JP2014010334A - Optical fiber guide component - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber guide component in which clearance is substantially reduced for achieving connection with reduced size, cost and loss.SOLUTION: An optical fiber guide component according to the invention comprises: a V-shaped groove substrate with at least one first V-shaped groove and a pair of second V-shaped grooves; spacer fibers accommodated in the second V-shaped grooves; and a flat substrate for bonding them onto the V-shaped substrate via the spacer fibers. While the spacer fibers are accommodated in the second V-shaped grooves, the V-shaped groove substrate and flat substrate are joined by an elastic adhesive layer formed from elastic adhesive. The diameter of the inscribed circle of a guide hole is smaller than the diameter of an optical fiber inserted in the first V-shaped groove when the optical fiber is not inserted in the first V-shaped groove.

Description

本発明は、光ファイバと光ファイバ、或いは光ファイバと平面光導波路とを接続する用途において、挿入される光ファイバの位置決めを担う光ファイバガイド部品に関する。   The present invention relates to an optical fiber guide component for positioning an optical fiber to be inserted in an application of connecting an optical fiber and an optical fiber or an optical fiber and a planar optical waveguide.

光通信ネットワークの進展に伴い、その伝送処理を担う光通信装置上への光デバイス搭載数が増大、すなわちデバイス実装密度が増大している。光通信装置上において、平面光導波路(以下、PLC:Planer Lightwave Circuit)を基本とした、光送受信器、光分配器、光交換器及び波長合分波器などの多チャンネル光デバイスは、半導体ベースの受発光素子と並んで、光装置を構成する重要なデバイスである。以下、このような導波路ベースの光デバイスを単に、光デバイスと呼ぶ。   With the progress of optical communication networks, the number of optical devices mounted on the optical communication apparatus responsible for the transmission processing has increased, that is, the device mounting density has increased. Multi-channel optical devices such as optical transceivers, optical distributors, optical exchangers, and wavelength multiplexers / demultiplexers based on planar optical waveguides (hereinafter referred to as “PLCs”) on optical communication devices are based on semiconductors. This is an important device that constitutes an optical device along with the light receiving and emitting elements. Hereinafter, such a waveguide-based optical device is simply referred to as an optical device.

通常、光デバイスは、ファイバアレイ或いはファイバブロック等と呼ばれる部品により光ファイバと一体化されており、その光ファイバ部分はピグテイルファイバと呼ばれている。光通信装置内のボード上で光デバイス同士を接続する際には、ピグテイルファイバ同士を接続する必要があり、通常はアーク放電を用いたファイバ融着により接続される。   Usually, an optical device is integrated with an optical fiber by a component called a fiber array or a fiber block, and the optical fiber portion is called a pigtail fiber. When optical devices are connected to each other on a board in an optical communication apparatus, it is necessary to connect pigtail fibers to each other, and they are usually connected by fiber fusion using arc discharge.

近年、光通信装置におけるデバイス実装密度の増大(デバイス数の増大)に伴い、これらを接続するための光ファイバ配線が大規模・複雑化しており、ボード上やボード間での光ファイバ接続点が増大している。現状でも、数十本単位の光ファイバをボード上で接続する必要があるが、前述の融着作業やそのためのファイバ管理が困難となっており、装置の小型化や低コスト化を阻害する要因となっている。今後も、光ファイバ接続点の更なる増大が予想されることから、上記融着接続に代わり、ピグテイルファイバ同士を、よりコンパクトで簡単に接続するための小型な多心光コネクタなどの光接続部品が求められている。   In recent years, along with the increase in device mounting density (increase in the number of devices) in optical communication devices, the optical fiber wiring for connecting them has become large-scale and complicated, and the number of optical fiber connection points on and between boards has increased. It is increasing. Even at present, it is necessary to connect several tens of optical fibers on the board. However, the above-mentioned fusion work and the fiber management for that are difficult, and factors that hinder downsizing and cost reduction of the equipment. It has become. As optical fiber connection points are expected to increase further in the future, instead of the above fusion splicing, optical connections such as small multi-fiber optical connectors for connecting pigtail fibers more compactly and easily Parts are required.

これまで、多心光コネクタとしては、多心フェルール及び嵌合ピンを用いたMTコネクタと、MTコネクタをベースにしたMPOコネクタとが知られている。   Conventionally, as a multi-fiber optical connector, an MT connector using a multi-fiber ferrule and a fitting pin and an MPO connector based on the MT connector are known.

一方、フェルールを用いない新しい方式の多心光コネクタも提案されており、この多心光コネクタは、被覆がないクラッドガラス剥き出しのファイバ(以下、ベアファイバと呼ぶ)と、ベアファイバが挿入されるための微細な貫通孔を複数個有した光ファイバガイド部品とで構成される。この方式では、光ファイバガイド部品の両端に設けられた孔にファイバを挿入することにより、ファイバ同士の接続が実現される。このようなベアファイバ型の多心光コネクタは、前記フェルールを用いたコネクタに比べ、小型薄型であり前述のボードにおける光ファイバ接続に適している。   On the other hand, a new type of multi-fiber optical connector that does not use a ferrule has also been proposed, and this multi-fiber optical connector is inserted with a fiber of bare clad glass (hereinafter referred to as bare fiber) and a bare fiber. And an optical fiber guide component having a plurality of fine through holes. In this system, the fibers are connected by inserting the fibers into holes provided at both ends of the optical fiber guide component. Such a bare fiber type multi-fiber optical connector is smaller and thinner than a connector using the ferrule, and is suitable for optical fiber connection on the aforementioned board.

また、より将来的には、ボード上におけるピグテイルファイバ同士の接続だけでなく、ピグテイルファイバを無くす技術が求められる。その手段として、光デバイスと光ファイバとを直接簡単に接続できるような光接続部品、すなわち光デバイス−光ファイバ接続用の光コネクタが提案されている。これを実現する方式として、例えば、特許文献1には、光ファイバ同士の接続と同様に、多心フェルールを用いた接続方式やベアファイバと光ファイバガイド部品を用いたデバイスとの接続方式が提案されている。以下、光ファイバ同士の接続及び光デバイス−光ファイバ接続の双方も含めて、単に「光ファイバ接続」と呼ぶこととする。   Further, in the future, not only the connection between the pigtail fibers on the board but also a technology for eliminating the pigtail fibers is required. As a means therefor, there has been proposed an optical connecting component that can easily and directly connect an optical device and an optical fiber, that is, an optical connector for connecting an optical device to an optical fiber. As a method for realizing this, for example, Patent Document 1 proposes a connection method using a multi-fiber ferrule and a connection method between a bare fiber and a device using an optical fiber guide component, as well as connection between optical fibers. Has been. Hereinafter, both the connection between optical fibers and the optical device-optical fiber connection are simply referred to as “optical fiber connection”.

特開平9−90171号公報JP-A-9-90171 特開2004−240323号公報JP 2004-240323 A 特開2004−78028号公報JP 2004-78028 A

長瀬 亮、淺川 修一郎、小林 勝、阿部 宜輝、「ボード実装用16心SF光コネクタ」、信学技報、社団法人電子情報通信学会、2009年、p.11-14Ryo Nagase, Shuichiro Ninagawa, Masaru Kobayashi, Yuki Abe, “16-fiber SF optical connector for board mounting”, IEICE Technical Report, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 2009, p.11-14

ここで、光ファイバ接続においては、より簡便かつ低損失で接続することが必要とされる。低損失な接続を実現するためには、光ファイバのコア位置と対の光ファイバのコア位置(又は光デバイスの導波路コア位置)とを高精度に位置合わせ(調心)する必要がある。両コアの中心からファイバ長手方向に直交する方向のずれを軸ずれと呼ぶとすると、通常の光通信システムに導入されているシングルモード型光ファイバ(コア径:約10μm)の場合、1μmの軸ずれで0.10〜0.15dB程度の接続損失が生じ、その損失は指数関数的に増加する。そのため、低損失な接続を実現するためには、軸ずれ量は1μm以下に抑えることが求められる。従って、フェルール部品や光ファイバガイド部品におけるファイバを挿入するための孔は、非常に高精度に形成する必要がある。多心光ファイバ接続では、全てのファイバを一括で接続しながらかつ低損失で接続されることが求められるため、単心光ファイバ同士の接続に比べて技術的難易度が高い。   Here, in the optical fiber connection, it is necessary to connect more simply and with low loss. In order to realize a low-loss connection, it is necessary to align (align) the core position of the optical fiber and the core position of the pair of optical fibers (or the waveguide core position of the optical device) with high accuracy. If the deviation in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the fiber from the center of both cores is called axial deviation, in the case of a single mode type optical fiber (core diameter: about 10 μm) introduced in a normal optical communication system, the axis of 1 μm The shift causes a connection loss of about 0.10 to 0.15 dB, and the loss increases exponentially. For this reason, in order to realize a low-loss connection, it is necessary to suppress the amount of axial deviation to 1 μm or less. Therefore, the hole for inserting the fiber in the ferrule part or the optical fiber guide part needs to be formed with very high accuracy. In multi-fiber optical fiber connection, it is required to connect all fibers at once and with low loss, so that the technical difficulty is higher than the connection between single-fiber optical fibers.

