JP2010164708A - Optical fiber array and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信等で使用される光スイッチ、アイソレータ、光コネクション装置の入出力部、半導体レーザ、フォトダイオードと光ファイバとの光結合部品、あるいは多芯光コネクタを構成する光ファイバアレイおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical switch, an isolator, an input / output unit of an optical connection device used in optical communication, a semiconductor laser, an optical coupling component of a photodiode and an optical fiber, or an optical fiber array constituting a multi-core optical connector, and It relates to the manufacturing method.
基幹ネットワークは、データトラヒックの急激な増大に伴い、大容量化が強く求められている。この基幹ネットワークにおいて、伝送路部分には、WDM(wavelength division multiplexing)技術を利用した大容量光ネットワークが既に導入されている。しかしながら、ノード部分は、光信号を電気信号に一旦変換し、電気スイッチで方路の切り替えを行った後、光信号に再び変換して伝送路部分に戻す方式となっている。 The backbone network is strongly required to have a large capacity in accordance with a rapid increase in data traffic. In this backbone network, a large-capacity optical network using WDM (wavelength division multiplexing) technology has already been introduced in the transmission path portion. However, the node portion is a system in which an optical signal is once converted into an electrical signal, the route is switched by an electrical switch, and then converted back to an optical signal and returned to the transmission path portion.
このような光信号と電気信号とを変換する装置は、信号帯域の向上に伴って、コストや消費電力が大幅に上昇することが指摘されている(非特許文献1参照)。このため、光信号をそのままの状態でスイッチングする光スイッチを利用することが検討されている。特に、光スイッチ内の配線に光導波媒体を用いることなく、光ビームをスイッチ内部の結線(光接続)やスイッチ間の結線に利用するフリースペース型の光スイッチは、小型化が可能であるため大規模ルータのスイッチ部への実用化が検討されている。 It has been pointed out that such an apparatus for converting an optical signal and an electric signal significantly increases in cost and power consumption as the signal band is improved (see Non-Patent Document 1). For this reason, it has been studied to use an optical switch that switches an optical signal as it is. In particular, a free space type optical switch that uses a light beam for connection inside a switch (optical connection) or connection between switches without using an optical waveguide medium for wiring in the optical switch can be miniaturized. The practical application to the switch part of a large-scale router is being studied.
このようなフリースペース型の従来の光スイッチ(非特許文献2参照)の概略構成を図9に示す。同図に示す光スイッチ110は、光ファイバアレイ111、マイクロレンズアレイ112、マイクロ可動ミラーアレイ113、固定ミラー114から構成されたものである。光ファイバアレイ111はファイバ整列用部材を用いることで、光ファイバがある一定の間隔をあけて二次元的あるいは一次元的に整列配置されたものである。マイクロレンズアレイ112はマイクロレンズが空間光ビーム接続装置と同様にある一定の間隔をあけて二次元的あるいは一次元的に整列配置されたものである。
FIG. 9 shows a schematic configuration of such a free space type conventional optical switch (see Non-Patent Document 2). The
また、マイクロ可動ミラーアレイ113は、マイクロマシン技術を用いて半導体基板上に形成された能動素子であるマイクロ可動ミラー115が、一次元的あるいは二次元的に複数配列されたものであり、ミラー面の傾き角度θが動的に各々変化可能とされている。なお、同図において、各部分は煩雑化を避けるために、一次元の配列として各々記載している。
The micro
このようなフリースペース型の従来の光スイッチ110では、光ファイバアレイ111の各光ファイバから出射した光信号116は、マイクロレンズアレイ112の各マイクロレンズで平行光に変換されてから、マイクロ可動ミラーアレイ113の各マイクロ可動ミラーで反射された後、固定ミラー114で反射され、マイクロ可動ミラーアレイ113のマイクロ可動ミラーで再度反射されて、マイクロレンズアレイ112のマイクロレンズを介して光ファイバアレイ111の光ファイバへ最終的に集光される。
In such a free space type conventional
このように構成された光スイッチ110では、マイクロ可動ミラーアレイ113のマイクロ可動ミラーの傾き角度θを調整することにより、光信号116の進行方向を切り替え、光信号116を光ファイバアレイ111の目的とする光ファイバへ案内している。ここで示した光ファイバとマイクロレンズとから構成される光ファイバと光ビームとの変換あるいは結合に用いられる光学系は、一般に光コリメータとよばれる。
In the
上記光スイッチ110においては、入出力光ファイバ間の接続損失は、各光学部品と空隙との間に生じる屈折率境界面における反射損失に加え、光コリメータを構成する光ファイバとマイクロレンズとの光軸ずれにより生じた光ビームの光軸傾きに起因する光ビームと出力光ファイバとの結合損失、レンズ開口からのケラレ損失、及びマイクロ可動ミラーにおけるケラレ損失が支配的である。さらに、上記光軸ずれにより光軸傾きを引き起こした光ビームは、隣接チャンネルに対してクロストークを発生させ、光通話路品質の劣化を引き起こす。
In the
特に、二次元光コリメータアレイにおいては、各光ファイバとレンズとの光軸ずれ量は、光ファイバアレイにおけるファイバ配列誤差により大きく影響される。このため、二次元光コリメータアレイでは、アレイ作製精度の向上が強く求められている。なお、ここに示した光コリメータアレイが用いられる装置は、光スイッチに限定されず、同様に光ビームを結線に用いる光アイソレータや光インタコネクション装置に適用されている。また、半導体レーザやフォトダイオードと光ファイバとの結合部にも適用されている。 In particular, in a two-dimensional optical collimator array, the amount of optical axis misalignment between each optical fiber and the lens is greatly affected by a fiber arrangement error in the optical fiber array. For this reason, two-dimensional optical collimator arrays are strongly required to improve the array fabrication accuracy. An apparatus using the optical collimator array shown here is not limited to an optical switch, and is similarly applied to an optical isolator or an optical interconnection apparatus that uses a light beam for connection. It is also applied to a coupling portion between a semiconductor laser or a photodiode and an optical fiber.
