JP2012118262A - アレイ型光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度に光学要素が配列されたアレイ型光学素子を提供する。
【解決手段】本発明は、第１のＶ溝と第２のＶ溝とを対向させて、第１基板及び第２基板によって第１の光学要素群及び第２の光学要素群を挟み込むことによって構成され、第１のＶ溝のうちの１つは、第１基板及び第２基板を位置決めするための第３のＶ溝であり、第２のＶ溝のうちの１つは、第１基板及び第２基板を位置決めするための第４のＶ溝であり、第３のＶ溝及び第４のＶ溝は互いに対向するように位置付けられ、第３のＶ溝及び第４のＶ溝に第１基板及び第２基板を支持する支持部材が配置され、支持部材は、第３のＶ溝を形成する２つの面と第４のＶ溝を形成する２つの面とに接触することにより第１基板及び第２基板を支持することを特徴とするアレイ型光学素子である。
【選択図】図１

Description

本発明は、アレイ型光学素子に関するものである。

光ファイバアレイ及びロッドレンズアレイ等のアレイ型光学素子は、ガラス基板やシリコン基板上に複数のＶ溝を形成することによって作成されたＶ溝基板上に複数の光ファイバ又はロッドレンズ等の光学要素を二次元上に整列配置させ、整列配置した複数の光ファイバ又はロッドレンズを挟み込むように２つのＶ溝基板を光学接着剤等で固定した光部品である。このようなアレイ型光学素子は、他のアレイ型素子への光入出力や空間光学系の光処理装置に用いられている。光ファイバ又はロッドレンズを二次元上に配列する方法として、特許文献１に示されるように、光ファイバを整列配置した一対のＶ溝基板を対向させて接合する方法がすでに報告されている。特許文献１に示される光ファイバアレイは、２つのＶ溝基板にそれぞれ形成された複数のＶ溝ごとに光ファイバが配置され、複数のＶ溝に配置された光ファイバを２つのＶ溝基板で挟み込んだ構成となっている。

しかしながら、上述のような光ファイバ又はロッドレンズを二次元上に配列するための従来の方法では、１つのＶ溝基板に配置された各光ファイバ間の間隔はＶ溝によって正確に保持されるものの、対向する２つのＶ溝基板間の相互位置関係を正確に保つ手段がなく、対となる２つのＶ溝基板上に配置された光ファイバ間の相互位置精度は高くない。

また、光ファイバアレイ又はロッドレンズを二次元上に配列するための従来の方法では、Ｖ溝基板ごとにＶ溝の製造誤差等が生じるため、Ｖ溝基板ごとに光ファイバ又はロッドレンズ間の距離にバラツキが生じる。

特開２００９−０２５３２２号公報

上記述べたように、従来の二次元光ファイバアレイ及びロッドレンズアレイの構造では、対向する２つのＶ溝基板間の相互位置関係を正確に保つ手段がないため、対向する２つのＶ溝基板における光ファイバ又はロッドレンズ間の相互位置精度を高精度に保つことが困難であるという問題があった。

また、従来の二次元光ファイバアレイ及びロッドレンズアレイの製造方法では、Ｖ溝基板ごとにＶ溝の製造誤差等が生じるため、Ｖ溝基板ごとに光ファイバ又はロッドレンズ間の距離にバラツキが生じるという問題があった。