多心フェルールを用いた光ファイバ接続の場合、そのフェルールにおいて断面が円形状をなす貫通孔を同一フェルール中に多数形成させる方法がとられる。この方式は、ファイバ接続数すなわち孔数の増加に伴い、フェルールに対する孔の位置誤差が累積される。これに加え、フェルールの孔とファイバ径との差や、ピンの孔径やピンの位置誤差も累積して軸ずれ要因となる。そのため、ファイバ心数増加に伴い、低損失な接続を実現することが困難となる。   In the case of optical fiber connection using a multi-core ferrule, a method is adopted in which a large number of through-holes having a circular cross section are formed in the same ferrule. In this method, as the number of fiber connections, that is, the number of holes increases, the position error of the holes with respect to the ferrule is accumulated. In addition to this, the difference between the ferrule hole and the fiber diameter, the pin hole diameter, and the pin position error also accumulate and cause an axis deviation. Therefore, it becomes difficult to realize a low-loss connection as the number of fiber cores increases.

一方、ベアファイバ及びファイバガイドを用いた光ファイバ接続の場合、前述のとおり、ファイバ接続数が増加しても各ファイバは各孔で位置合わせされるため、部品に対する孔位置誤差は接続損失に影響をほとんど与えない。そのため、低損失な接続を得るためには、ファイバガイドの孔径がファイバ径に合うようにファイバガイドを高精度に作製すればよい。   On the other hand, in the case of optical fiber connection using bare fibers and fiber guides, as described above, each fiber is aligned in each hole even if the number of fiber connections increases, so the hole position error for the component affects the connection loss. Give almost no. Therefore, in order to obtain a low-loss connection, the fiber guide may be manufactured with high accuracy so that the hole diameter of the fiber guide matches the fiber diameter.

ファイバガイドの作製方法は、例えば、特許文献2に示されるような射出成形などにより断面形状が円となる貫通孔を形成したものや、特許文献1及び特許文献3に示されるようなV溝基板のV溝上にスペーサ用ファイバを介してガラスなどの平基板を被せ、接着剤を用いて貼りあわせることにより、V溝基板のV溝と平基板との間の空間からなる三角形状のガイド孔を形成したものなどがこれまで提案されている。以下、V溝基板のV溝の内壁面と平基板の表面との間の空間で構成される三角形状の孔をガイド孔という。   For example, a fiber guide is manufactured by forming a through-hole having a circular cross-section by injection molding as shown in Patent Document 2 or a V-groove substrate as shown in Patent Document 1 and Patent Document 3. A triangular guide hole comprising a space between the V-groove of the V-groove substrate and the flat substrate is formed by covering the V-groove with a flat substrate such as glass via a spacer fiber and bonding them with an adhesive. What has been formed has been proposed so far. Hereinafter, a triangular hole formed by a space between the inner wall surface of the V groove of the V groove substrate and the surface of the flat substrate is referred to as a guide hole.

いずれの方式も、その孔はベアファイバが孔に挿入できるように挿入用のファイバ径よりわずかに大きい径となるように作製されている。ここで、孔径の大きさと挿入されるベアファイバの径との差をクリアランスと呼ぶこととすると、クリアランスは、ベアファイバを容易に挿入するためには、少なくとも0.2μm以上は必要である。その一方で、クリアランスが大きすぎると、軸ずれ増加、すなわち接続損失の悪化につながるため、できる限り小さくすることが好ましい。   In either system, the hole is made to have a diameter slightly larger than the diameter of the insertion fiber so that the bare fiber can be inserted into the hole. Here, if the difference between the size of the hole diameter and the diameter of the bare fiber to be inserted is called a clearance, the clearance needs to be at least 0.2 μm or more in order to easily insert the bare fiber. On the other hand, if the clearance is too large, it leads to an increase in axial deviation, that is, a deterioration in connection loss. Therefore, it is preferable to make it as small as possible.

ここで、市販の多心ファイバは、特定ピッチになるようテープ化されたテープファイバとしてボード上で扱われるが、実用上のテープファイバのクラッド外径には0.1〜0.5μm程度のばらつきがある。そのため、テープファイバ全てのファイバが穴に挿入可能、かつできる限り小さな孔径で光ファイバガイド部品を作製する必要があるが、このような部品を低コストで歩留良く作製することは困難である。なお、テープファイバを用いずに、同一クラッド径のファイバを選別し、特定ピッチになるよう再びテープ化する手法も考えられるが、これは実装の高コスト化につながり、好ましくない。   Here, a commercially available multi-core fiber is handled on the board as a tape fiber taped to a specific pitch, but the practical outer diameter of the cladding of the tape fiber varies by about 0.1 to 0.5 μm. There is. For this reason, it is necessary to produce an optical fiber guide component with all the tape fibers inserted into the hole and with as small a hole diameter as possible. However, it is difficult to produce such a component at a low cost and with a high yield. A method of selecting fibers with the same cladding diameter without using a tape fiber and forming a tape again so as to have a specific pitch can be considered, but this leads to an increase in mounting cost, which is not preferable.

ここで、特許文献2に示されるように、射出成形によって上記のような高精度孔を有する光ファイバガイド部品を作製することは、射出成形のみでは孔径精度に限界があることから困難である。また、金型が非常に高コストであること、使用するファイバ心数やファイバ径に合わせて金型を多数用意する必要があること、などから低コストでの高精度光ファイバガイド部品の作製に課題がある。   Here, as shown in Patent Document 2, it is difficult to produce an optical fiber guide component having the above-described high-precision hole by injection molding because the hole diameter accuracy is limited only by injection molding. In addition, because of the very high cost of molds and the need to prepare a large number of molds according to the number of fiber cores and fiber diameters used, it is possible to produce high-precision optical fiber guide parts at low cost. There are challenges.

一方、特許文献3に示されるような、V溝基板に2本のスペーサ用ファイバを介して平基板を貼りあわせたV溝型光ファイバガイド部品は、ガラス部品という安価な部品の組み合わせで作製でき、かつ数十個単位の光ファイバガイド部品を一括で作製・加工することができるため、比較的低コストで高精度な部品を作製することができる。また、V溝はダイシングにより形成することができ、光ファイバの孔径はV溝とスペーサ用ファイバの径で決まるため、適用するファイバ心数やファイバ径にあわせて、ファイバガイドを作製することが可能であり、柔軟性に優れる。   On the other hand, as shown in Patent Document 3, a V-groove type optical fiber guide component in which a flat substrate is bonded to a V-groove substrate via two spacer fibers can be manufactured by combining inexpensive components such as glass components. In addition, since several tens of units of optical fiber guide parts can be manufactured and processed in a lump, high-precision parts can be manufactured at a relatively low cost. Also, the V-groove can be formed by dicing, and the hole diameter of the optical fiber is determined by the diameter of the V-groove and the spacer fiber, so that it is possible to produce a fiber guide according to the number of fiber cores to be applied and the fiber diameter. And excellent in flexibility.

しかしながら、特許文献3に示されるようなV溝型光ファイバガイド部品は、V溝からなる三角形状のガイド孔で構成されるため、クリアランスに対して軸ずれが生じやすい。ここで、クリアランスをΔLとし、軸ずれ量をΔdとすると、60°V溝の軸ずれ量の最悪値Δdmaxは、Δdmax=√3×ΔLとなり、低コスト性や柔軟性に優れるものの、丸穴よりも更に高精度に孔径を制御する必要がある。   However, since the V-groove type optical fiber guide component as shown in Patent Document 3 is configured with a triangular guide hole made of a V-groove, an axis misalignment tends to occur with respect to the clearance. Here, assuming that the clearance is ΔL and the amount of axis deviation is Δd, the worst value Δdmax of the axis deviation amount of the 60 ° V groove is Δdmax = √3 × ΔL, which is excellent in low cost and flexibility, It is necessary to control the hole diameter with higher accuracy than that.

ここで、孔径の制御にはスペーサ用ファイバを用いるが、全てのベアファイバを孔に挿入可能とするために、スペーサ用ファイバの径はテープファイバのベアファイバの最大径よりわずかに大きいスペーサ用ファイバ径を選定しなければならない。そのため、クリアランスが必ず存在することになる。   Here, spacer fibers are used to control the hole diameter, but in order to allow all bare fibers to be inserted into the holes, the diameter of the spacer fiber is slightly larger than the maximum diameter of the bare fiber of the tape fiber. The diameter must be selected. Therefore, there is always a clearance.

さらに、実際にはV溝深さ方向にもダイシングによる作製誤差が最大0.1μmほどあることも合わせて、全ての孔径で軸ずれ量を1μm以下に抑えることは困難であった。また、スペーサ用ファイバ径と挿入ファイバ径とを同じにする一方で、ファイバを収容するV溝を、スペーサ用ファイバ径を収容する一対のV溝よりもわずかに深く設定した方式も考えられるが、この方法でも上記と同様の理由で、軸ずれ量を1μm以下に抑えることが困難であった。さらに、衝撃時や熱変化時などにも、このクリアランスの存在により孔内でファイバが変動して損失変動が大きくなってしまう問題があった。   Furthermore, in practice, it is difficult to suppress the amount of axial deviation to 1 μm or less for all hole diameters, including a manufacturing error of about 0.1 μm at the maximum in the depth direction of the V-groove. In addition, while the spacer fiber diameter and the insertion fiber diameter are the same, a method is also possible in which the V-groove that accommodates the fiber is set slightly deeper than the pair of V-grooves that accommodate the spacer fiber diameter. In this method as well, it is difficult to suppress the amount of axis deviation to 1 μm or less for the same reason as described above. Further, there is a problem that the fluctuation of the loss increases due to the fluctuation of the fiber in the hole due to the presence of the clearance even at the time of impact or heat change.