ここで、フリースペース型の光スイッチに用いられる二次元の光ファイバアレイの従来の一例の概略構造を図10に示す。同図に示すように、二次元光ファイバアレイ120は、光ファイバ121がV溝基板122のV字溝部にそれぞれ挿入されて整列され、ファイバ抑え板123でそれぞれ仮固定されると共に、これら部品の間に生じる空隙に充填された接着剤で固定され、V溝基板122を複数積層されて接着されたものである。V溝基板122には、セラミック、ガラス、シリコンなどの基板に、精密加工技術を用いてV字形の溝部を形成されたものが広く使われており、基板面に対して水平方向の光ファイバ配列誤差を1μm以下に抑えることが可能とされている。
Here, FIG. 10 shows a schematic structure of a conventional example of a two-dimensional optical fiber array used in a free space type optical switch. As shown in the figure, in the two-dimensional
また、二次元の光ファイバアレイの従来の他の例(MT型の光コネクタのフェルール)の概略構造を図11に示す。同図に示すように、二次元の光ファイバアレイ130は、光ファイバ131がフェルール132の整列用のガイド孔132a内に各々挿入され、接着剤の充填用孔132bから注入された接着剤で固定されている。上記フェルール132は、熱収縮時や成型後に生じる変形量が小さいポリマ系熱可塑性材料(熱可塑性樹脂)が使用され、加熱された当該材料を金型内に押し出して冷却して成型するトランスファー成型法により作製されている。一般に、トランスファー成型法に代表されるプラスチック成形技術は、大量生産に適しており、高精度な光ファイバアレイを低コストに作成することを可能としている。
ところが、図10に示したような二次元の光ファイバアレイ120においては、以下のような問題があった。なお、以下の説明では、光ファイバの光軸をZ方向、V溝基板の積層方向をY方向、Z軸およびY軸に対してそれぞれ垂直な光ファイバの配列方向をX方向と定義する。
(1)まず、V溝基板122を積層する場合、同基板上に配列された光ファイバ121の中心位置を、上下の基板間で基板に対し水平な方向(X方向)について±1〜2μm以内の精度で位置合わせする必要がある。このため、V溝基板122の外形精度を前記と同程度に高めて基板端部を治具等に当接させるか、そうでない場合はV溝基板122そのものに何らかの位置決め機構を設け、あるいは光ファイバ121の端面が露出する側のV溝基板端面を観察しながら同基板間の相対位置を微調整して位置合わせを行うことになり、高精度な機械加工あるいは実装技術が要求される。さらに、位置合わせした後に同基板間を接着固定するため、接着材による硬化収縮の影響を考慮する必要があり、この収縮による位置の制御は困難である。また、V溝を作製する基板自体にも±3〜5μm程度の厚さのバラツキが存在する。このため、二次元の光ファイバアレイ120では、光ファイバ121の配列精度、特にV溝基板の積層方向(Y方向)に対する前記配列精度の向上に限界がある。
(2)また、規模の拡大に伴って、光ファイバ121の数をV溝基板122と平行な方向(X方向)に増やすと、V溝基板122の反りによって光ファイバ121の配列誤差が生じやすくなり、また、V溝基板122の積層数を増やすと、V溝基板122の厚さや接着剤の厚さのバラツキに起因して光ファイバ121の配列誤差が生じやすくなってしまう。V溝基板122を高い寸法精度で形成したとしても、接着剤の厚さバラツキや硬化収縮により、全体の配列誤差が大きくなってしまう。接着剤層を薄くして厚さバラツキや硬化収縮の影響を抑制したとしても、適切な厚みを保持しなければ接着特性が不十分になって長期信頼性を確保できなくなることがあり、その厚みの制御は容易ではない。
(3)一般に、V溝基板122は、半導体やガラスやセラミックス等の基板に精密機械加工やエッチングプロセスでV字形の溝部を形成することにより作製されるが、このような高精度な機械加工やプロセスを伴う製造方法は、大量生産に適さず、製造コストの低減を図ることが困難である。
(4)また、V溝基板122に整列させる光ファイバ121の外径は50μm〜125μmと非常に細く、かつ表面を保護する被覆が取り除かれた状態であるため破断しやすい。あるいは破断しないまでも微小な傷が表面に付いて将来的に断線の原因となることがあるため、取り扱いには注意を要する。また、V溝基板122の外側に引き出された光ファイバには、一般に外径250μmの一次被覆が施されており表面は保護されているが、機械強度が低いため、わずかな張力が掛かったり、V溝基板122の端部に応力が集中したりするだけで折れることがある。このため、光ファイバ121をアレイ化した後に断線が発生するなどして製造歩留まりを下げることがあり、図10に示す二次元の光ファイバアレイ120の組み立てコストの削減は難しい。
(5)また、反射損失を十分小さくするためには、斜め研磨コネクタのように光ファイバ端面を光軸に対して斜めにし、反射戻り光が光ファイバコアへ結合することを防ぐ方法が有効であるが、先に述べたような細い外径の光ファイバ121を個々に斜め研磨することは、光ファイバ先端に欠け等が発生しやすく非常に困難である。個々に斜め研磨された光ファイバの研磨方向を全て揃えてアレイ化することは、光ファイバ単体の取り扱い、および研磨面を揃えて組み立てる実装の観点から、さらに困難であることは明らかである。この問題を回避するため、光ファイバ121をV溝基板122に整列・固定して一次元の光ファイバアレイ化した後に、V溝基板毎同基板を積層する方向(Y方向)に所定の角度を成すよう光ファイバ端面を斜め研磨し、それを積層して二次元化する方法も提案されている。しかしながら、二次元の光ファイバアレイ120に配列された光ファイバ121の配列間隔は、可能な限りの高密度化に対応できることが望ましく、このためV溝基板122の積層方向(Y方向)に対する光ファイバ配列間隔を制約するV溝基板122の厚みは、500μm〜1mmにすることが要求される。このように薄い基板の研磨は、基板の保持や研磨時の押圧力の調整が難しい。さらに、積層する複数のV溝基板を同時に斜め研磨しない限り、斜め研磨面の傾斜角度(Y−Z平面上でY軸に対し研磨面が成す傾き)や、当該研磨面の端面角度誤差(理想的な研磨においてはX−Z平面上で研磨端面とZ軸が垂直となる)がV溝基板毎にばらつくため、安定した光学特性を保証することが難しくなる。
以上の理由により、図10に例示した二次元の光ファイバアレイ120について、反射損失を防止するための傾斜端面を設けることは技術的に困難である。
However, the two-dimensional
(1) First, when the V-
(2) When the number of
(3) In general, the V-
(4) Also, the outer diameter of the
(5) In order to sufficiently reduce the reflection loss, a method of preventing the reflected return light from being coupled to the optical fiber core by making the end face of the optical fiber oblique with respect to the optical axis is effective, as in the case of an oblique polishing connector. However, it is extremely difficult to slantly polish the
For the above reasons, it is technically difficult to provide an inclined end surface for preventing reflection loss in the two-dimensional
他方、図11に示したような二次元の光ファイバアレイ130においては、以下のような問題があった。一般に、光コリメータを構成する光ファイバ及びレンズと空気との屈折率境界面には、反射の影響を避けるため、誘電体多層膜から構成される無反射コート膜を形成するようにしている。この無反射コート膜の形成には、多くの場合蒸着法が用いられるが、蒸着法では、一般的に膜の形成過程において、形成対象が数百℃以上の高温環境下に晒されることになる。
On the other hand, the two-dimensional
図11に示すフェルール132を用いる場合、複数の光ファイバ131が各々ガイド孔132a内に挿入され、各光ファイバ131がフェルール132により保持された状態で、各光ファイバ131の光入出射端面の研磨や、研磨した光入出射端面に対する無反射コート膜の形成を行う。ところが、フェルール132を構成する熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が180〜200℃近辺にあり、フェルール132とともに蒸着法を用いて無反射コート膜を形成することは、耐熱性の点で困難である。
When the
また、仮に無反射コート膜を形成したとしても、通信波長帯で必要とされる数十nmの波長範囲に亘って反射を抑制するためには、その反射率を最小でも0.05%程度とするのが限界であり、これを反射損失に換算すると概ね−33dBとなる。従って、通常の通信デバイスで求められているような−40dB以下の反射損失を無反射コート膜だけで実現することは非常に困難である。この問題を解消する手段としては、光ファイバ131の光入出射端面に無反射コート膜を形成する代わりに、フェルール132および前記フェルール内に保持された複数の光ファイバ131を、一般にMPOコネクタと称される多心の斜め研磨光コネクタと同様に研磨することにより、前記光ファイバ端面を光軸に対して斜めにし、反射戻り光が光ファイバコアへ結合することを防ぐ方法を容易に挙げることができる。
Even if an anti-reflection coating film is formed, in order to suppress reflection over a wavelength range of several tens of nm required in the communication wavelength band, the reflectance is at least about 0.05%. This is the limit, and when this is converted into reflection loss, it is approximately -33 dB. Therefore, it is very difficult to realize a reflection loss of −40 dB or less as required for a normal communication device using only a non-reflective coating film. As means for solving this problem, instead of forming a non-reflective coating film on the light incident / exit end face of the
この手段によれば、図10で示したような二次元の光ファイバアレイ120で問題となる光ファイバの配列誤差や、斜め研磨面の傾斜角度バラツキ等を、光学特性上無視できる程度に収めることが可能である。しかしながら、図11に示したような二次元の光ファイバアレイ130では、光ファイバ131を被覆のない状態でフェルール132に挿入するため、光ファイバの配列数が増えるほど組立が難しくなる問題があった。具体的には、フェルールのガイド孔132aの内部で光ファイバ131が破断しガイド穴を詰まらせてしまう、あるいは、全てのガイド孔132aに光ファイバ131を通して固定する前に一部の光ファイバが抜けてしまい、挿入済みの光ファイバの根元をかき分けながら抜けたガイド穴へ再挿入する等の問題がある。このため、組立の歩留まり低下や組立時間の増加を引き起こし、組立コスト削減には限界がある。また、被覆のない光ファイバを取り扱うため、組立時に光ファイバ表面に傷を付けて、長期信頼性の低下を招く恐れもあった。
According to this means, the optical fiber alignment error and the tilt angle variation of the slant polishing surface, which are problems in the two-dimensional
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、十分小さい反射減衰量を確保した配列誤差の極めて小さい二次元の光ファイバアレイを、簡易な製造方法を用いて低コストで提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A two-dimensional optical fiber array having a very small array error with a sufficiently small return loss is reduced by a simple manufacturing method. The purpose is to provide at a cost.