本発明は上記欠点を鑑みてなされたものであり、Ｖ字形状で形成された複数の第１のＶ溝を有する第１基板と、Ｖ字形状で形成された複数の第２のＶ溝を有する第２基板と、
前記複数の第１のＶ溝に配置された第１の光学要素群と、前記複数の第２のＶ溝に配置された第２の光学要素群とを備え、前記複数の第１のＶ溝と前記複数の第２のＶ溝とを対向させて、前記第１基板及び前記第２基板によって前記第１の光学要素群及び前記第２の光学要素群を挟み込むことによって構成されるアレイ型光学素子であって、前記複数の第１のＶ溝のうちの１つは、前記第１基板及び前記第２基板を位置決めするための第３のＶ溝であり、前記複数の第２のＶ溝のうちの１つは、前記第１基板及び前記第２基板を位置決めするための第４のＶ溝であり、前記第３のＶ溝及び前記第４のＶ溝は互いに対向するように位置付けられ、前記第３のＶ溝及び前記第４のＶ溝に前記第１基板及び前記第２基板を支持する支持部材が配置され、前記支持部材は、前記第３のＶ溝を形成する２つの面と前記第４のＶ溝を形成する２つの面とに接触することにより前記第１基板及び前記第２基板を支持することを特徴とするアレイ型光学素子を提供するものである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のアレイ型光学素子において、前記第１基板及び前記第２基板は、前記第１のＶ溝ないし前記第４のＶ溝となる複数のＶ溝を形成したＶ溝形成部を有するＶ溝基板において、前記Ｖ溝形成部を前記複数のＶ溝の長手方向に対して垂直に切断することによって分割された基板であることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項２に記載のアレイ型光学素子において、前記第１基板において前記第１のＶ溝が形成される位置及び前記第２基板において前記第２のＶ溝が形成される位置は、前記第１基板と前記第２の基板とを対向させた場合に、前記第１の光学要素群が配置されるＶ溝と前記第２の光学要素群が配置されるＶ溝とを鏡像関係で合成した位置であることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項２に記載のアレイ型光学素子において、前記第１基板において前記第１のＶ溝が形成される位置及び前記第２基板において前記第２のＶ溝が形成される位置は、前記第１基板と前記第２の基板とを同一方向に並べた場合に、前記第１の光学要素群が配置されるＶ溝と前記第２の光学要素群が配置されるＶ溝とを重ね合わせて合成した位置であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のアレイ型光学素子を製造した後、前記第１のＶ溝及び第２のＶ溝が形成されている部分と前記第３のＶ溝及び第４のＶ溝が形成されている部分との間を切断することにより前記第３のＶ溝及び第４のＶ溝が形成されている部分を除去することを特徴とする。

請求項６に記載された発明は、請求項１から５のいずれかに記載のアレイ型光学素子において、前記第１の光学要素群と前記第２の光学要素群との間にスペーサを配置したことを特徴とする。

請求項７に記載された発明は、請求項１から６のいずれかに記載のアレイ型光学素子において、前記第３のＶ溝及び前記第４のＶ溝は、前記第１のＶ溝及び前記第２のＶ溝と同一の形状及び寸法で形成されていることを特徴とする。

請求項８に記載された発明は、請求項１から７のいずれかに記載のアレイ型光学素子において、前記第１の光学要素群及び前記第２の光学要素群が配置されていない前記第１のＶ溝及び前記第２のＶ溝にダミーファイバを配置したことを特徴とする。

請求項９に記載された発明は、請求項１から８のいずれかに記載のアレイ型光学素子において、前記第１の光学要素群及び前記第２の光学要素群は、複数の光ファイバ又は複数のロッドレンズからなることを特徴とする。

本発明に係るアレイ型光学素子により、高精度に光ファイバ又はロッドレンズが配列されたアレイ型光学素子を提供することができる。

本発明の実施例１に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 本発明の実施例２に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 本発明の実施例３に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 本発明の実施例４に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 光ファイバ間のギャップの拡大図である。 本発明の実施例５に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 本発明の実施例６に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 本発明の実施例７に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 本発明の実施例８に係る光ファイバアレイを説明するための図である。 本発明の実施例９に係る光ファイバアレイを説明するための図である。

以下、本発明の実施例を、図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る光ファイバアレイを説明するための図である。図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る光ファイバアレイを光出射端面から見た図である。図１（ａ）に示されるように、光ファイバアレイ１００は、第１基板１と、第２基板２と、８心テープ光ファイバ３と、８心テープ光ファイバ４と、単芯光ファイバからなる円柱状位置決め部材５と、紫外線硬化型接着剤６とから構成されている。第１基板１上には、光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び基板位置決め用Ｖ溝１２が形成され、第２基板２上には、光ファイバ整列用Ｖ溝２１及び基板位置決め用Ｖ溝２２が形成されている。第１基板１及び第２基板２は、例えばガラス又はシリコン等で形成される。８心テープ光ファイバ３及び８心テープ光ファイバ４は、８本の光ファイバ心線が被膜で覆われて一体形成されたものである。

光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び光ファイバ整列用Ｖ溝２１は、２５０ミクロン間隔で形成された８つのＶ溝である。すなわち、光ファイバ整列用Ｖ溝１１は、８心テープ光ファイバ３の８本の光ファイバ心線を収容することができ、光ファイバ整列用Ｖ溝２１は、８心テープ光ファイバ４の８本の光ファイバ心線を収容することができる。以下、第１基板１、８心テープ光ファイバ３、８心テープ光ファイバ４、第２基板２の順で積層している方向を積層方向と称し、８心テープ光ファイバ３又は８心テープ光ファイバ４の各光ファイバが、それぞれ、光ファイバ整列用Ｖ溝１１又は光ファイバ整列用Ｖ溝２１に配列されている方向をＶ溝配列方向と称する。