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、多心ファイバのコネクタ接続等の光ファイバ接続用部品において、小型、低コストで、かつ低損失な接続を達成すべく、クリアランスを大幅に低減させた光ファイバガイド部品を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to achieve a small, low-cost and low-loss connection in optical fiber connection parts such as connector connection of multi-core fibers. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical fiber guide component having a significantly reduced clearance.

本発明の請求項1に記載の光ファイバガイド部品は、ガイド孔に挿入された光ファイバを位置決めするための光ファイバガイド部品であって、前記光ファイバを挿入するために形成された少なくとも1つの第1のV溝と、前記第1のV溝の両端に形成された一対の第2のV溝とを備えるV溝基板と、前記第2のV溝にそれぞれ収容されたスペーサ用ファイバと、前記スペーサ用ファイバを介して前記V溝基板上に貼りあわせるための平基板とを備え、前記第2のV溝に前記スペーサ用ファイバを収容した状態で、前記V溝基板と前記平基板とが弾性接着剤からなる弾性接着層により接合され、前記第1のV溝の内壁面と前記平基板の表面とから構成される前記ガイド孔の内接円の直径が、前記第1のV溝に前記光ファイバを挿入しない状態において当該挿入する光ファイバの直径より小さいことを特徴とする。   An optical fiber guide component according to claim 1 of the present invention is an optical fiber guide component for positioning an optical fiber inserted into a guide hole, and is at least one formed to insert the optical fiber. A V-groove substrate comprising a first V-groove and a pair of second V-grooves formed at both ends of the first V-groove, spacer fibers respectively accommodated in the second V-groove, A flat substrate for bonding onto the V-groove substrate via the spacer fiber, and the V-groove substrate and the flat substrate are in a state where the spacer fiber is accommodated in the second V-groove. The diameter of the inscribed circle of the guide hole, which is joined by an elastic adhesive layer made of an elastic adhesive and is composed of the inner wall surface of the first V-groove and the surface of the flat substrate, is in the first V-groove. In a state where the optical fiber is not inserted There and is smaller than the diameter of the optical fiber to the insert.

本発明の請求項2に記載の光ファイバガイド部品は、本発明の請求項1に記載の光ファイバガイド部品であって、前記第2のV溝の深さは、前記第1のV溝より深く設定されていることを特徴とする。   An optical fiber guide component according to a second aspect of the present invention is the optical fiber guide component according to the first aspect of the present invention, wherein the depth of the second V groove is greater than that of the first V groove. It is characterized by being deeply set.

本発明の請求項3に記載の光ファイバガイド部品は、本発明の請求項1に記載の光ファイバガイド部品であって、前記スペーサ用ファイバの直径は、当該挿入する光ファイバのクラッド径以下であることを特徴とする。   An optical fiber guide component according to claim 3 of the present invention is the optical fiber guide component according to claim 1 of the present invention, wherein the diameter of the spacer fiber is equal to or less than the cladding diameter of the optical fiber to be inserted. It is characterized by being.

本発明の請求項4に記載の光ファイバガイド部品は、本発明の請求項1から3のいずれかに記載の光ファイバガイド部品であって、前記弾性接着層は、20℃において貯蔵弾性率が5×108Pa以下の弾性を有する弾性接着剤からなることを特徴とする。 An optical fiber guide component according to a fourth aspect of the present invention is the optical fiber guide component according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the elastic adhesive layer has a storage elastic modulus at 20 ° C. It consists of an elastic adhesive having elasticity of 5 × 10 8 Pa or less.

本発明の請求項5に記載の光ファイバガイド部品は、本発明の請求項1から3のいずれかに記載の光ファイバガイド部品であって、前記弾性接着層は、20℃において貯蔵弾性率が1×107Pa〜1×108Paの範囲の弾性接着剤からなることを特徴とする。 An optical fiber guide component according to a fifth aspect of the present invention is the optical fiber guide component according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the elastic adhesive layer has a storage elastic modulus at 20 ° C. It consists of an elastic adhesive in the range of 1 × 10 7 Pa to 1 × 10 8 Pa.

本発明の請求項6に記載の光ファイバガイド部品は、本発明の請求項1から5のいずれかに記載の光ファイバガイド部品であって、前記ガイド孔のファイバ挿入口端面に、傾斜を有するよう面取り加工が形成されていることを特徴とする。   An optical fiber guide component according to a sixth aspect of the present invention is the optical fiber guide component according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the fiber insertion port end surface of the guide hole has an inclination. A chamfering process is formed.

本発明の請求項7に記載の光ファイバガイド部品は、本発明の請求項1から6のいずれかに記載の光ファイバガイド部品であって、前記V溝基板と前記平基板との間に、ファイバ径以下の厚さを有するゴムフィルムが設けられていることを特徴とする。   An optical fiber guide component according to a seventh aspect of the present invention is the optical fiber guide component according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, wherein between the V-groove substrate and the flat substrate, A rubber film having a thickness equal to or less than the fiber diameter is provided.

本発明の光ファイバガイド部品によると、多心ファイバのコネクタ接続等の光ファイバ接続用部品において、接続対象の光ファイバが弾性樹脂の復元力でV溝内壁に押し付けられることにより、小型、低コストで、かつ低損失な接続を達成し、クリアランスを大幅に低減させることが可能となる。   According to the optical fiber guide component of the present invention, the optical fiber to be connected is pressed against the inner wall of the V-groove by the restoring force of the elastic resin in the optical fiber connection component such as the connector connection of the multi-fiber, thereby reducing the size and cost. In addition, a low-loss connection can be achieved and the clearance can be greatly reduced.

本発明に係る光ファイバガイド部品50の断面図を示す図である。It is a figure which shows sectional drawing of the optical fiber guide component 50 which concerns on this invention. 本発明に係る光ファイバガイド部品50の模式図である。It is a schematic diagram of the optical fiber guide component 50 which concerns on this invention. 本発明の実施例1に係る光ファイバガイド部品100を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical fiber guide component 100 which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る光ファイバガイド部品200を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical fiber guide component 200 which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る光ファイバガイド部品200の作製方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the optical fiber guide component 200 which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る光ファイバガイド部品300を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical fiber guide component 300 which concerns on Example 3 of this invention. 本発明に係る光ファイバガイド部品のガイド孔に1本のベアファイバが挿入される機構を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mechanism in which one bare fiber is inserted in the guide hole of the optical fiber guide component which concerns on this invention. 本発明に係る光ファイバガイド部に外力を加える方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the method of applying external force to the optical fiber guide part which concerns on this invention. 本発明に係る光ファイバガイド部品をベアファイバ型の接続形態に適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied the optical fiber guide component which concerns on this invention to the bare fiber type connection form. 本発明に係る光ファイバガイド部を用いて光ファイバを接続した後の写真である。It is the photograph after connecting an optical fiber using the optical fiber guide part which concerns on this invention. 本発明に係る光ファイバガイド部品を、光デバイスと光ファイバとの接続に適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied the optical fiber guide component which concerns on this invention to the connection of an optical device and an optical fiber.

以下に、本発明に係る光ファイバガイド部品50の例示的な実施形態を説明する。図1は、本発明に係る光ファイバガイド部品50の断面図を示す。図1に示すように、本発明に係る光ファイバガイド部品50は、V溝基板10と、平基板20と、スペーサ用ファイバ30とを備える。図1に示されるように、V溝基板10の上面には、8心の第1のV溝1と、8心の第1のV溝1の両端に位置する一対のスペーサ用ファイバ30用のV溝である第2のV溝2が形成されている。V溝基板10において第1のV溝1と2つの第2のV溝2とが形成されていない部分と、平基板20と、スペーサ用ファイバ30とで形成される空間に、弾性接着剤を充填することによって弾性接着層40が形成されている。   Hereinafter, an exemplary embodiment of the optical fiber guide component 50 according to the present invention will be described. FIG. 1 shows a cross-sectional view of an optical fiber guide component 50 according to the present invention. As shown in FIG. 1, the optical fiber guide component 50 according to the present invention includes a V-groove substrate 10, a flat substrate 20, and a spacer fiber 30. As shown in FIG. 1, on the upper surface of the V-groove substrate 10, there are eight first V-grooves 1 and a pair of spacer fibers 30 positioned at both ends of the eight-core first V-groove 1. A second V-groove 2 that is a V-groove is formed. In the V-groove substrate 10, an elastic adhesive is applied to the space formed by the flat substrate 20 and the spacer fiber 30 where the first V-groove 1 and the two second V-grooves 2 are not formed. The elastic adhesive layer 40 is formed by filling.

従来の光ファイバガイド部品においては、挿入するテープファイバ径の最大値以上のファイバ径を有するスペーサ用ファイバを用いる必要があった。しかしながら、本発明に係る光ファイバガイド部品50では、従来とは逆に、挿入するテープファイバ径の最小値以下のファイバ径を有するスペーサ用ファイバ30を選択するか、又は、第2のV溝2の深さを第1のV溝1の深さよりも深く設定している。すなわち、本発明の光ファイバガイド部品50では、ファイバ挿入前の各ガイド孔の内接円の直径(以下、孔径という)は光ファイバの直径よりも小さく設定される。   In the conventional optical fiber guide component, it is necessary to use a spacer fiber having a fiber diameter equal to or larger than the maximum value of the tape fiber diameter to be inserted. However, in the optical fiber guide component 50 according to the present invention, contrary to the conventional case, the spacer fiber 30 having a fiber diameter equal to or smaller than the minimum value of the tape fiber diameter to be inserted is selected, or the second V-groove 2 is selected. Is set deeper than the depth of the first V-groove 1. That is, in the optical fiber guide component 50 of the present invention, the diameter of the inscribed circle (hereinafter referred to as the hole diameter) of each guide hole before fiber insertion is set smaller than the diameter of the optical fiber.