この目的を達成するために、本発明は、複数の光ファイバと、これら光ファイバのそれぞれが嵌入されて保持される光ファイバ用貫通孔が中心に設けられた複数の光ファイバ継ぎ口手段と、これら光ファイバ継ぎ口手段のそれぞれが嵌合される複数の貫通ガイド孔が設けられた整列基板とを備え、前記光ファイバの前記整列基板から露出した光入出射端面を光ファイバの中心軸と直交する面に対して所定角度だけ傾斜させたものである。 In order to achieve this object, the present invention comprises a plurality of optical fibers, and a plurality of optical fiber splicing means provided in the center with a through hole for an optical fiber in which each of these optical fibers is fitted and held, And an alignment substrate provided with a plurality of through guide holes into which each of the optical fiber joint means is fitted, and the light incident / exit end face exposed from the alignment substrate of the optical fiber is orthogonal to the central axis of the optical fiber. Inclined by a predetermined angle with respect to the surface to be moved.
本発明は、前記発明において、前記光ファイバ継ぎ口手段を、前記光ファイバを保持するフェルールとこのフェルールを保護するフランジとによって構成したものである。 According to the present invention, in the above invention, the optical fiber joint means is constituted by a ferrule that holds the optical fiber and a flange that protects the ferrule.
本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記光ファイバの光入出射端面を無反射コート膜で被覆したものである。 In the invention according to any one of the inventions described above, the light incident / exit end face of the optical fiber is covered with a non-reflective coating film.
本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記光ファイバ継ぎ口手段と前記整列基板の貫通ガイド孔との間に、前記各光ファイバの光入出射端面の傾きの方向を揃えるキー手段を設けたものである。 According to the present invention, in any one of the above inventions, the key means for aligning the direction of inclination of the light incident / exit end face of each optical fiber between the optical fiber joint means and the through guide hole of the alignment substrate. Is provided.
本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記整列基板は、前記光ファイバ継ぎ口手段との間で前記光ファイバの光入出射端面の傾きの方向を決めるキー手段を有する配向基板と、前記光ファイバ継ぎ口手段のそれぞれが嵌合される貫通孔を有する貫通孔基板とからなるものである。 The present invention provides the alignment substrate according to any one of the above inventions, wherein the alignment substrate includes key means for determining a direction of inclination of the light incident / exit end face of the optical fiber with the optical fiber joint means; And a through-hole substrate having a through-hole into which each of the optical fiber joint means is fitted.
本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、前記整列基板をトランスファー成型法によって形成したものである。 The present invention is the invention according to any one of the above inventions, wherein the alignment substrate is formed by a transfer molding method.
この目的を達成するために、本発明は、光ファイバを光ファイバ継ぎ口手段に固定する第1の工程と、前記光ファイバと前記光ファイバ継ぎ口手段との光入出射端面に所定角度の傾斜面を形成する第2の工程と、複数の前記光ファイバ継ぎ口手段を整列基板の各貫通ガイド孔に嵌合させ、当該光ファイバ継ぎ口手段の光入出射端面の位置を同一面上に揃える第3の工程とからなるものである。 In order to achieve this object, the present invention provides a first step of fixing an optical fiber to an optical fiber splicing means, and a light incident / exit end face of the optical fiber and the optical fiber splicing means with a predetermined angle of inclination. A second step of forming a surface and a plurality of the optical fiber joint means are fitted into the respective through guide holes of the alignment substrate, and the positions of the light incident / exit end faces of the optical fiber joint means are aligned on the same surface. It consists of a third step.
本発明は、光ファイバを光ファイバ継ぎ口手段に固定する第1の工程と、複数の前記光ファイバ継ぎ口手段を整列基板の各貫通ガイド孔に嵌合させ、光入出射端面を整列基板から露出させる第2の工程と、前記光ファイバと前記光ファイバ継ぎ口手段との光入出射端面に所定角度の傾斜面を形成する第3の工程と、光ファイバ継ぎ口手段の光入出射端面の位置を同一面上に揃える第4の工程とからなるものである。 According to the present invention, a first step of fixing an optical fiber to an optical fiber joint means, a plurality of the optical fiber joint means are fitted into each through guide hole of the alignment substrate, and a light incident / exit end face is separated from the alignment substrate. A second step of exposing, a third step of forming an inclined surface at a predetermined angle on the light incident / exit end surface of the optical fiber and the optical fiber splicing means, and a light incident / exit end surface of the optical fiber splicing means And a fourth step of aligning the positions on the same plane.
本発明は、前記発明のいずれか一つの発明において、光ファイバ継ぎ口手段の光入出射端面の位置を同一面上に揃える前記工程を、前記整列基板の前記光ファイバの光入出射端面が露出する側の端面に突き当てた突当て部材に前記光入出射端面を突き当てるまで前記光ファイバ継ぎ口手段を前記整列基板のガイド孔に挿入するものである。 According to the present invention, in any one of the above inventions, the step of aligning the position of the light incident / exit end face of the optical fiber joint means on the same surface is performed by exposing the light incident / exit end face of the optical fiber of the alignment substrate. The optical fiber joint means is inserted into the guide hole of the alignment substrate until the light incident / exit end surface is abutted against the abutting member abutted against the end surface on the side to be aligned.