本発明においては、第１基板１に基板位置決め用Ｖ溝１２を設け、第２基板２に基板位置決め用Ｖ溝２２を設け、基板位置決め用Ｖ溝１２及び基板位置決め用Ｖ溝２２に円柱状位置決め部材５を配置して円柱状位置決め部材５を挟み込む構成をとっている。本構成により、第１基板１と第２基板２とが円柱状位置決め部材５によって支持されて、第１基板１と第２基板２とが位置決めされる。具体的には、円柱状位置決め部材５が、基板位置決め用Ｖ溝１２を形成する２つの面と基板位置決め用Ｖ溝２２を形成する２つの面とに接触することにより、第１基板１及び第２基板２を支持することができる。このため、第１基板１及び第２基板２との間のズレが低減され、対向する２つのＶ溝基板間の光ファイバの相互位置関係を正確に保つことができる。

図１（ｂ）は、本発明の実施例１に係る光ファイバアレイを製造する方法を説明するための図である。図１（ｂ）には、第１基板１と、第２基板２と、８心テープ光ファイバ３と、８心テープ光ファイバ４と、円柱状位置決め部材５とが示されており、第１基板１上には、光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び基板位置決め用Ｖ溝１２が形成され、第２基板２上には、光ファイバ整列用Ｖ溝２１及び基板位置決め用Ｖ溝２２が形成されている。

図１（ｂ）に示されるように、第１基板１及び第２基板２によって挟み込まれる部分の８心テープ光ファイバ３、４及び円柱状位置決め部材５の被膜を除去して８本の光ファイバ心線を露出させ、第１基板１の光ファイバ整列用Ｖ溝１１上に８心テープ光ファイバ３の光ファイバ心線を整列配置し、第２基板２の光ファイバ整列用Ｖ溝１１上に８心テープ光ファイバ４の光ファイバ心線を整列配置し、基板位置決め用Ｖ溝１２又は２２に円柱状位置決め用部材５を配置する。次に、第１基板１及び第２基板２で円柱状位置決め用部材５及び８心テープ光ファイバ３、４を挟み込む。基板位置決め用Ｖ溝１２、２２及び円柱状位置決め用部材５により、第１基板１と第２基板２との間の位置決めが行われ、８心テープ光ファイバ３及び４の光ファイバ心線の位置決めも行われる。このような位置決めが行われた状態において、図１（ａ）に示されるように、第１基板１と第２基板２と間の間隙に紫外線硬化型接着剤６を浸透させ、紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤６を硬化させることにより固定する。この後、端面を研磨加工して、光ファイバアレイを完成させる。

ここで、光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１及び基板位置決め用Ｖ溝１２、２２の開口角は６０度とし、光ファイバ心線を挟み込んだ状態における第１基板１と第２基板２との間の間隔を２ａとし、８心テープ光ファイバ３及び８心テープ光ファイバ４の光ファイバ心線の半径をｒとした場合、光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１の深さを３ｒ−ａとし、基板位置決め用Ｖ溝１２、２２の深さを２ｒ−ａとするように設計する。光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１及び基板位置決め用Ｖ溝１２、２２の深さをこのように設定して製造すると、８心テープ光ファイバ３及び８心テープ光ファイバ４の光ファイバ心線の半径と同じ半径を有する円柱状位置決め部材５を使用することができる。

具体的には、間隔ａを１０ミクロン、光ファイバ心線の半径rを６２．５ミクロンとした場合、光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１の深さは１７７．５ミクロンとなり、基板位置決め用Ｖ溝１２、２２の深さは１１５ミクロンとなり、円柱状位置決め部材５の直径を１２５ミクロンとすることができ、ちょうど光ファイバ心線と同じ直径となる。このため、円柱状位置決め部材５として、加工精度が高い光ファイバ心線を使うことができるという利点がある。

このようにして製造した光ファイバアレイにおいて、第１基板１及び第２基板２において互いに接する光ファイバ心線の中心間のＶ溝配列方向の間隔を測定したところ、Ｖ溝配列方向の間隔の寸法誤差は±１ミクロン以内となっており、極めて高精度に光ファイバが整列されていることが確認された。このように、光ファイバアレイを実施例１の構成とすることによって、光ファイバ配列精度が向上し、極めて精度の高い光ファイバアレイを提供できる。