ファイバ挿入前の各ガイド孔の孔径が光ファイバの直径よりも小さいため、このままでは光ファイバの挿入は困難であるが、本発明の光ファイバガイド部品50では、V溝基板10と平基板20とを、一定の弾性率を有する弾性接着剤からなる弾性接着層40により接合している。これにより、ファイバ挿入時にかかる挿入力等により弾性接着層40の厚みが変位して平基板20が変位するため、一時的にガイド孔の孔径が拡大し、光ファイバが挿入可能となる。   Since the diameter of each guide hole before fiber insertion is smaller than the diameter of the optical fiber, it is difficult to insert the optical fiber as it is. However, in the optical fiber guide component 50 of the present invention, the V-groove substrate 10 and the flat substrate 20 Are bonded by an elastic adhesive layer 40 made of an elastic adhesive having a certain elastic modulus. Thereby, the thickness of the elastic adhesive layer 40 is displaced by the insertion force or the like applied when the fiber is inserted, and the flat substrate 20 is displaced. Therefore, the hole diameter of the guide hole is temporarily enlarged, and the optical fiber can be inserted.

光ファイバをガイド孔に挿入してベアファイバを収容した後は、弾性接着層40の弾性復元による押し付け力により、ベアファイバが、V溝基板110の第1のV溝1の内壁面の2点と、平基板20の表面の1点との計3点で接した状態を維持することができる。これにより、実質的に、ガイド孔内のクリアランスがほぼゼロとなった状態での光接続が実現可能となる。これにより、従来よりも非常に低損失な光ファイバ接続を実現することが可能となる。   After the optical fiber is inserted into the guide hole and the bare fiber is accommodated, the bare fiber is pressed at two points on the inner wall surface of the first V-groove 1 of the V-groove substrate 110 by the pressing force due to the elastic restoration of the elastic adhesive layer 40. And a total of three points in contact with one point on the surface of the flat substrate 20 can be maintained. Thereby, the optical connection in a state where the clearance in the guide hole is substantially zero can be realized. As a result, it is possible to realize an optical fiber connection with a much lower loss than before.

ここで、理想的にはファイバの挿入力のみにより、弾性接着層40の弾性変形を起こせることが好ましい。以下、ファイバの挿入力のみにより弾性変形を起こすための弾性接着層40の弾性率を規定する。   Here, it is ideal that the elastic adhesive layer 40 can be elastically deformed only by the insertion force of the fiber. Hereinafter, the elastic modulus of the elastic adhesive layer 40 for causing elastic deformation only by the fiber insertion force is defined.

図2は、本発明に係る光ファイバガイド部品50の模式図である。図2には、V溝基板10と、平基板20と、光ファイバ35とが示されている。図2に示されるように、平基板20は、光ファイバ35を挿入するための斜め傾斜面を有するガイド部60を有する。
光ファイバガイド部品50はPLCに接続されている。
FIG. 2 is a schematic view of an optical fiber guide component 50 according to the present invention. FIG. 2 shows the V-groove substrate 10, the flat substrate 20, and the optical fiber 35. As shown in FIG. 2, the flat substrate 20 includes a guide portion 60 having an obliquely inclined surface for inserting the optical fiber 35.
The optical fiber guide component 50 is connected to the PLC.

図2において、光ファイバ35の直径をd、光ファイバ35の弾性2次モーメントをE、図2中x軸方向に対するガイド部60の傾斜角度をα、光ファイバ35の突出し長さをL、光ファイバ35の心数をN、弾性接着層40の貯蔵弾性率をG、弾性接着層40のひずみ量をδ、光ファイバ35とV溝基板10又は平基板20との静(動)摩擦係数をμ、V溝基板10と平基板20とに対する弾性接着層40の接着断面積をS、ファイバ長手方向と直交し、平基板20に対して図2中z軸方向に働く挿入力Fの最大値をFmaxとすると、ファイバの挿入力のみで平基板20が弾性変形するためには、(式1)が条件となる。   2, the diameter of the optical fiber 35 is d, the elastic second moment of the optical fiber 35 is E, the inclination angle of the guide portion 60 with respect to the x-axis direction in FIG. 2 is α, the protruding length of the optical fiber 35 is L, the light The number of cores of the fiber 35 is N, the storage elastic modulus of the elastic adhesive layer 40 is G, the strain amount of the elastic adhesive layer 40 is δ, and the static (dynamic) friction coefficient between the optical fiber 35 and the V-groove substrate 10 or the flat substrate 20 is μ, the bonding cross-sectional area of the elastic adhesive layer 40 with respect to the V-groove substrate 10 and the flat substrate 20 is S, and the maximum value of the insertion force F that is orthogonal to the fiber longitudinal direction and acts on the flat substrate 20 in the z-axis direction in FIG. Is Fmax, (Equation 1) is a condition for the flat substrate 20 to be elastically deformed only by the insertion force of the fiber.

Fmaxは、材料力学モデルによる計算から近似的に(式2)により表すことができる。   Fmax can be approximately expressed by (Equation 2) from the calculation by the material dynamic model.

(式2)は、ファイバを梁としたとき、x軸方向の圧縮力の最大値Iをガイド部60の斜め傾斜面に加えた場合において、垂直方向の力を分解することにより求めている。圧縮力の最大値Iは、(式3)のように示される。   (Expression 2) is obtained by decomposing the force in the vertical direction when the maximum value I of the compressive force in the x-axis direction is applied to the obliquely inclined surface of the guide portion 60 when the fiber is a beam. The maximum value I of the compression force is expressed as (Equation 3).

なお、(式3)で示される最大値I以上の力がファイバに加わると、ファイバが座屈することが知られている。本発明においては、(式1)及び(式2)を満たすファイバガイド形状及び弾性接着剤を選定することが好ましい。   It is known that when a force equal to or greater than the maximum value I shown in (Equation 3) is applied to the fiber, the fiber buckles. In the present invention, it is preferable to select a fiber guide shape and an elastic adhesive that satisfy (Expression 1) and (Expression 2).

(式2)に示されるように、x軸方向を基準とした平基板の角度αが90°、すなわちガイド部60がない場合、挿入力がほぼゼロとなる。そのため、平基板20に挿入ガイド加工を行うことによりガイド部60を形成することが必要となる。この挿入ガイド加工は、特許文献3に示される方法と同様に、ダイシング加工などにより形成することが可能である。αが小さいほど、Fの値が大きくなるが、角度60°のダイシングブレードが一般的に商用品として用いられていることから、低コスト性の観点で、αは60°/2すなわち、30°程度以下とすることが好ましい。   As shown in (Expression 2), when the angle α of the flat substrate with respect to the x-axis direction is 90 °, that is, when there is no guide portion 60, the insertion force is almost zero. Therefore, it is necessary to form the guide part 60 by performing insertion guide processing on the flat substrate 20. This insertion guide processing can be formed by dicing or the like, similarly to the method disclosed in Patent Document 3. As α is smaller, the value of F increases. However, since a dicing blade having an angle of 60 ° is generally used as a commercial product, α is 60 ° / 2, that is, 30 ° from the viewpoint of low cost. It is preferable to make it about or less.

また、光ファイバ35の突き出し長さLが小さいほどFは大きくなるが、Lが小さすぎると、ガイド部60のx軸方向の長さも必然的に短くする必要があり、ガイド部60を短くすると、ガイド部60の作製や把持が困難になる。   In addition, the smaller the protruding length L of the optical fiber 35 is, the larger F is. However, if L is too small, the length of the guide portion 60 in the x-axis direction must be shortened, and the guide portion 60 is shortened. Therefore, it becomes difficult to manufacture and grip the guide portion 60.

実際にガイド部60を作製してみたところ、Lが1mm以下では実用上の取り扱いが困難であることが確認された。そこで、Lを1mmと固定し、d=125μm、E=76×109Paとし、α=30°、静摩擦係数μ=0、N=1(最小値)として、上記(式2)を用いて挿入力Fmaxを計算すると、挿入力Fmaxはおよそ58Nとなる。すなわち、ファイバ1本の挿入に伴い、およそ58Nの力が平基板20に加わることになる。この力で平基板20を変位させるためには、(式1)を満たす弾性率Gが必要となる。 When the guide part 60 was actually produced, it was confirmed that practical handling was difficult when L was 1 mm or less. Therefore, L is fixed to 1 mm, d = 125 μm, E = 76 × 10 9 Pa, α = 30 °, static friction coefficient μ = 0, and N = 1 (minimum value), using the above (formula 2). When the insertion force Fmax is calculated, the insertion force Fmax is approximately 58N. That is, a force of about 58 N is applied to the flat substrate 20 with the insertion of one fiber. In order to displace the flat substrate 20 with this force, an elastic modulus G satisfying (Equation 1) is required.