本発明は、光ファイバを光ファイバ継ぎ口手段に固定する第1の工程と、前記光ファイバ継ぎ口手段を整列基板に固定する第2の工程と、前記光ファイバ継ぎ口手段および前記光ファイバの光入出射端面に所定角度の傾斜面を形成する第3の工程とからなるものである。 The present invention includes a first step of fixing an optical fiber to the optical fiber joint means, a second step of fixing the optical fiber joint means to the alignment substrate, the optical fiber joint means, and the optical fiber. And a third step of forming an inclined surface having a predetermined angle on the light incident / exit end surface.
本発明によれば、光ファイバを光ファイバ継ぎ口手段に嵌入させ、これを整列基板に設けられた貫通ガイド孔に差し込むようにした。したがって、光ファイバアレイの配列精度が、整列基板に配列された貫通ガイド孔の配置精度と、光ファイバ継ぎ口手段の寸法精度とにより決定されるようになる。この結果、配列誤差の極めて小さい二次元の光ファイバアレイを、低コストで提供できるようになる。 According to the present invention, the optical fiber is fitted into the optical fiber joint means and is inserted into the through guide hole provided in the alignment substrate. Therefore, the arrangement accuracy of the optical fiber array is determined by the arrangement accuracy of the through guide holes arranged on the alignment substrate and the dimensional accuracy of the optical fiber joint means. As a result, it is possible to provide a two-dimensional optical fiber array with a very small arrangement error at a low cost.
また、光ファイバを光ファイバ継ぎ口手段で保持した後、斜め研磨処理した後にアレイ化することで、歩留まりを格段に向上させることができる。例えば、本発明の一形態によれば、ポリマ系熱可塑性材料(熱可塑性樹脂)からなる整列基板に複数の貫通ガイド孔を形成し、この貫通ガイド孔に光ファイバを保持した耐熱性を有する材料からなる円筒形の光ファイバ継ぎ口手段を差し込んで光ファイバアレイを構成するようにした。このことにより、光ファイバの配列誤差を低コストで極めて小さくできるようになる。 Moreover, the yield can be remarkably improved by holding the optical fiber by the optical fiber joint means and then forming the array after oblique polishing. For example, according to one aspect of the present invention, a heat-resistant material in which a plurality of through guide holes are formed in an alignment substrate made of a polymer-based thermoplastic material (thermoplastic resin), and an optical fiber is held in the through guide holes. An optical fiber array was constructed by inserting a cylindrical optical fiber joint means comprising As a result, the arrangement error of the optical fibers can be extremely reduced at a low cost.
加えて、光ファイバ継ぎ口手段に保持された状態で、光ファイバ継ぎ口手段の先端とともに光ファイバの光入出射端面に無反射コートを取り付けることができるようになる。これにより、反射損失をさらに向上させることが可能になる。あるいは、無反射コート処理により斜め研磨角度を小さくすることも可能になる。さらに、光ファイバの光入出射端面の斜め研磨角度が小さいほど、光ファイバから出射するビームが傾斜面において屈折することにより生じるビームの角度ずれが小さくなり、フェルール端面の斜め方向の配向精度を緩和することが可能であるため、組立コストを低減する効果もある。このように、光ファイバ継ぎ口手段の先端部に無反射コートが形成されていれば、本発明の光ファイバアレイを、光通信等で使用される空間光学系光スイッチの入出力部や、半導体レーザに代表される発光素子との光結合部等に適用することができる。 In addition, a non-reflective coating can be attached to the light incident / exit end face of the optical fiber together with the tip of the optical fiber joint means while being held by the optical fiber joint means. Thereby, it is possible to further improve the reflection loss. Alternatively, the oblique polishing angle can be reduced by non-reflective coating treatment. In addition, the smaller the angle of oblique polishing of the light incident / exit end face of the optical fiber, the smaller the angle deviation of the beam caused by the beam exiting from the optical fiber being refracted on the inclined face, thereby relaxing the orientation accuracy of the ferrule end face in the oblique direction. It is possible to reduce the assembly cost. Thus, if a non-reflective coating is formed at the tip of the optical fiber joint means, the optical fiber array of the present invention can be used as an input / output unit of a spatial optical system optical switch used in optical communication or the like. The present invention can be applied to an optical coupling portion with a light emitting element typified by a laser.
また、本発明の他の形態によれば、上述した光ファイバアレイの構成において、整列基板の貫通ガイド孔とフェルールにキー、およびキー溝構造を設けることで、端面斜め方向の配向を容易に揃えることができる。また、新たに配向基板を用意し、光ファイバ継ぎ口手段と配向基板との間に各光ファイバの光入出射端面の傾斜方向を揃えるキー手段を設けることで、より高精度な光ファイバアレイを低コストで提供できるようになる。また、例えば、上述した光ファイバアレイのいずれかの構成において、整列基板をトランスファー成型法により作製すれば、光ファイバの配列誤差を低コストで極めて小さくすることが容易である。 According to another aspect of the present invention, in the configuration of the optical fiber array described above, a key and a key groove structure are provided in the through guide hole and the ferrule of the alignment substrate, so that the orientation in the oblique direction of the end surface can be easily aligned. be able to. In addition, by preparing a new alignment substrate and providing key means for aligning the inclination direction of the light input / output end face of each optical fiber between the optical fiber joint means and the alignment substrate, a more accurate optical fiber array can be obtained. It can be provided at low cost. Further, for example, in any configuration of the optical fiber array described above, if the alignment substrate is manufactured by a transfer molding method, it is easy to extremely reduce the optical fiber arrangement error at low cost.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
[第1の実施の形態]
図1に全体を符号1で示す光ファイバアレイは、複数の光ファイバ2と、各光ファイバ2を保持するフェルール3およびフランジ4からなる光ファイバ継ぎ口手段5と、フェルール3を介して光ファイバ2を互いに平行にかつ所定の間隔をおいて保持する整列基板6とによって概ね構成されている。図2に示すように、フェルール3には、光ファイバ2の先端部の被覆が取り除かれて、コアとクラッドとからなる導波路の露出した部分が嵌入されている。また、フェルール3の光ファイバ2が挿入される側には、フェルール3から光ファイバ2にかけてこれらを保護するフランジ4が設けられている。フランジ4の中心に設けられた貫通孔は内径の太い部分と細い部分とから構成され、内径の太い部分にフェルール3の一部が嵌入され、細い部分に被覆付きの光ファイバ2が嵌入されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
