説明は省略する。

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）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。 実施例１の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。 比較例１の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。 実施例１と比較例１の光ファイバアレイのＦＦＰのグラフである。 実施例２の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。 実施例３の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。 実施例２と実施例３の光ファイバアレイのＦＦＰのグラフである。 この発明の実施の形態の光ファイバアレイのＦＦＰのグラフである。 実施例４の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。 比較例２の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。 実施例４と比較例２の光ファイバアレイのＦＦＰのグラフである。 実施例５の光ファイバアレイの側面図である。 他の実施の形態の光ファイバアレイの側面図である。 従来の光ファイバアレイを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は正面図で、（Ｃ）は左側面図である。

符号の説明

１ 光ファイバアレイ
３ アレイ基板
５ 光ファイバ
７ 裸光ファイバ
９ Ｖ溝
１１ ダミー光ファイバ
１３ ダミー裸光ファイバ
１５ ダミー用Ｖ溝
１７ Ｖ溝部
１９ 光ファイバ被覆除去部
２１ 光ファイバ被覆部
２３ 光ファイバ設置部
２５ エッジ部
２７ ダミー光ファイバ被覆除去部
２９ ダミー光ファイバ被覆部
３１ 平面板（押え部材）
３３ 固定用接着剤（第１接着剤）
３５ 固定用接着剤（第２接着剤）
３７ 固定用接着剤（第２接着剤）
３９ 保護用接着剤
４１ 光ファイバアレイ（第１実施例の）
４３ 光ファイバアレイ（第１比較例の）
４５ 光ファイバアレイ（第２実施例の）
４７ 光ファイバアレイ（第３実施例の）
４９ 光ファイバアレイ（第４実施例の）
５１ 光ファイバアレイ（第２比較例の）
５３ 光ファイバアレイ（他の実施の形態の）
５５ 凸部

Claims (8)

1. 複数本の裸光ファイバを並べて配列する複数のＶ溝を備えた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、
   前記複数のＶ溝の並列方向の両最外側に、ダミー裸光ファイバを少なくとも各１本ずつ配設するダミー用Ｖ溝を設け、この各ダミー用Ｖ溝に被覆除去したダミー裸光ファイバを配設すると共に前記各ダミー裸光ファイバの長手方向のみを第１接着剤でアレイ基板に固着してなることを特徴とする光ファイバアレイ。
2. 複数本の裸光ファイバを並べて配列する複数のＶ溝を備えた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、
   前記複数のＶ溝の並列方向の両最外側に、前記Ｖ溝に配列された裸光ファイバの高さ以下の凸部を前記Ｖ溝と並行する方向に延伸して設け、前記各凸部の長手方向のみを第１接着剤でアレイ基板に固着してなることを特徴とする光ファイバアレイ。
3. 前記Ｖ溝部に配列した複数本の光ファイバ以外の複数本の光ファイバの部分を第２接着剤で前記アレイ基板の幅方向に横断的に、且つ部分的に固着してなることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバアレイ。
4. 前記Ｖ溝部に配列した複数本の光ファイバ以外の複数本の光ファイバの部分が、光ファイバ被覆除去部および又は光ファイバ被覆部であることを特徴とする請求項３記載の光ファイバアレイ。
5. 前記第２接着剤が、固定用接着剤および又は保護用接着剤であることを特徴とする請求項３又は４記載の光ファイバアレイ。
6. 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１〜５のいずれかに記載の光ファイバアレイ。
7. 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１〜５のいずれかに記載の光ファイバアレイ。
8. 前記接着剤が、線膨張係数をα、硬化収縮率をβ、環境温度変化をδＴとすると、（β／α）＞δＴを満たしていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光ファイバアレイ。
   
   

Images