接着断面積Sは、ファイバ突出し長さLと、図1中の長さL’、すなわちV溝基板10において第1のV溝1及び第2のV溝2が形成されている部分以外のy軸方向の長さによって決定される。後者は、PLC部品やコネクタ構造の横幅などにより決まるが、小型化の観点から、おおよそ、両端に2mm程度以上とることは困難である。最大の接着断面積としては、S=2×L×L’となり、L=1mm、L’=2mmとすると、S=4mm2とする。 The bonding cross-sectional area S is the fiber protruding length L and the length L ′ in FIG. 1, that is, y other than the portion where the first V-groove 1 and the second V-groove 2 are formed in the V-groove substrate 10. Determined by axial length. The latter is determined by the width of the PLC component or connector structure, but from the viewpoint of miniaturization, it is difficult to set it to approximately 2 mm or more at both ends. The maximum bonding cross-sectional area is S = 2 × L × L ′. When L = 1 mm and L ′ = 2 mm, S = 4 mm 2 .

また、一般に弾性接着剤と呼ばれているものは、通常10%以上の伸び(JIS K6301)を有するが、本発明においては、一般に弾性接着剤と呼ばれているもの以外でも、ひずみに対する弾性変形範囲の大きな接着剤などを用いることもできる(後者も含めて、本発明では弾性接着剤とよぶ)。後者の定義も含めた弾性接着剤において、接着剤が弾性を維持する領域はおおよそ、既存接着剤としては3%以下である。それ以上を超えると弾性復元はするものの、粘弾性の成分が少なからず存在し、緩和時間等の影響が大きくなる。そこで、最大ひずみとして3%を仮定する。このとき、(式1)により変位に必要な貯蔵弾性率を計算すると、およそ5×108Paとなる。この値以下の弾性率であれば、ファイバ1本の挿入力のみで、平基板20を変位させることができ、かつクリアランスをゼロにすることができるため、実用性に優れている。なお、実際に作製する際は、上記弾性ひずみ領域を考慮して、弾性領域に収まるように、適宜接着層の厚みと、変位量を設定すればよい。 Further, what is generally called an elastic adhesive usually has an elongation of 10% or more (JIS K6301), but in the present invention, other than what is generally called an elastic adhesive, elastic deformation against strain An adhesive having a large range can also be used (including the latter, it is called an elastic adhesive in the present invention). In the elastic adhesive including the latter definition, the region where the adhesive maintains elasticity is approximately 3% or less as the existing adhesive. If it exceeds that, elastic recovery will occur, but there will be a considerable amount of viscoelastic components, and the influence of relaxation time and the like will increase. Therefore, 3% is assumed as the maximum strain. At this time, when the storage elastic modulus required for displacement is calculated by (Equation 1), it is about 5 × 10 8 Pa. If the elastic modulus is less than this value, the flat substrate 20 can be displaced and the clearance can be reduced to zero with only the insertion force of one fiber, which is excellent in practicality. In actual production, the thickness and displacement amount of the adhesive layer may be set as appropriate so that the elastic strain region is taken into consideration.

但し、この値以上の弾性率であったとしても、ファイバの挿入力のみで平基板を変位させる以外の手段、例えば第1のV溝1や第2のV溝2の他に、ダミーV溝を設けて挿入したいファイバ径と同じ金属棒を入れるなどして、挿入時のみ、一時的にファイバ径を拡げる外力を加えてもよい。なお、従来の接着剤は、UV硬化系の硬い接着剤が用いられており、その貯蔵弾性率は1×109〜1×1011Pa程度であり、ファイバの挿入力での挿入には適さない。 However, even if the elastic modulus is equal to or greater than this value, means other than displacing the flat substrate only by the fiber insertion force, for example, the first V-groove 1 and the second V-groove 2, and the dummy V-groove An external force that temporarily expands the fiber diameter may be applied only during insertion, for example, by inserting a metal rod having the same diameter as the fiber diameter to be inserted. The conventional adhesive uses a hard UV curing adhesive, and its storage elastic modulus is about 1 × 10 9 to 1 × 10 11 Pa, which is suitable for insertion with the insertion force of the fiber. Absent.

以上のように、ファイバの挿入性という観点では、貯蔵弾性率は低いほど適し、例えば1×106Pa程度のシリコーン接着剤や変性シリコーン接着剤などがある。但し、特許文献3に記載のように、ファイバガイドをダイシングにより一括加工して量産することを考えると、貯蔵弾性率が低すぎる場合、その分剪断接着強度などが低下するため、V溝基板10と平基板20との変位が起こることが懸念される。実際に予備検討として、スライドガラス2枚を貼合わせて、ダイシングにより切り出しを行ったところ、1×107以下の弾性率では、2枚の板がずれる或いは、剥離が生じることが確認された。一方で、1×107Pa〜1×108Paの範囲の弾性率であれば、剥離やずれがほとんど無いことが確認できた。従って、V溝基板10と平基板20との上記相対変位を減らし、一括加工での精度をより高くするために、弾性率は1×107Paから1×108Paであることが好ましい。上記弾性率においては、ファイバの挿入力のみでも平基板20を微小変位させることが可能であり、かつ量産性も確保することができる。 As described above, from the viewpoint of fiber insertion property, the lower the storage elastic modulus, the more suitable, for example, a silicone adhesive or a modified silicone adhesive of about 1 × 10 6 Pa. However, as described in Patent Document 3, considering that mass production is performed by dicing the fiber guide by dicing, if the storage elastic modulus is too low, the shear bond strength and the like are reduced accordingly, so that the V-groove substrate 10 There is a concern that displacement between the flat substrate 20 and the flat substrate 20 may occur. As a preliminary study, when two slide glasses were bonded together and cut out by dicing, it was confirmed that the two plates were shifted or peeled at an elastic modulus of 1 × 10 7 or less. On the other hand, when the elastic modulus was in the range of 1 × 10 7 Pa to 1 × 10 8 Pa, it was confirmed that there was almost no peeling or displacement. Therefore, the elastic modulus is preferably 1 × 10 7 Pa to 1 × 10 8 Pa in order to reduce the relative displacement between the V-groove substrate 10 and the flat substrate 20 and increase the accuracy in batch processing. With the above elastic modulus, the flat substrate 20 can be minutely displaced only by the fiber insertion force, and mass productivity can be ensured.

(実施例1)
図3を用いて、本発明の実施例1に係る光ファイバガイド部品100を説明する。図3には、第1のV溝1及び第2のV溝2を有するV溝基板110と、平基板120と、スペーサ用ファイバ130と、弾性接着層140とを備える光ファイバガイド部品100が示されている。光ファイバガイド部品100は、平基板120に対してV溝基板110の両端が、V溝1及び2の長手方向であるx軸方向に突き出した構造となっている。以下、本発明の実施例1に係る光ファイバガイド部品100の作製方法を例示する。
Example 1
The optical fiber guide component 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, an optical fiber guide component 100 including a V-groove substrate 110 having a first V-groove 1 and a second V-groove 2, a flat substrate 120, a spacer fiber 130, and an elastic adhesive layer 140 is shown. It is shown. The optical fiber guide component 100 has a structure in which both ends of the V-groove substrate 110 protrude from the flat substrate 120 in the x-axis direction, which is the longitudinal direction of the V-grooves 1 and 2. Hereinafter, a method for producing the optical fiber guide component 100 according to the first embodiment of the present invention will be exemplified.

まず、光ファイバを接続するための挿入ファイバ径を測定する。通常、光通信用途で用いられる光ファイバのクラッド径は125μm(±0.5μm)であるが、測定結果から今回使用するテープファイバのクラッド径は124.6〜125.0μmであった。   First, an insertion fiber diameter for connecting an optical fiber is measured. Usually, the clad diameter of an optical fiber used for optical communication is 125 μm (± 0.5 μm). From the measurement results, the clad diameter of the tape fiber used this time is 124.6 to 125.0 μm.

次に、機械加工により、8×5×1mmの石英ガラス板に角度が60度の8心の第1のV溝1を加工し、8心の第1のV溝1の両端にも同様に第2のV溝2を加工することにより、V溝基板110を作製した。このとき、V溝基板110中の計10個のV溝1及び2の深さは同一になるよう設定し、その値は160μmとした。V溝のピッチについては、250μmと設定した。なお、V溝を所定のピッチで±0.1μmの精度で加工することは従来からの技術で可能であり、機械加工ではV溝の間隔を自由に設定することができるので、このピッチに限らず、任意のピッチのファイバガイドが簡単に作製できる。   Next, by machining, an 8-core first V-groove 1 with an angle of 60 degrees is machined on an 8 × 5 × 1 mm quartz glass plate, and the ends of the 8-core first V-groove 1 are similarly processed. A V-groove substrate 110 was produced by processing the second V-groove 2. At this time, the total depth of the ten V-grooves 1 and 2 in the V-groove substrate 110 was set to be the same, and the value was 160 μm. The pitch of the V grooves was set to 250 μm. In addition, it is possible to process the V-groove with a predetermined pitch with an accuracy of ± 0.1 μm by a conventional technique. In machining, the interval between the V-grooves can be freely set. Therefore, a fiber guide having an arbitrary pitch can be easily manufactured.