An optical fiber array generally indicated by
光ファイバ2は、フェルール3の貫通孔に嵌入され、光コネクタの組立に広く用いられている熱硬化型接着剤により固定されてフェルール3内部に保持される。フェルール3の貫通孔の入口には光ファイバ2を孔に導入するためのテーパが設けられており、被覆のない状態の光ファイバ表面に傷を付けることなく嵌入することができる。光ファイバ2は、フェルール3の貫通孔の入口から、フランジ4が装着される側のフェルール端部にかけて、概ね直径250μmの一次被覆により表面を保護され、さらにフランジ4の内部で概ね直径500〜900μmの二次被覆を重ねることにより機械強度を確保されている。このため、光ファイバ2を保持したフェルール3を後述する整列基板6に配列された貫通ガイド孔6aに差し込む際に、光ファイバ2に破断や傷などを与えることなく、簡易に取り扱うことができる。
The
整列基板6には、図3に示すように複数の貫通ガイド孔6aがマトリックス状に設けられており、この貫通ガイド孔6aの内形形状はフェルール3の外形形状と略同じ形状に形成されている。したがって、この貫通ガイド孔6aに光ファイバ2の先端部分に設けられた円筒形状のフェルール3を差し込むことで、このフェルール3を介して複数の光ファイバ2が互いに平行となるように整列基板6に取り付けられる。光ファイバ2は、フェルール3の中心を貫通する貫通孔に嵌入され、光ファイバ2の光入出射端面2aは、フェルール3の端面3a側に露出しており、その各端面2a,3aは斜め研磨により傾斜面とされている。また、複数の光ファイバ2の光入出射端面2aは互いに平行になるよう整列されている。
As shown in FIG. 3, the
一般的に、光ファイバアレイは、反射減衰量を一般的な通信デバイスの要求値である−40dB以下にするため、光ファイバの光入出射端面、およびそれが露出する側のフェルール端面は、光ファイバの光軸方向に対し所定角度を成す傾斜面とする。傾斜面は、光ファイバをフェルールに固定する工程に続いてフェルール単体を研磨することにより形成してもよく、また、光ファイバを固定したフェルールを整列基板に挿入した後に整列基板ごと研磨するか、あるいはフェルールを整列基板より突き出させ、フェルール先端のみを研磨することにより形成してもよい。光ファイバから出射するビームの光路長ばらつきが光学特性に悪影響を及ぼす場合は、例えばフェルールを整列基板に挿入した後に、フェルール先端をオプティカルフラット等の平滑面に当接させることにより、それらのフェルール先端位置を光ファイバの光軸方向(Z方向)に揃えることもできる。 In general, an optical fiber array has a return loss of −40 dB or less, which is a required value of a general communication device, so that the light incident / exit end surface of the optical fiber and the ferrule end surface on the side where the optical fiber array is exposed are optical The inclined surface forms a predetermined angle with respect to the optical axis direction of the fiber. The inclined surface may be formed by polishing the ferrule alone following the step of fixing the optical fiber to the ferrule, or after polishing the entire alignment substrate after inserting the ferrule fixing the optical fiber into the alignment substrate, Alternatively, the ferrule may be protruded from the alignment substrate and only the ferrule tip may be polished. When the optical path length variation of the beam emitted from the optical fiber has an adverse effect on the optical characteristics, for example, after inserting the ferrule into the alignment substrate, the ferrule tip is brought into contact with a smooth surface such as an optical flat so that the tip of the ferrule The position can also be aligned with the optical axis direction (Z direction) of the optical fiber.
フェルール3は、光ファイバの保持部品であり、現在一般に市販されている。この一般に市販されているフェルールは、内径の中心と外径の中心とのずれ量である偏芯量が1μm以下と、極めて高い精度を有している。なお、フェルール3に嵌入している光ファイバ2の光入出射端面2aは、フェルール3の端面と共に斜め研磨され、あるいは斜め研磨面にさらに無反射コート膜が形成されている。また、光入出射端面2aは、フェルール3の端面3aと同一平面を形成する状態となっている。
The
ここで、本実施の形態では、例えばジルコニア等の耐熱性の高い材料によってフェルール3を構成しているので、上述したように光ファイバ2をフェルール3に保持した状態で、光ファイバ2の光入出射端面2aに蒸着法による無反射コート膜を形成することが可能となる。なお、フェルール3はジルコニアの他、アルミナや金属、結晶化ガラス等の他の材料で構成してもよい。
In this embodiment, since the
また、整列基板6は、例えば、ポリマ系熱可塑性材料(熱可塑性樹脂)から構成されたものであり、図3に示すように複数の貫通ガイド孔6aが配列して形成されている。貫通ガイド孔6aの内径は、フェルール3の外径に対応し、かつその孔形状はフェルール3の外形形状に略等しいものとなっている。なお、整列基板6はポリマ系熱可塑性材料の他、金属やセラミック、またガラスから構成してもよい。これらの材料を機械加工、あるいは金型を用いて成型することにより、各々のガイド孔の位置を、例えば10行10列の二次元アレイの全領域において±2μm以下の高精度で配列させることが可能である。特に、整列基板6を熱可塑性樹脂から構成する場合、トランスファー成型法により高い精度を保ちつつ安価に作製することが可能である。
The
上述した第1の実施の形態における光ファイバアレイ1では、例えば、整列基板6の貫通ガイド孔6aの位置や形状等を高い寸法精度で形成する。また、フェルール3の外形や、貫通ガイド孔6aの内径および偏心等を高い精度で形成すれば、フェルール3を介して整列基板6に固定される複数の光ファイバ2が、極めて誤差の小さい状態で二次元に配列されるようになる。このように、この第1の実施の形態によれば、高い精度で形成されたフェルール3および整列基板6の貫通ガイド孔6aを用いることで、配列誤差の極めて小さい状態となる二次元の光ファイバアレイを得ることが可能となる。この光ファイバアレイ1は、整列基板6に配列された貫通ガイド孔6aの配置精度と、フェルール4の寸法精度とにより、光ファイバ2の配列精度が決定される。
In the
光ファイバ端面は斜め研磨した後、無反射コート処理を施してもよい。これにより反射損失をさらに向上させることが可能になる。あるいは、無反射コート処理により斜め研磨角度を小さくすることも可能になる。実際に、光ファイバ2をフェルール3に嵌入し、それらを2°の傾斜角度に端面研磨して、通常の品質の無反射コート膜(反射率0.1%)を形成したところ、無反射コート膜がない場合は概ね−17dBである反射減衰量を−40dB以下にするとともに、傾斜面において光ファイバから出射するビームが屈折することによって生じるビームの角度ずれθ´を1°未満とすることができた。また、ビームの角度ずれが小さいほどフェルール端面の斜め方向の配向精度を緩和することが可能であるため、組立コストを低減する効果も得ることができた。
The end face of the optical fiber may be subjected to antireflection coating after being obliquely polished. This makes it possible to further improve the reflection loss. Alternatively, the oblique polishing angle can be reduced by non-reflective coating treatment. Actually, the
なお、フェルールの傾斜面の角度は、前記の反射減衰量の要求値を満たすためには概ね8°以上あればよい。しかしながら、光ファイバの光入出射端面が傾斜面である場合、光ファイバから出射するビームの光軸は光ファイバコアと空気との界面における屈折により傾くことになる。例えば、光ファイバ端面の傾斜角度θを8°、光ファイバコアの屈折率を1.46とすると、光ファイバから出射するビームが光ファイバの光軸に対して成す角度θ´は、スネルの公式より導かれる下記の計算式を用いて、概ね3.7°と算出される。
θ´=|sin-1(1.46×sinθ)−θ|
Note that the angle of the inclined surface of the ferrule may be approximately 8 ° or more in order to satisfy the required value of the return loss. However, when the light incident / exit end face of the optical fiber is an inclined surface, the optical axis of the beam emitted from the optical fiber is inclined due to refraction at the interface between the optical fiber core and air. For example, if the inclination angle θ of the optical fiber end face is 8 ° and the refractive index of the optical fiber core is 1.46, the angle θ ′ formed by the beam emitted from the optical fiber with respect to the optical axis of the optical fiber is Snell's formula. Using the following calculation formula derived from the above, it is calculated to be approximately 3.7 °.