図２は、本発明の実施例２に係る光ファイバアレイを製造する方法を説明するための図である。図２には、Ｖ溝形成部５５を有するＶ溝基板５０が示されており、Ｖ溝形成部５５は、光ファイバ整列用Ｖ溝１１、基板位置決め用Ｖ溝１２、光ファイバ整列用Ｖ溝２１、及び基板位置決め用Ｖ溝２２となるＶ溝からなる。図２に示されるように、Ｖ溝基板５０は、Ｖ溝形成部の両側に被覆を除去していない光ファイバを設置するため、テラス部４０を設けた構造となっている。

各光ファイバ間の位置精度を確保するためには、光ファイバ整列用Ｖ溝１１と基板位置決め用Ｖ溝１２との距離及び光ファイバ整列用Ｖ溝２１と基板位置決め用Ｖ溝２２との距離を等しく形成することが重要である。

通常、基板上にＶ溝を形成する際は精密機械加工技術が用いられるが、機械加工精度に限界があるため、Ｖ溝基板ごとにＶ溝加工位置や形状にバラツキがでるのが普通である。従って、従来の精密機械加工技術を用いて作成されたＶ溝基板を用いて実施例１に係る光ファイバアレイを形成した場合、Ｖ溝基板ごとに異なる位置に基板位置決め用Ｖ溝が形成されるため、第１基板１及び第２基板２において互いに接する光ファイバ心線の中心間の距離にバラツキが生じる。

本実施例は、上記の問題を解決するためのものであり、１つのＶ溝基板を２つに分割することによって第１基板１及び第２基板２を作成することにより、ともに同一の形状及び寸法である第１基板１及び第２基板２を利用できることを最大の特徴とする。

実施例２に係る光ファイバアレイの製造方法において、第１基板１及び第２基板２は、Ｖ溝基板５０のＶ溝形成部５５をＶ溝の長手方向に対して垂直（図２に示されるＡ−Ａ’方向）に切断することにより、すなわちＶ溝基板５０のＶ溝形成部５５にそれぞれ光ファイバを配置したときの光ファイバの光軸に対して垂直（図２に示されるＡ−Ａ’方向）に切断することにより、製造されている。Ｖ溝形成部５５は、光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び２１となるＶ溝の深さが１７７．５ミクロンとなり、基板位置決め用Ｖ溝１２及び２２となるＶ溝の深さが１１５ミクロンとなるように設計されている。この後、Ｖ溝形成部５５を切断することによって製造された第１基板１及び第２基板２のＶ溝にそれぞれ、８心テープ光ファイバ３、４及び円柱状位置決め部材５を配置して挟み込むことにより、光ファイバアレイを製造した。

このようにして製造された第１基板１における光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び基板位置決め用Ｖ溝１２は、第２基板２における光ファイバ整列用Ｖ溝２１及び基板位置決め用Ｖ溝２２と同一の形状及び寸法であり、第１基板１及び第２基板において、光ファイバ整列用Ｖ溝１１と基板位置決め用Ｖ溝１２との距離及び光ファイバ整列用Ｖ溝２１と基板位置決め用Ｖ溝２２との距離が等しいことは明らかである。

実施例２に係る方法で製造した光ファイバアレイにおいて、第１基板１及び第２基板２の光ファイバ心線のピッチをそれぞれ測定したところ、第１基板１に配置された各光ファイバの中心と第２基板２に配置された各光ファイバの中心と間のＶ溝配列方向の位置のバラツキは、０．１ミクロン未満と極めて高い精度が得られた。このように本実施例の光ファイバアレイ製造方法は、高精度の光ファイバアレイ製造に有効であることが明らかである。

図３は、本発明の実施例３に係る光ファイバアレイの製造方法を説明するための図である。実施例３に係る光ファイバアレイ１００は、第１基板１及び第２基板２において、光ファイバ整列用Ｖ溝１１、光ファイバ整列用Ｖ溝２１が形成されている部分と基板位置決め用Ｖ溝１２及び２２が形成されている部分との間を切断することにより基板位置決め用Ｖ溝１２及び２２を除去したものである。図３に示されるように、実施例３に係る光ファイバアレイ１００は、基板位置決め用Ｖ溝１２及び２２が形成されている部分がＢ−Ｂ’断面で切除されている。このように、基板位置決め用Ｖ溝１２及び２２が形成されている部分を切除することにより、より小型の光ファイバアレイ１００を製造することができる。