次に、スペーサ用ファイバ130として、挿入する光ファイバよりも径が小さい124.0μmのクラッド径を有するファイバを選定し、これを第2のV溝2に収容した後、8×4×1mmの石英ガラス板からなる平基板120で覆った。このとき、図3に示すように、図3中x軸方向について、V溝基板110のx軸方向の両端部分を平基板120に対して約1mmずつ長く取り、V溝基板110を平基板120に対して突き出した構造とした。   Next, a fiber having a cladding diameter of 124.0 μm, which is smaller than the optical fiber to be inserted, is selected as the spacer fiber 130, and this is accommodated in the second V-groove 2, and then 8 × 4 × 1 mm. It was covered with a flat substrate 120 made of a quartz glass plate. At this time, as shown in FIG. 3, in the x-axis direction in FIG. 3, both end portions in the x-axis direction of the V-groove substrate 110 are made approximately 1 mm longer than the flat substrate 120. The structure protruded against.

次に、V溝基板110において第1のV溝1及び第2のV溝2が形成されていない部分と、平基板120と、スペーサ用ファイバ130とで形成される空間に、弾性接着剤を充填して硬化させることにより弾性接着層140を形成する。すなわち、スペーサ用ファイバ30によって区切られるように、V溝基板110のV溝形成部分以外の部分と平基板120との間に弾性接着層140が形成される。弾性接着剤の硬化の際は、治具を用いて平基板120を押圧し、スペーサ用ファイバ130と平基板120とが互いに接触するように押圧力を調整し、その状態を維持して硬化させた。弾性接着層140の弾性接着剤としては、2液混合により縮合硬化を起こす変性シリコーン系弾性接着剤(20℃における貯蓄弾性率:〜1.0×107Pa)を用い、硬化前の粘性が低い状態で充填させ、その後、室温で半日かけて硬化させた。その結果、V溝基板110のV溝1と平基板120との隙間には、三角形状をなす空間からなるガイド孔が形成され、そのガイド孔の内接円の直径はおよそ124μmとなる。 Next, an elastic adhesive is applied to the space formed by the flat substrate 120 and the spacer fiber 130 in the V-groove substrate 110 where the first V-groove 1 and the second V-groove 2 are not formed. The elastic adhesive layer 140 is formed by filling and curing. That is, the elastic adhesive layer 140 is formed between the flat substrate 120 and the portion other than the V-groove forming portion of the V-groove substrate 110 so as to be separated by the spacer fiber 30. When the elastic adhesive is cured, the flat substrate 120 is pressed using a jig, the pressing force is adjusted so that the spacer fiber 130 and the flat substrate 120 are in contact with each other, and the state is maintained and cured. It was. As an elastic adhesive for the elastic adhesive layer 140, a modified silicone elastic adhesive (stored elastic modulus at 20 ° C .: ˜1.0 × 10 7 Pa) that causes condensation and curing by mixing two liquids is used. Filled low, then cured at room temperature for half a day. As a result, a guide hole composed of a triangular space is formed in the gap between the V groove 1 of the V groove substrate 110 and the flat substrate 120, and the diameter of the inscribed circle of the guide hole is approximately 124 μm.

平基板120においてファイバが挿入される端面付近の溝をマイクロドリルで研削加工することにより、所定のガイド角を有するガイド部160を形成した。このときのガイド角はおよそ30°程度となった。   A guide portion 160 having a predetermined guide angle was formed by grinding a groove near the end face into which the fiber is inserted in the flat substrate 120 with a micro drill. The guide angle at this time was about 30 °.

このようにして作製された光ファイバガイド部品100において、スペーサ用ファイバ130は、V溝基板110の第2のV溝2の内壁面の2点と、平基板120の表面の1点の計3点で接触した状態となる。また、V溝基板110の第1のV溝1及び第2のV溝2の最下部から平基板120までの高さはおおよそ186μm[=(124/2)×3]となる。すなわち、弾性接着層140の厚さはおよそ26μmとなっている。また、図3に示されるように、平基板120に対してV溝基板110の両端がx軸方向に突き出した形をとっており、かつガイド加工もなされているため、ファイバが挿入しやすい構造となっている。   In the optical fiber guide component 100 manufactured as described above, the spacer fiber 130 includes three points on the inner wall surface of the second V-groove 2 of the V-groove substrate 110 and one point on the surface of the flat substrate 120. It will be in the state which touched at the point. Further, the height from the bottom of the first V-groove 1 and the second V-groove 2 of the V-groove substrate 110 to the flat substrate 120 is approximately 186 μm [= (124/2) × 3]. That is, the thickness of the elastic adhesive layer 140 is approximately 26 μm. In addition, as shown in FIG. 3, since both ends of the V-groove substrate 110 are projected in the x-axis direction with respect to the flat substrate 120 and are also subjected to guide processing, a structure in which a fiber can be easily inserted. It has become.

(実施例2)
図4を用いて、本発明の実施例2に係る光ファイバガイド部品200を説明する。図4には、第1のV溝1及び第2のV溝2を有するV溝基板210と、平基板220と、スペーサ用ファイバ230と、弾性接着層240とを備える光ファイバガイド部品200が示されている。以下、図5を用いて、本発明の実施例2に係る光ファイバガイド部品200の作製方法を、実施例1で示される作製方法との差分を抜粋して例示する。
(Example 2)
An optical fiber guide component 200 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. 4 shows an optical fiber guide component 200 including a V-groove substrate 210 having a first V-groove 1 and a second V-groove 2, a flat substrate 220, a spacer fiber 230, and an elastic adhesive layer 240. It is shown. Hereinafter, the manufacturing method of the optical fiber guide component 200 according to the second embodiment of the present invention will be illustrated with reference to FIG. 5 by extracting differences from the manufacturing method shown in the first embodiment.

使用するテープファイバのクラッド径は、実施例1の場合と同様、124.6μm〜125.0μmである。まず、複数個の光ファイバガイド部品を一括で作製するために、光ファイバガイド部品の数十個分に対応する大きさの石英ガラス板を2枚用意する。図5(a)に示されるように、V溝基板210のV溝加工は一方の石英ガラス板の機械加工により行い、V溝角度が60°の8心の第1のV溝1を加工し、8心の第1のV溝1の両端に同様にして第2のV溝2を加工することによりV溝基板210を作製する。ここで、第1のV溝1の深さは160μmと設定するのに対し、第2のV溝2の深さを161.5μmと設定した。計10個の第1のV溝1及び第2のV溝2を基本単位列として、同一ガラス板上に、同様に7列、計70個のV溝を形成した。7列を分離する目印として、同一ガラス板上に8つのV溝を形成した。   The clad diameter of the tape fiber used is 124.6 μm to 125.0 μm, as in the case of Example 1. First, in order to manufacture a plurality of optical fiber guide components at once, two quartz glass plates having a size corresponding to several tens of optical fiber guide components are prepared. As shown in FIG. 5A, the V-groove processing of the V-groove substrate 210 is performed by machining one quartz glass plate, and the 8-core first V-groove 1 having a V-groove angle of 60 ° is processed. The V-groove substrate 210 is manufactured by processing the second V-groove 2 in the same manner at both ends of the eight-core first V-groove 1. Here, the depth of the first V-groove 1 was set to 160 μm, while the depth of the second V-groove 2 was set to 161.5 μm. A total of 70 V-grooves were formed in the same manner on the same glass plate, with a total of 10 first V-grooves 1 and 2 V-grooves 2 serving as basic unit rows. Eight V-grooves were formed on the same glass plate as marks for separating the seven rows.

スペーサ用ファイバ230としては、テープファイバの最小値と同じ124.6μmのクラッド径を有するファイバを選定し、これをV溝基板210の第2のV溝2にそれぞれ収容し、V溝基板210とほぼ同一面積を有する他方の石英ガラス板からなる平基板220で覆った。その後、図5(a)に示されるように、V溝基板210のV溝形成部分以外の部分に弾性接着剤を塗布し、平基板220により弾性接着剤に押圧力を均一に掛けながら接着固定し、硬化させることにより、V溝基板210のV溝形成部分以外の部分と平基板220との間に、弾性接着層240を形成した。弾性接着剤としては、20℃において貯蔵弾性率が6×107Paを有する2液混合型のシリル化ウレタン系接着剤を用いた。硬化の際は、治具を用いて平基板220を押圧して、その状態を維持して硬化させることで、第1のV溝1とゴム層340との間にファイバを挿入するためのガイド孔を形成した。ガイド孔の内接円直径は、ファイバ径よりもおよそ1.5μm小さく設定される。 As the spacer fiber 230, fibers having a cladding diameter of 124.6 μm, which is the same as the minimum value of the tape fiber, are selected and accommodated in the second V groove 2 of the V groove substrate 210. It was covered with a flat substrate 220 made of the other quartz glass plate having almost the same area. After that, as shown in FIG. 5 (a), an elastic adhesive is applied to portions other than the V-groove forming portion of the V-groove substrate 210, and the flat substrate 220 is bonded and fixed while uniformly applying a pressing force to the elastic adhesive. Then, the elastic adhesive layer 240 was formed between the portion other than the V groove forming portion of the V groove substrate 210 and the flat substrate 220 by curing. As the elastic adhesive, a two-component mixed silylated urethane adhesive having a storage elastic modulus of 6 × 10 7 Pa at 20 ° C. was used. At the time of curing, a guide for inserting a fiber between the first V-groove 1 and the rubber layer 340 by pressing the flat substrate 220 using a jig and maintaining the state to cure. A hole was formed. The inscribed circle diameter of the guide hole is set to be approximately 1.5 μm smaller than the fiber diameter.