θ ′ = | sin −1 (1.46 × sin θ) −θ |
本発明に係る光ファイバアレイを、例えば斜め研磨光コネクタ同士を嵌合させるように傾斜面同士が接するように光軸を合わせて光接続させる場合や、片面に本発明に係る光ファイバアレイと等しい傾斜面を有し、もう一方の面は平面上に光ファイバコアと等しい間隔でマイクロレンズが配列する平板マイクロレンズアレイと間隙を設けずに組み合わせるような場合、光ファイバコアと空気層との間隙がほとんど存在しないため、前記の出射ビームの光軸傾きを考慮する必要はない。 The optical fiber array according to the present invention is equal to the optical fiber array according to the present invention on one side, for example, when the optical axes are aligned so that the inclined surfaces are in contact with each other so that the oblique polishing optical connectors are fitted to each other. When the flat surface has an inclined surface and the other surface is combined with a flat microlens array in which microlenses are arranged at an equal interval to the optical fiber core on the plane without providing a gap, the gap between the optical fiber core and the air layer. Therefore, there is no need to consider the optical axis inclination of the outgoing beam.
ところが、光ファイバと例えばレンズとを空間を介して光結合させるような空間光学系に本発明に係る光ファイバアレイを適用する場合、光ファイバから出射するビームの光軸傾きθ´は、そのままビームの角度ずれとなり、さらに一定距離を伝搬した後のビーム中心位置のずれとなって、光結合損失を増加させることになる。特に、ビームの角度ずれθ´は空間光学系における損失要因の主因となるため、できる限り小さくすることが望ましい。この観点から、本発明に係る光ファイバアレイでは、光ファイバの光入出射端面に傾斜面を形成し、さらに当該傾斜面上に無反射コート膜を形成して、より小さい傾斜角度においても反射減衰量を要求値の−40dB以下に抑制し、同時に光ファイバから出射するビームの光軸傾きを小さくすることを実現した。 However, when the optical fiber array according to the present invention is applied to a spatial optical system in which an optical fiber and a lens, for example, are optically coupled through a space, the optical axis inclination θ ′ of the beam emitted from the optical fiber is directly applied to the beam. Further, the beam center position shifts after propagating a certain distance, which increases the optical coupling loss. In particular, the beam angle deviation θ ′ is a major cause of loss in the spatial optical system, so it is desirable to make it as small as possible. From this point of view, in the optical fiber array according to the present invention, an inclined surface is formed on the light incident / exit end surface of the optical fiber, and a non-reflective coating film is formed on the inclined surface, so that reflection attenuation is also achieved at a smaller inclination angle. The amount was suppressed to -40 dB or less of the required value, and at the same time, the optical axis inclination of the beam emitted from the optical fiber was reduced.
次に、図4を用いてこのように構成された第1の実施の形態における光ファイバアレイ1の組立方法を説明する。まず、同図(a)に示すように、突当て部材としての基準盤(オプティカルフラット)7にスペーサ8を介して、整列基板6を仮固定する。つぎに、同図(b)に示すように、予めファイバが保持された後に端面3aが斜め研磨され、あるいは斜め研磨面にさらに無反射コート膜が形成されたフェルール3の先端を、基準盤7の上面に当接させるように、フェルール3を整列基板6の貫通ガイド孔6aに圧力を加えながら各々差し込む。
Next, a method for assembling the
次いで、同図(c)に示すように、フェルール3と整列基板6との接合部に接着剤9を塗布し、整列基板6にフェルール3を各々固定する。この後、基準盤7から整列基板6を取り外す。これにより、光ファイバアレイ1を作製することができる。このように、予めフェルールに保持された光ファイバを単心単位で端面処理し、その後アレイ化することで、光ファイバの破断や研磨における光ファイバ端面の傷等を組込前に確認して取り除くことが可能となり、光ファイバアレイ作製の歩留まりを上げることができる。また、上記のような組立法により、各光ファイバの端面位置を、光ファイバ光軸方向(Z方向)に高精度に揃えたファイバアレイ作製が可能になる。
Next, as shown in FIG. 3C, an adhesive 9 is applied to the joint between the
さらに、同図(d)のように基準盤7に各フェルール3の斜め端面に合わせた傾斜面7aを予め設けておき、この傾斜面7aに突き当てるようにフェルール3を回転、差し込むことにより、各フェルール3の傾斜方向を合わせることが可能になる。なお、整列基板6が十分な耐熱性を有する材料で構成されている場合、斜め研磨したフェルール3を上記のような組立法により整列基板6に整列し固定した後、各々のフェルール3の端面3aを含む整列基板6の端面に蒸着法による無反射コート膜を一括形成してもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 4D, an
このように、この第1の実施の形態の光ファイバアレイ1は、容易に作製することが可能である。したがって、この第1の実施の形態によれば、高い寸法精度で形成されたフェルール3および整列基板6の貫通ガイド孔6aを用いることで、配列誤差の極めて小さい状態となる二次元の光ファイバアレイを、低コストで得ることが可能となる。
Thus, the
なお、この第1の実施の形態では、基準盤7とスペーサ8とを重ねた構造のものを用いることにより、整列基板6からフェルール3の先端を突き出させて光ファイバアレイ1を作製するようにしたが、これに限るものではない。例えば、スペーサ8を省き、基準盤7のみを使用すれば、フェルール3の先端が、整列基板6の表面に配置された、言い換えると、フェルール3の端面3aと配列基板6の表面とが同一の平面を形成した状態の光ファイバアレイを作製することができる。
In the first embodiment, the
次に、図5を用いて第1の実施の形態の光ファイバアレイ1の他の組立方法について説明する。まず、同図(a)に示すように、整列基板6の貫通ガイド孔6aの軸線に対し所定の角度だけ斜めに傾斜した傾斜面10aを有する基準盤(オプティカルフラット)10にスペーサ11を介して、整列基板6を仮固定する。つぎに、同図(b)に示すように端面を斜め研磨する前のファイバ2を保持したフェルール3の先端を基準盤10の傾斜面10aに突き当てるように、フェルール3を整列基板6の貫通ガイド孔6aに圧力を加えながら各々差し込む。
Next, another assembling method of the
続いて、同図(c)に示すように、整列したフェルール3およびフェルール3に保持された光ファイバ2を光ファイバの光軸に対し斜めになる所定角度で研磨する。次に、同図(d)に示すように、フェルール3の先端3aを整列基板6の貫通ガイド孔6aの軸線に対し垂直な上面を有する基準盤7の上面にフェルール3を圧接することにより、フェルール3の先端3aの整列基板6からの突出長さを揃えた後、整列基板6との接合部に接着剤9を塗布し、整列基板6にフェルール3を各々固定する。このようにファイバをアレイ化した後に斜め研磨処理をすることで、各光ファイバの傾斜方向を合わせる必要がなくなり、組立を簡便にすることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, the aligned
なお、同図(c)の工程の後、整列基板6とフェルール3を接着固定し、同図(d)の工程を省略してファイバアレイを製作してもよい。また、整列基板6が十分な耐熱性を有する材料で構成されている場合、斜め研磨したフェルール3を整列基板6に接着固定した後、各々のフェルール端面3aを含む整列基板6の端面に蒸着法による無反射コート膜を一括形成してもよい。
Note that after the step of FIG. 10C, the
[第2の実施の形態]
フェルール単体に予め傾斜面を形成して置き、整列基板に挿入する場合、各々のフェルールの傾斜面を同一の方向に揃える必要が生じるが、これについては、フェルールに傾斜面の方向を示す突起状のキーあるいはキー溝を設け、整列基板のガイド孔に、前記キーあるいはキー溝に適合するキー溝あるいはキーを設けて、両者が嵌合するよう挿入することで容易に解決することができる。なお、フェルールの傾斜面の方向を示す突起状のキーあるいはキー溝はフランジに設けてもよく、この場合、整列基板と概ね等しい配置で、前記キーあるいはキー溝を設けたフランジの外形状に適合するキー溝あるいはキーを備えたガイド孔を有する基板を用意し、これを前記フェルールの傾斜面が露出する面と反対側の面に装着して、フェルールを整列基板のガイド孔に挿入する際のガイドとしてフェルールの傾斜面を揃えることもできる。
[Second Embodiment]
When an inclined surface is previously formed on a single ferrule and inserted into an alignment substrate, it is necessary to align the inclined surface of each ferrule in the same direction, but this is a protrusion that indicates the direction of the inclined surface on the ferrule. This can be easily solved by providing a key or a key groove, providing a key groove or key that matches the key or the key groove in the guide hole of the alignment board, and inserting the keys or the key groove so as to fit each other. A protruding key or key groove indicating the direction of the inclined surface of the ferrule may be provided on the flange. In this case, the key or key groove is arranged substantially equal to the outer shape of the flange provided with the key or key groove. When a board having a key hole or a guide hole with a key is prepared, and this is attached to a surface opposite to the surface where the inclined surface of the ferrule is exposed, the ferrule is inserted into the guide hole of the alignment substrate. As a guide, the inclined surface of the ferrule can be aligned.