図４は、本発明の実施例４に係る光ファイバアレイを示す。図４に示されるように、光ファイバアレイ１００は、第１基板１と、第２基板２と、８心テープ光ファイバ３と、８心テープ光ファイバ４と、円柱状位置決め部材５と、紫外線硬化型接着剤６と、スペーサ３０とから構成されている。第１基板１上には、光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び基板位置決め用Ｖ溝１２が形成され、第２基板２上には、光ファイバ整列用Ｖ溝２１及び基板位置決め用Ｖ溝２２が形成されている。

本発明の実施例４に係る構成は、８心テープ光ファイバ３と８心テープ光ファイバ４との間にギャップが生じることにより、光ファイバごとに積層方向の位置誤差が生じることを解決するためのものである。実施例４においては、図４に示されるように、第１基板１と第２基板２との間にスペーサ３０を配置することにより、位置誤差が生じることを防いでいる。

図５は、光ファイバ間のギャップの拡大図である。図５（ａ）は、スペーサ３０を挟まない場合の光ファイバ間のギャップの拡大図を示す。上述の８心テープ光ファイバ３と８心テープ光ファイバ４との間のギャップは、例えば、Ｖ溝基板のＶ溝形成部においてＶ溝が形成されていない平坦部に対して、Ｖ溝が深く形成されている場合に生じる。図５（ａ）に示されるように、光ファイバ整列用Ｖ溝１１に設置される８心テープ光ファイバ３の各コア中心を結んだ直線と、光ファイバ整列用Ｖ溝２１に設置される８心テープ光ファイバ４の各コア中心を結んだ直線との距離をｄとし、光ファイバの半径をｒとする。８心テープ光ファイバ３、４をそれぞれ光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１に密着させて配置させた際の８心テープ光ファイバ３と８心テープ光ファイバ４との間のギャップをｇとするとき、ギャップｇ＝ｄ−２ｒとなる。光ファイバとＶ溝との密着が不十分な場合、ギャップｇ相当の位置誤差が生じうる。

図５（ｂ）は、スペーサ３０をＶ溝基板間に挟む場合の拡大図を示す。８心テープ光ファイバ３、４がそれぞれ光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１に密着して配置されている場合は、ギャップｇによる位置誤差は問題とはならないが、光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１への密着が不十分である場合には、ギャップｇ相当の位置誤差が生じることとなる。そこで、許容位置誤差をδとすると、ｔ＝ｇ−δの厚みを有するスペーサを図４に示すように第１基板１上に整列配置された８心テープ光ファイバ３と第２基板２上に整列配置された８心テープ光ファイバ４との間に配置すれば、８心テープ光ファイバ３と８心テープ光ファイバ４との間の積層方向の位置誤差をδ以下に抑えることができるので、積層方向距離を正確に保つことができる。

図４の例では、８心テープ光ファイバ３及び８心テープ光ファイバ４の直径１２５ミクロンの各光ファイバをＶ溝配列方向に２５０ミクロン間隔で配置し、積層方向に２００ミクロン間隔で配置している。スペーサ３０を挟まない場合の積層方向の距離誤差は、７５ミクロンとなるのに対し、スペーサ３０を挟んだ本構成では、積層方向の距離誤差δは５ミクロンに改善されており、本発明の構成は、高精度の光ファイバ配列に有効であることが明らかである。

本発明の実施例５に係る光ファイバアレイの製造方法について、図６を用いて説明する。図６は、実施例５に係る光ファイバアレイを示す。図６に示されるように、実施例５に係る光ファイバアレイは、第１基板１と、第２基板２と、８心テープ光ファイバ３と、８心テープ光ファイバ４と、円柱状位置決め部材５と、紫外線硬化型接着剤６と、スペーサ３０とから構成されている。第１基板１上には、光ファイバ整列用Ｖ溝１１、基板位置決め用Ｖ溝１２が形成され、第２基板２上には、光ファイバ整列用Ｖ溝２１、基板位置決め用Ｖ溝２２が形成されている。

光ファイバ整列用Ｖ溝１１、２１は、基板位置決め用Ｖ溝１２、２２と同一の形状、寸法で形成されている。このため、各基板にＶ溝を加工する際、Ｖ溝加工深さを変更する必要がなく、Ｖ溝配列方向への基板送り動作のみでＶ溝加工が完了する。このように、加工装置の動作が単純であるので、機械誤差が小さく、高いＶ溝加工精度が得られる。