接着固定後に、図5(b)に示されるように、8×5×2mmのサイズとなるよう、V溝基板210及び平基板220にダイシング加工を施すことにより、光ファイバガイド部品の数十個分を一括に作製する。その後、図5(c)に示されるように、V溝基板210の両端のファイバ挿入口にV溝ダイシング加工を施す。それにより、図4に示すようなファイバの挿入を容易にする挿入アシスト溝構造を有するガイド部260を形成した。挿入アシスト構造の形成に関しては、特許文献3を参考とし、V溝側の研削量を小さくし、V溝1及び2が実質的にx軸方向に突き出した構造とした。このとき、溝の角度はx軸方向に対して、平基板側、V溝基板側ともに30度傾斜させた溝加工を施し、かつ、V溝基板側により深い溝を形成し、平基板側にファイバ挿入力が加わりやすい構造とした。   After bonding and fixing, the V-groove substrate 210 and the flat substrate 220 are subjected to dicing so that the size becomes 8 × 5 × 2 mm as shown in FIG. Make a batch of minutes. Thereafter, as shown in FIG. 5C, V-groove dicing is performed on the fiber insertion ports on both ends of the V-groove substrate 210. As a result, a guide portion 260 having an insertion assist groove structure that facilitates fiber insertion as shown in FIG. 4 was formed. Regarding the formation of the insertion assist structure, referring to Patent Document 3, the grinding amount on the V-groove side was reduced, and the V-grooves 1 and 2 were substantially protruded in the x-axis direction. At this time, the groove is inclined at 30 degrees on both the flat substrate side and the V-groove substrate side with respect to the x-axis direction, and a deeper groove is formed on the V-groove substrate side. The structure is easy to apply fiber insertion force.

(実施例3)
図6は、本発明の実施例3に係る光ファイバガイド部品300の断面図を示す。図6に示されるように、実施例3に係る光ファイバガイド部品300は、V溝基板310と、平基板320と、スペーサ用ファイバ330と、接着層340と、弾性フィルム層350とを備える。V溝基板310の上面には、16心の第1のV溝1と、第1のV溝1の両端に位置する一対のスペーサ用ファイバ340用の第2のV溝2が形成されている。弾性フィルム層350は、ファイバ径以下の厚さを有するゴムフィルムなどとすることができる。本発明の実施例3に係る光ファイバガイド部品300の作製方法は、実施例1で示される作製方法と基本的に同様の手順で行った。実施例1で示される作製方法との差分を抜粋して以下に記述する。
(Example 3)
FIG. 6 shows a cross-sectional view of an optical fiber guide component 300 according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 6, the optical fiber guide component 300 according to the third embodiment includes a V-groove substrate 310, a flat substrate 320, a spacer fiber 330, an adhesive layer 340, and an elastic film layer 350. A 16-core first V-groove 1 and a second V-groove 2 for a pair of spacer fibers 340 located at both ends of the first V-groove 1 are formed on the upper surface of the V-groove substrate 310. . The elastic film layer 350 can be a rubber film having a thickness equal to or less than the fiber diameter. The manufacturing method of the optical fiber guide component 300 according to Example 3 of the present invention was performed in the same procedure as the manufacturing method shown in Example 1. Differences from the manufacturing method shown in Example 1 are extracted and described below.

使用する16心テープファイバのクラッド径は、実施例1と同様、124.6〜125.0μmである。まず、機械加工により石英ガラス板に角度が60度の16心の第1のV溝1を加工し、16心の第1のV溝1の両端にも同様に第2のV溝2を2つ加工することにより、V溝基板310を作製する。ここで、計18つのV溝1、2の深さは160μmと設定した。   The clad diameter of the 16-fiber tape fiber to be used is 124.6 to 125.0 μm as in the first embodiment. First, a 16-core first V-groove 1 having an angle of 60 degrees is machined into a quartz glass plate by machining, and two second V-grooves 2 are similarly formed at both ends of the 16-core first V-groove 1. The V-groove substrate 310 is manufactured by processing. Here, the total depth of the 18 V grooves 1 and 2 was set to 160 μm.

スペーサ用ファイバ330としては、テープファイバの最小値よりも小さい124.0μmのクラッド径を有するファイバを選定し、これを第2のV溝2に収容した後、約100μm厚の低硬度シリコーンゴムシートからなる弾性フィルム層350が接着された平基板320でスペーサ用ファイバ330を覆った。その後、V溝基板310のV溝形成部分以外の部分とスペーサ用ファイバ330と弾性フィルム層350とで形成される空間に、貯蔵弾性率が2×1010Paのエポキシ系接着剤を充填し、硬化させた。硬化の際は、治具を用いて平基板320を押圧し、スペーサ用ファイバ330とゴム層340とが互いに接触するよう押圧力を調整し、その状態を維持して硬化させることで、第1のV溝1とゴム層340との間にファイバを挿入するためのガイド孔を形成した。ガイド孔の内接円の直径は、およそ124μmとなる。その後は、実施例2と同様に、挿入を容易にするための溝加工をV溝基板310の両端に施すことで、挿入ガイド構造を形成した。 As the spacer fiber 330, a fiber having a cladding diameter of 124.0 μm, which is smaller than the minimum value of the tape fiber, is selected and accommodated in the second V-groove 2, and then a low-hardness silicone rubber sheet having a thickness of about 100 μm. The spacer fiber 330 is covered with a flat substrate 320 to which an elastic film layer 350 made of is bonded. Thereafter, an epoxy adhesive having a storage elastic modulus of 2 × 10 10 Pa is filled in a space formed by the portion other than the V-groove forming portion of the V-groove substrate 310, the spacer fiber 330, and the elastic film layer 350, Cured. At the time of curing, the flat substrate 320 is pressed using a jig, the pressing force is adjusted so that the spacer fiber 330 and the rubber layer 340 are in contact with each other, and the state is maintained and cured, whereby the first A guide hole for inserting a fiber was formed between the V groove 1 and the rubber layer 340. The diameter of the inscribed circle of the guide hole is approximately 124 μm. After that, as in Example 2, the insertion guide structure was formed by applying groove processing for facilitating insertion to both ends of the V-groove substrate 310.

なお、実施例3に係る光ファイバガイド部品300によると、上述のような弾性接着層340による弾性復元力の効果に加え、さらに平基板320に固定されている弾性フィルム層350による弾性復元力がファイバに対して個別に−z軸方向に加わることとなる。そのため、V溝深さ誤差の影響もなくし、更なる低損失化を実現することができ、よりクリアランスを小さくする(ゼロにする)効果がある。この際は、弾性接着層340は必ずしも弾性接着剤を用いなくともよく、通常のエポキシ系接着剤を用いてもよい。   According to the optical fiber guide component 300 according to the third embodiment, in addition to the effect of the elastic restoring force by the elastic adhesive layer 340 as described above, the elastic restoring force by the elastic film layer 350 fixed to the flat substrate 320 is further increased. It is added to the fiber individually in the -z-axis direction. Therefore, there is no influence of the V-groove depth error, a further reduction in loss can be realized, and there is an effect of making the clearance smaller (zero). At this time, the elastic adhesive layer 340 does not necessarily need to use an elastic adhesive, and may use a normal epoxy adhesive.

図7は、本発明に係る光ファイバガイド部品のガイド孔に1本のベアファイバが挿入される機構を模式的に示す図である。図7(a)がベアファイバ挿入途中の断面を、図7(b)が接続後の断面を示している。挿入するベアファイバには面取り加工が施されており、光ファイバガイドには実施例2のような挿入ガイド加工が施されている。なお、ここでは、実施例2に係る光ファイバガイド部品200を基本に記述するが、本発明に係る光ファイバガイド部品50、100、300の場合も同様である。   FIG. 7 is a diagram schematically showing a mechanism in which one bare fiber is inserted into the guide hole of the optical fiber guide component according to the present invention. FIG. 7A shows a cross-section during insertion of a bare fiber, and FIG. 7B shows a cross-section after connection. The bare fiber to be inserted is chamfered, and the optical fiber guide is subjected to the insertion guide processing as in the second embodiment. Here, the optical fiber guide component 200 according to the second embodiment is basically described, but the same applies to the optical fiber guide components 50, 100, and 300 according to the present invention.

図7(a)に示されるように、光ファイバ35のベアファイバ部分は、ファイバの面取りと挿入アシスト構造により、V溝基板210の第1のV溝1に沿って容易に挿入されていく。しかしながら、平基板220により、図7(a)中a−a’以降は、ファイバ面取り部は挿入可能だが、面取り部以外の挿入は一時的にとまり、ファイバ先端のみが挟まった状態となる。ここで、ベアファイバをさらにガイド孔に挿入するよう力を加えると、孔径を拡大させるよう平基板220を押し上げる力が発生し、これに応じて、平基板220の各位置で挿入力が発生し、弾性接着層240が変形しながらベアファイバが挿入されていく。光ファイバガイド部品200では、実施例2で前述した弾性率を有する弾性接着剤からなる弾性接着層240は、平基板220を1.5μmだけ変位させればよいため、8心のファイバの挿入力のみで押し広げることが可能である。この際の1.5μm程度の変位量は、弾性接着層240の厚さ(25μm程度)に対して5%程度の伸びであるが、用いたシリル化ウレタン樹脂が弾性破壊をすることはなかった。   As shown in FIG. 7A, the bare fiber portion of the optical fiber 35 is easily inserted along the first V-groove 1 of the V-groove substrate 210 by the fiber chamfering and the insertion assist structure. However, with the flat substrate 220, the fiber chamfered portion can be inserted after a-a 'in FIG. 7A, but insertion other than the chamfered portion is temporarily stopped, and only the fiber tip is sandwiched. Here, when a force is applied to further insert the bare fiber into the guide hole, a force for pushing up the flat substrate 220 to increase the hole diameter is generated, and an insertion force is generated at each position of the flat substrate 220 accordingly. The bare fiber is inserted while the elastic adhesive layer 240 is deformed. In the optical fiber guide component 200, the elastic adhesive layer 240 made of the elastic adhesive having the elastic modulus described in the second embodiment only needs to displace the flat substrate 220 by 1.5 μm. It is possible to spread only with. The amount of displacement of about 1.5 μm at this time is about 5% of elongation with respect to the thickness of the elastic adhesive layer 240 (about 25 μm), but the silylated urethane resin used did not elastically break. .