これを、図6に示す本発明の第2の実施の形態を用いて説明する。なお、同図において、上述した図1ないし図5に示す第1の実施の形態において説明した同一または同等の部材については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。図6に示すように、フェルール3には端面3aの傾斜方向を示すため、外周の円形部分の一部を切り落としたキー手段を構成する切欠部3bが設けられている。このフェルール3については、例えば前記切欠部3bを傾斜面の向きを決める基準とし、これを含むフェルール外周を保持する研磨用治具に取り付けて斜め研磨を実施することにより、切欠部3bと研磨面の方向を、複数のフェルール間で精度よく揃えることができる。また、研磨用治具は、単心のフェルールを研磨する構成でも、一度に複数のフェルールを同時に研磨する構成であってもよい。さらに、キー構造が特に複雑でなければ、円筒形のフェルールを斜め研磨した後に、例えば研磨面の方向を、上述した第1の実施の形態と同様に所定の角度だけ斜めに設置した基準盤(オプティカルフラット)に当接させて傾斜面の方向を固定し、所定の方向のフェルール外形を切削加工するなどして切欠部3bを作製しても構わない。
This will be described with reference to the second embodiment of the present invention shown in FIG. In the figure, the same or equivalent members described in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in FIG. 6, the
また、整列基板6の貫通ガイド孔6aの内周部の一部には、フェルール3の切欠部3bが係合するキー手段を構成する平坦部6bが設けられており、この平坦部6bは各貫通ガイド孔6aの円周方向において同一位置に設けられている。このように平坦部6bが各貫通ガイド孔6aの円周方向において同一位置に設けられていることにより、整列基板6の貫通ガイド孔6aに各フェルール3を挿入することで、それぞれの光ファイバ端面3aの方向を容易に揃えることが可能になり、ファイバアレイからの各光ビーム出射方向を平行にすることができる。
In addition, a
この第2の実施の形態では、フェルール3の円筒部分の一部に切欠部3bを設け、整列基板6の貫通ガイド孔6aの内周部の一部に平坦部6bを設けるようにしたが、この構造に限定されるものではなく、例えばフェルール3の外周部の一部に凸条体を設け、貫通ガイド孔6aの内周部の一部に凸条体が係合する溝を設けるようにしてもよく、本実施例における内容を損なわない範囲であれば、適宜の設計変更が可能である。
In the second embodiment, the
また、この第2の実施の形態では、フェルール3にキー手段を設けたが、整列基板6の貫通ガイド孔6aにフランジ4を圧入するようにし、フランジ4にキー手段を設けるようにしてもよい。フェルールは円筒形状のものが通常品として市販されているため、フェルールにキー手段を設けるような追加工をするより、フランジにキー構造を設けた方が高精度な加工を安価に実現可能となる。
In the second embodiment, the key means is provided on the
この第2の実施の形態によれば、上述した第1の実施の形態と同様な作用効果を得ることができるのはもちろんのこと、キー手段を設けたことによりフェルール3の整列をより簡易な作業で実現することができ、第1の実施の形態よりもさらにコストを削減することが可能となる。
According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained, and the arrangement of the
[第3の実施の形態]
次に、図7を用いて本発明の第3の実施の形態における光ファイバアレイについて説明する。なお、同図において、上述した図1ないし図6に示す第1および第2の実施の形態において説明した同一または同等の部材については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, an optical fiber array according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same or equivalent members described in the first and second embodiments shown in FIGS. 1 to 6 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この第3の実施の形態では、図7に示すように、フェルール3を保持するフランジ4の外周部の一部に、各フェルール3の端面3aの傾きの方向を揃えるキー手段としての凸条体4aが設けられている。また、整列基板18を、フェルール3との間で当該フェルール3の端面3aの傾きの方向を揃えるキー手段を有する配向基板16と、フェルール3のそれぞれが嵌合される貫通孔17aを有し各フェルール3を配列する貫通孔基板17とからなることを特徴としている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, a convex strip as a key means for aligning the direction of inclination of the
配向基板16にはフランジ4が嵌入する複数の嵌入孔16aが設けられており、これら嵌入孔16aの内周部の一部には、キー手段を構成するキー溝16bが設けられ、この配向基板16は貫通孔基板17のフェルール3を挿入する側に固定される。一方、貫通孔基板17にはフェルール3が嵌合される複数の貫通孔17aが設けられている。このような構成において、配向基板16の嵌入孔16aに嵌入されたフランジ4は、凸条体4aをキー溝16bに係合させることにより回転方向が決められ、フェルール3を貫通孔17aに嵌合させることにより貫通孔基板17に取り付けられる。したがって、配向基板16とフランジ4との間にキー手段を設けたことにより、貫通孔基板17に取り付けられた各フェルール3は端面3aの傾きが揃えられる。
The
この第3の実施の形態では、フランジ4にキー手段としての凸条体4aを設けているため安価に加工が可能である。また、凸条体4aとキー手段を構成するキー溝16bを配向基板16という別部品に設けることで、極めて高精度な加工精度が要求される整列基板の貫通ガイド孔を円筒形状という簡易形状にすることができ、高精度加工が容易にできるとともに低コスト化も期待できる。なお、配向基板16は組立後に貫通孔基板17から取り外すようにしてもよい。
In this 3rd Embodiment, since the protruding item |
[第4の実施の形態]
次に、図8を用いて本発明の第4の実施の形態について説明する。この第3の実施の形態でも、上述した第3の実施の形態と同様に、整列基板21を、フェルール3との間で当該フェルール3の端面3aの傾きの方向を揃えるキー手段を有する配向基板20と、フェルール3のそれぞれが嵌合される貫通孔17aを有し各フェルール3を配列する貫通孔基板17とからなることを特徴としている。そして、図8に示すように、この第3の実施の形態では、フェルール3の端面3aの傾きを揃えるキー手段として、フランジ4の外周部の一部を平面で切り落とした形状の平坦部4bを設けている。一方、配向基板20には、フランジ4の平坦部4bが係合する図中左右方向に延在するキー手段としての長方形の孔20aが上下に四段設けられている。このようなキー手段の構造では、配向基板20の孔20aの形状が簡易となり、かつ行単位当たり一つの孔20aを形成すればよいから、加工の簡略化が可能になる。 また、上述した光ファイバアレイのいずれかの構成において、整列基板がトランスファー成型法により作製すれば、光ファイバの配列誤差を低コストで極めて小さくすることが容易である。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Also in the third embodiment, as in the third embodiment described above, the
なお、本実施の形態では、フェルール3とフランジ4とを別部材で形成したが、一つの部材によって形成してもよい。
In the present embodiment, the
1…光ファイバアレイ、2…光ファイバ、2a…光入出射端面、3…フェルール、3a…端面、3b…平坦部(キー手段)、4…フランジ、4a…凸条体(キー手段)、5…光ファイバ継ぎ口手段、6,18,21…整列基板、6a…貫通ガイド孔、6b…平坦部(キー手段)、7,10…基準盤(突当て部材)、16,20…配向基板、16a…嵌入孔、16b…キー溝(キー手段)、20a…孔(キー手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
これら光ファイバのそれぞれが嵌入されて保持される光ファイバ用貫通孔が中心に設けられた複数の光ファイバ継ぎ口手段と、
これら光ファイバ継ぎ口手段のそれぞれが嵌合される複数の貫通ガイド孔が設けられた整列基板とを備え、
前記光ファイバの前記整列基板から露出した光入出射端面を光ファイバの中心軸と直交する面に対して所定角度だけ傾斜させたことを特徴とする光ファイバアレイ。 A plurality of optical fibers;
A plurality of optical fiber splicing means provided in the center with an optical fiber through hole in which each of these optical fibers is fitted and held;
An alignment substrate provided with a plurality of through guide holes into which each of these optical fiber joint means is fitted,