このようにして製造した光ファイバアレイの第１基板１及び第２基板２の光ファイバ心線のピッチをそれぞれ測定したところ、第１基板１に配置された各光ファイバの中心と第２基板２に配置された各光ファイバの中心と間のＶ溝配列方向の位置のバラツキは、０．５ミクロン未満と極めて高い精度が得られた。このように、実施例６に係る光ファイバアレイ製造方法は、高精度の光ファイバアレイ製造に有効である。

図７は、本発明の実施例６に係る光ファイバアレイを示す。図７に示されるように、光ファイバアレイ１００は、第１基板１と、第２基板２と、８心テープ光ファイバ３と、８心テープ光ファイバ４と、円柱状位置決め部材５と、紫外線硬化型接着剤６と、スペーサ３０とから構成されている。第１基板１上には、光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び基板位置決め用Ｖ溝１２が形成され、第２基板２上には、光ファイバ整列用Ｖ溝２１及び基板位置決め用Ｖ溝２２が形成されている。

実施例１ないし５に係る光ファイバアレイ１００は、第１基板１の光ファイバ整列用Ｖ溝１１における各Ｖ溝の開口部が第２基板２の光ファイバ整列用Ｖ溝２１における各Ｖ溝の開口部のいずれかと対向しており、互いの開口部が対向した１対のＶ溝が８つ構成されている。

図７に示される光ファイバアレイ１００においては、第１基板１に形成されたＶ溝の位置は、第１基板２に形成されたＶ溝の位置と同一ではない。すなわち、図７に示される光ファイバアレイ１００においては、第１基板１の光ファイバ整列用Ｖ溝１１及び第２基板２の光ファイバ整列用Ｖ溝２１は、スペーサ３０に関して互いに非対称な位置に形成され、第１基板１の光ファイバ整列用Ｖ溝１１における各Ｖ溝の開口部が第２基板２の光ファイバ整列用Ｖ溝２１における各Ｖ溝の開口部のいずれかにも対向していないものもある。

図７に示されるように、光ファイバアレイ１００においては、第１基板１及び第２基板２とで非対称の位置にＶ溝を形成してそれぞれのＶ溝に光ファイバを配置する場合もある。しかしながら、図７に示されるような光ファイバアレイ１００は、第１基板１に形成されたＶ溝の位置と第１基板２に形成されたＶ溝の位置とが異なるため、実施例２に係る高精度光ファイバアレイ製造方法が適用できない。従って、第１基板１及び第２基板２のＶ溝形成位置の精度がＶ溝加工装置の機械精度の制約を受けるため、高精度の光ファイバアレイの作製には限界がある。さらに、光ファイバアレイを製造する際に二種類の基板を用意する必要があり、部品在庫管理、製造管理の点で煩雑であるという欠点がある。

図８は、本発明の実施例７に係る光ファイバアレイを製造する方法を説明するための図である。図８（ｃ）には、第１基板１のＶ溝加工位置と第２基板２のＶ溝加工位置とを鏡像合成したＶ溝加工形状を有するＶ溝基板が示されている。ここで、「鏡像合成したＶ溝加工形状を有するＶ溝基板」を作製するための方法について図８（ａ）ないし（ｃ）を参照して説明する。

図８（ａ）は、第１基板１に形成されたＶ溝の位置と第２基板２に形成されたＶ溝の位置とが異なる光ファイバアレイ１００を示す。Ｖ溝の長手方向に対して垂直且つ基板面と平行な第１の軸を想定して、図８（ａ）の矢印に示されるように第２基板２を第１の軸に関して１８０度回転させて、図８（ｂ）のように第１基板１のＶ溝及び第２基板２のＶ溝のＶ字が同じ向きになり、且つ基板位置決め用Ｖ溝１２の位置と基板位置決め用Ｖ溝２２の位置とが同一になるように第１基板１と第２基板２とを並べた場合を想定する。ここで、基板面とは、第１基板１及び第２基板２において、Ｖ溝が形成される面であって、Ｖ溝のＶ字を形成している面を除く面のことを指す。

図８（ｂ）のように並べて第１基板１及び第２基板２同士の各Ｖ溝の形成位置を重ね合わせたことを想定した場合に、第１基板１においてＶ溝が形成されている位置且つ第２基板２においてＶ溝が形成されている位置にＶ溝が形成されているＶ溝基板が、図８（ｃ）に示される「鏡像合成したＶ溝加工形状を有するＶ溝基板」である。実施例７に係る光ファイバアレイ１００においては、第１基板１及び第２基板２として、図８（ｃ）のように設計されたＶ溝基板を使用する。

第１基板１及び第２基板２を図８（ｃ）に示されるようなＶ溝加工形状を有するＶ溝基板とすることにより、第１基板１及び第２基板２のＶ溝加工形状は同じものとなるので、実施例２に係る製造方法を適用することが可能となる。

図８（ｃ）に示されるＶ溝基板を用いて製造した光ファイバアレイの端面図を図８（ｄ）に示す。図８（ｄ）に示されるように、Ｖ溝形成位置が第１基板１と第２基板２とで等しく、光ファイバの配置は図７に示される配置と同一であることがわかる。

実施例７に係る方法で製造した光ファイバアレイの第１基板１及び第２基板２の光ファイバ心線のピッチをそれぞれ測定したところ、第１基板１に配置された各光ファイバの中心と第２基板２に配置された各光ファイバの中心と間のＶ溝配列方向の位置のバラツキは、０．１ミクロン未満であり、極めて高い精度が得られた。このように実施例７に係る光ファイバアレイ製造方法は、高精度の光ファイバアレイ製造に有効である。さらに、Ｖ溝基板が一種類で済むため、部品在庫管理、製造管理の手間が省けるという利点がある。

図９は、本発明の実施例８に係る光ファイバアレイの製造方法を説明するための図である。図９（ｃ）は、第１基板１のＶ溝加工位置と第２基板２のＶ溝加工位置とを同一方向に並べて合成したＶ溝加工形状を有するＶ溝基板を示す。ここで、「同一方向に並べて合成したＶ溝加工形状を有するＶ溝基板」を作製するための方法について図９（ａ）ないし（ｄ）を参照して説明する。

図９（ａ）は、第１基板１に形成されたＶ溝の位置と第２基板２に形成されたＶ溝の位置とが異なる光ファイバアレイ１００を示す。Ｖ溝の長手方向に対して平行且つ基板面と平行な第２の軸を想定して、図９（ａ）の矢印に示されるように第２基板２を第２の軸に関して１８０度回転させて、図９（ｂ）のように第１基板１のＶ溝及び第２基板２のＶ溝のＶ字が同じ向きになるように第１基板１と第２基板２とを並べた場合を想定する。図９（ｂ）のように並べて第１基板１及び第２基板２同士の各Ｖ溝の形成位置を重ね合わせたことを想定した場合に、第１基板１においてＶ溝が形成されている位置且つ第２基板２においてＶ溝が形成されている位置にＶ溝が形成されているＶ溝基板が、図９（ｃ）に示される「同一方向に並べて合成したＶ溝加工形状を有するＶ溝基板」である。実施例８に係る光ファイバアレイ１００においては、第１基板１及び第２基板２として、図９（ｃ）のように設計されたＶ溝基板を使用する。

第１基板１及び第２基板２を図９（ｃ）に示されるようなＶ溝加工形状を有するＶ溝基板とすることにより、第１基板１及び第２基板２のＶ溝加工形状は同一となる。

図９（ｃ）に示されるＶ溝基板を用いて製造した光ファイバアレイの端面図を図９（ｄ）に示す。図９（ｄ）に示されるように、Ｖ溝形成位置が第１基板１と第２基板２とで等しく、光ファイバの配置は図７に示される配置と同一であることがわかる。実施例８に係る方法で製造された光ファイバアレイは、Ｖ溝基板が一種類で済むため、部品在庫管理、製造管理の手間が省けるという利点がある。

図１０は、本発明の実施例９に係る光ファイバアレイの製造方法を説明するための図である。図１０（ａ）は、光ファイバが設置されない空きＶ溝が生じた光ファイバアレイの一例を示す。図１０（ａ）に示される例では、光ファイバが第１基板１の光ファイバ配列用Ｖ溝１１と第２基板２の光ファイバ配列用Ｖ溝２１とのそれぞれにおいてＶ溝配列方向に２５０ミクロン間隔で配置され、且つ第１基板１と第２基板２との間でＶ溝配列方向に１２５ミクロンシフトして配置されている。

図１０（ａ）に示されるような光ファイバの配置では、光ファイバが設置されない空きＶ溝が生じる。このような空きＶ溝は、光ファイバをＶ溝上に整列配置する際に、誤って本来空きＶ溝であるべき位置に光ファイバを配置するという組み立てミスが生じやすい。