An optical fiber array, wherein a light incident / exit end surface exposed from the alignment substrate of the optical fiber is inclined by a predetermined angle with respect to a surface orthogonal to a central axis of the optical fiber.
前記光ファイバ継ぎ口手段を、前記光ファイバを保持するフェルールとこのフェルールを保護するフランジとによって構成したことを特徴とする光ファイバアレイ。 The optical fiber array of claim 1, wherein
An optical fiber array, wherein the optical fiber joint means comprises a ferrule that holds the optical fiber and a flange that protects the ferrule.
前記光ファイバの光入出射端面を無反射コート膜で被覆したことを特徴とする光ファイバアレイ。 The optical fiber array according to claim 1 or 2,
An optical fiber array, wherein the light incident / exit end face of the optical fiber is coated with a non-reflective coating film.
前記光ファイバ継ぎ口手段と前記整列基板の貫通ガイド孔との間に、前記各光ファイバの光入出射端面の傾きの方向を揃えるキー手段を設けたことを特徴とする光ファイバアレイ。 The optical fiber array according to any one of claims 1 to 3,
An optical fiber array comprising key means for aligning the direction of inclination of the light incident / exit end face of each optical fiber between the optical fiber joint means and the through guide hole of the alignment substrate.
前記整列基板は、前記光ファイバ継ぎ口手段との間で前記各光ファイバの光入出射端面の傾きの方向を揃えるキー手段を有する配向基板と、前記光ファイバ継ぎ口手段のそれぞれが嵌合される貫通孔を有し前記各光ファイバを配列する貫通孔基板とからなることを特徴とする光ファイバアレイ。 The optical fiber array according to any one of claims 1 to 3,
The alignment substrate has an alignment substrate having key means for aligning the direction of inclination of the light incident / exit end face of each optical fiber with the optical fiber joint means, and each of the optical fiber joint means. An optical fiber array comprising a through-hole substrate having through-holes on which the optical fibers are arranged.
前記整列基板をトランスファー成型法によって形成したことを特徴とする光ファイバアレイ。 The optical fiber array according to any one of claims 1 to 5,
An optical fiber array, wherein the alignment substrate is formed by a transfer molding method.
前記光ファイバと前記光ファイバ継ぎ口手段との光入出射端面に所定角度の傾斜面を形成する第2の工程と、
複数の前記光ファイバ継ぎ口手段を整列基板の各貫通ガイド孔に嵌合させ、当該光ファイバ継ぎ口手段の光入出射端面の位置を同一面上に揃える第3の工程とからなることを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。 A first step of fixing the optical fiber to the optical fiber joint means;
A second step of forming an inclined surface of a predetermined angle on a light incident / exit end surface of the optical fiber and the optical fiber joint means;
And a third step of fitting a plurality of the optical fiber joint means into the respective through guide holes of the alignment substrate, and aligning the positions of the light incident / exit end faces of the optical fiber joint means on the same surface. A method for manufacturing an optical fiber array.
複数の前記光ファイバ継ぎ口手段を整列基板の各貫通ガイド孔に嵌合させ、光入出射端面を整列基板から露出させる第2の工程と、
前記光ファイバと前記光ファイバ継ぎ口手段との光入出射端面に所定角度の傾斜面を形成する第3の工程と、
光ファイバ継ぎ口手段の光入出射端面の位置を同一面上に揃える第4の工程とからなることを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。 A first step of fixing the optical fiber to the optical fiber joint means;
A second step of fitting a plurality of the optical fiber joint means into each through guide hole of the alignment substrate and exposing the light incident / exit end face from the alignment substrate;
A third step of forming an inclined surface of a predetermined angle on a light incident / exit end surface of the optical fiber and the optical fiber joint means;
And a fourth step of aligning the positions of the light incident / exit end faces of the optical fiber joint means on the same plane.
光ファイバ継ぎ口手段の光入出射端面の位置を同一面上に揃える前記工程を、
前記整列基板の前記光ファイバの光入出射端面が露出する側の端面に突き当てた突当て部材に前記光入出射端面を突き当てるまで前記光ファイバ継ぎ口手段を前記整列基板のガイド孔に挿入することを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。 In the manufacturing method of the optical fiber array of Claim 7 or 8,
The step of aligning the position of the light incident / exit end face of the optical fiber joint means on the same plane,
The optical fiber joint means is inserted into the guide hole of the alignment substrate until the light incident / exit end surface is abutted against the abutting member abutted against the end surface of the alignment substrate where the light incident / exit end surface of the optical fiber is exposed. A method for manufacturing an optical fiber array.
前記光ファイバ継ぎ口手段を整列基板に固定する第2の工程と、
前記光ファイバ継ぎ口手段および前記光ファイバの光入出射端面に所定角度の傾斜面を形成する第3の工程とからなることを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。 A first step of fixing the optical fiber to the optical fiber joint means;
A second step of fixing the optical fiber joint means to the alignment substrate;
And a third step of forming an inclined surface having a predetermined angle on the light incident / exit end surface of the optical fiber.
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