図１０（ｂ）は、空きＶ溝位置にダミーファイバ７を配置した光ファイバアレイを示す。図１０（ｂ）に示すように、空きＶ溝位置にダミーファイバ７を配置することにより、光ファイバの配置時に生じる組み立てミスが生じないため、組み立て歩留まりが向上するという利点がある。

上記光ファイバを用いた実施例について記載したが、ロッドレンズを用いた場合も同様にしてロッドレンズアレイを製造することができる。

１ 第１基板
２ 第２基板
３、４ ８心テープ光ファイバ
５ 円柱状位置決め部材
６ 紫外線硬化型接着剤
７ ダミーファイバ
１１、２１ 光ファイバ整列用Ｖ溝
１２、２２ 基板位置決め用Ｖ溝
３０ スペーサ
４０ テラス部
５０ Ｖ溝基板
１００ 光ファイバアレイ

Claims (9)

1. Ｖ字形状で形成された複数の第１のＶ溝を有する第１基板と、
   Ｖ字形状で形成された複数の第２のＶ溝を有する第２基板と、
   前記複数の第１のＶ溝に配置された第１の光学要素群と、
   前記複数の第２のＶ溝に配置された第２の光学要素群とを備え、
   前記複数の第１のＶ溝と前記複数の第２のＶ溝とを対向させて、前記第１基板及び前記第２基板によって前記第１の光学要素群及び前記第２の光学要素群を挟み込むことによって構成されるアレイ型光学素子であって、
   前記複数の第１のＶ溝のうちの１つは、前記第１基板及び前記第２基板を位置決めするための第３のＶ溝であり、前記複数の第２のＶ溝のうちの１つは、前記第１基板及び前記第２基板を位置決めするための第４のＶ溝であり、前記第３のＶ溝及び前記第４のＶ溝は互いに対向するように位置付けられ、前記第３のＶ溝及び前記第４のＶ溝に前記第１基板及び前記第２基板を支持する支持部材が配置され、前記支持部材は、前記第３のＶ溝を形成する２つの面と前記第４のＶ溝を形成する２つの面とに接触することにより前記第１基板及び前記第２基板を支持することを特徴とするアレイ型光学素子。
2. 前記第１基板及び前記第２基板は、前記第１のＶ溝ないし前記第４のＶ溝となる複数のＶ溝を形成したＶ溝形成部を有するＶ溝基板において、前記Ｖ溝形成部を前記複数のＶ溝の長手方向に対して垂直に切断することによって分割された基板であることを特徴とする請求項１に記載のアレイ型光学素子。
3. 前記第１基板において前記第１のＶ溝が形成される位置及び前記第２基板において前記第２のＶ溝が形成される位置は、前記第１基板と前記第２の基板とを対向させた場合に、前記第１の光学要素群が配置されるＶ溝と前記第２の光学要素群が配置されるＶ溝とを鏡像関係で合成した位置であることを特徴とする請求項２に記載のアレイ型光学素子。
4. 前記第１基板において前記第１のＶ溝が形成される位置及び前記第２基板において前記第２のＶ溝が形成される位置は、前記第１基板と前記第２の基板とを同一方向に並べた場合に、前記第１の光学要素群が配置されるＶ溝と前記第２の光学要素群が配置されるＶ溝とを重ね合わせて合成した位置であることを特徴とする請求項２に記載のアレイ型光学素子。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のアレイ型光学素子を製造した後、前記第１のＶ溝及び第２のＶ溝が形成されている部分と前記第３のＶ溝及び第４のＶ溝が形成されている部分との間を切断することにより前記第３のＶ溝及び第４のＶ溝が形成されている部分を除去することを特徴とするアレイ型光学素子。
6. 前記第１の光学要素群と前記第２の光学要素群との間にスペーサを配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のアレイ型光学素子。
7. 前記第３のＶ溝及び前記第４のＶ溝は、前記第１のＶ溝及び前記第２のＶ溝と同一の形状及び寸法で形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のアレイ型光学素子。
8. 前記第１の光学要素群及び前記第２の光学要素群が配置されていない前記第１のＶ溝及び前記第２のＶ溝にダミーファイバを配置したことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のアレイ型光学素子。
9. 前記第１の光学要素群及び前記第２の光学要素群は、複数の光ファイバ又は複数のロッドレンズからなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のアレイ型光学素子。

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