外力を加えない場合は、ベアファイバ挿入後はそのまま弾性接着層240が元の形に復元するよう弾性復元変形するため、ファイバは−z軸方向に常に押圧され、ベアファイバが、第1のV溝1の内壁面と平基板220の表面との3点で接した状態を維持することとなる。実施例3のように弾性フィルム層350を用いる場合は、ベアファイバが第1のV溝1の内壁面と弾性フィルム層350の表面との3点で接した状態を維持することとなる。後述のように外力を加えた場合も、挿入後にその外力を解放すれば、同様に、ベアファイバは−z軸方向に押圧されることとなる。   When no external force is applied, the elastic adhesive layer 240 is elastically deformed and deformed so as to restore its original shape as it is after the bare fiber is inserted, so that the fiber is always pressed in the −z-axis direction, and the bare fiber is The state where the inner wall surface of the groove 1 and the surface of the flat substrate 220 are in contact with each other at three points is maintained. When the elastic film layer 350 is used as in the third embodiment, the bare fiber is kept in contact with the inner wall surface of the first V groove 1 and the surface of the elastic film layer 350 at three points. Even when an external force is applied as described later, if the external force is released after the insertion, the bare fiber is similarly pressed in the −z-axis direction.

ファイバの挿入力だけでの挿入が困難な場合、前述のように、平基板220に外力を加える方法をとればよい。例えば、孔径の差分が大きい場合や、ファイバの心数が少ない場合などは、以下で説明するように、孔径を拡大させるような外力を一時的に加えればよい。   When it is difficult to insert only with the fiber insertion force, a method of applying an external force to the flat substrate 220 as described above may be used. For example, when the difference in hole diameter is large or when the number of fiber cores is small, an external force that enlarges the hole diameter may be temporarily applied as described below.

外力を加える方法としては、治具などを用いて平基板を両端から挟んで把持し、z軸方向に微小に押し上げる方法が挙げられる。外力を加える方法の他の例としては、図8に示される方法が挙げられる。図8には、V溝基板410と、平基板420と、スペーサ用ファイバ430と、弾性接着層440とを備える光ファイバガイド部品400が示されている。図8(a)に示されるように、V溝基板410には、第1のV溝1と、第2のV溝2と、第3のV溝440とが形成されている。   As a method of applying an external force, there is a method of holding and holding a flat substrate from both ends by using a jig or the like and pushing it up slightly in the z-axis direction. Another example of a method for applying an external force is the method shown in FIG. FIG. 8 shows an optical fiber guide component 400 including a V-groove substrate 410, a flat substrate 420, a spacer fiber 430, and an elastic adhesive layer 440. As shown in FIG. 8A, the V-groove substrate 410 is formed with a first V-groove 1, a second V-groove 2, and a third V-groove 440.

図8(b)に示されるように、ベアファイバを挿入する第1のV溝1、スペーサ用ファイバ430を挿入する第2のV溝2以外に、第3のV溝450を2つ以上形成しておき、ファイバ径と同程度かわずかに大きい径を有するダミーファイバ460を第3のV溝450に挿入する。それにより、一時的に弾性接着層440を弾性変形させて、予めファイバの挿入口を拡大させておくことができ、その後ベアファイバのテープファイバを挿入した後に、ダミーファイバ460を引き抜くことで、弾性接着層440に弾性復元させることができる。なお、ダミーファイバ460は、金属ピンやポリマーロッド、ガラスロッドなどとすることができる。   As shown in FIG. 8B, two or more third V-grooves 450 are formed in addition to the first V-groove 1 into which the bare fiber is inserted and the second V-groove 2 into which the spacer fiber 430 is inserted. A dummy fiber 460 having a diameter approximately equal to or slightly larger than the fiber diameter is inserted into the third V-groove 450. As a result, the elastic adhesive layer 440 can be temporarily elastically deformed to expand the fiber insertion port in advance, and after inserting the bare fiber tape fiber, the dummy fiber 460 is pulled out to be elastic. The adhesive layer 440 can be elastically restored. The dummy fiber 460 can be a metal pin, a polymer rod, a glass rod, or the like.

以上説明したような弾性復元機構を有する本発明に係る光ファイバガイド部品により、ファイバが常にV溝の中で必ず所定位置に定まることとなり、挿入後にクリアランスが存在しないこととなる。従来の構造では、挿入後もクリアランスが存在していたため、ベアファイバとV溝と平基板とが1点又は2点しか接することができず、軸ずれ、すなわち損失の低下や損失変動の要因であった。本発明に係る光ファイバガイド部品では、溝精度のみでファイバの位置が決まるため、クリアランスによる軸ずれをほとんどなくすことができる。さらに、ベアファイバ型の接続の特徴として、上述のように、各孔で各ベアファイバが調心されるためV溝のピッチ誤差などは影響しないため、本発明の光ファイバガイド部品によって、永久接続並みの非常に低損失な光ファイバ接続が可能となる。   With the optical fiber guide component according to the present invention having the elastic restoring mechanism as described above, the fiber is always fixed at a predetermined position in the V-groove, and there is no clearance after insertion. In the conventional structure, there is a clearance even after insertion, so the bare fiber, the V-groove, and the flat substrate can contact only one point or two points. there were. In the optical fiber guide component according to the present invention, since the position of the fiber is determined only by the groove accuracy, the axial deviation due to the clearance can be almost eliminated. Further, as described above, since the bare fiber is aligned in each hole as described above, the pitch error of the V-groove is not affected, so that the permanent connection is achieved by the optical fiber guide component of the present invention. The same extremely low loss optical fiber connection becomes possible.

(実施例4)
次に、図9を用いて、本発明に係る光ファイバガイド部品をベアファイバ型の接続形態に適用した例を示す実施例4を説明する。実施例4では、実施例2に係る光ファイバガイド部品200を使用した例を説明するが、本発明に係る光ファイバガイド部品50、100、300、400を用いた場合でも同様の効果が実現できる。
Example 4
Next, Example 4 which shows the example which applied the optical fiber guide component which concerns on this invention to the bare fiber type connection form is demonstrated using FIG. In the fourth embodiment, an example in which the optical fiber guide component 200 according to the second embodiment is used will be described. However, the same effect can be realized even when the optical fiber guide components 50, 100, 300, and 400 according to the present invention are used. .

図9(a)は、124.6μm〜125.0μmのクラッド径を有する8心のテープファイバ510を対向する両端から第1のV溝1に挿入して接続する断面を示す。図9(b)は、図9(a)の矢印方向から見た図である。図9(b)に示されるように、2つの8心テープファイバは、光ファイバガイド部品200より後方でそれぞれ、従来のベアファイバ型の光ファイバ接続部品と共通の光ファイバ・ハウジングに取付けている。挿入時は、ファイバ挿入力により、平基板220を1.5μm程度変位させることにより、両端からそれぞれ対に、8心テープファイバ510を挿入させている。なお、図9(a)においては簡略化のため、スペーサ用ファイバ230は省略している。また、図9(a)で1本のファイバが挿入されているのみであるが、実際には紙面奥行方向に8本のファイバが同様に挿入されている。   FIG. 9A shows a cross section in which an 8-core tape fiber 510 having a cladding diameter of 124.6 μm to 125.0 μm is inserted and connected to the first V-groove 1 from opposite ends. FIG. 9B is a diagram viewed from the direction of the arrow in FIG. As shown in FIG. 9 (b), the two eight-fiber tape fibers are attached to the common optical fiber housing behind the optical fiber guide component 200 and the conventional bare fiber type optical fiber connecting component, respectively. . At the time of insertion, the 8-fiber tape fiber 510 is inserted into each pair from both ends by displacing the flat substrate 220 by about 1.5 μm by the fiber insertion force. In FIG. 9A, the spacer fiber 230 is omitted for simplification. Further, only one fiber is inserted in FIG. 9A, but actually eight fibers are similarly inserted in the depth direction of the drawing.

両端からのファイバ挿入により接続が完了した後、非特許文献1に記載のような光ファイバ・ハウジングと同様のハウジング部品で嵌合状態を維持させ、2つのテープファイバの接続を完了させた。なお、ファイバの先端にはあらかじめ屈折率整合剤を塗布しておき、反射の低下を防止した。図12は、光ファイバ接続後の写真を示す。接続後に、図12に示されるように全体を挟みこみ、固定するクリップ部品をとりつけることにより、その後の熱変動などに伴う、損失変動を防止する機構を設けることができる。   After the connection was completed by inserting the fibers from both ends, the fitting state was maintained with housing parts similar to the optical fiber housing as described in Non-Patent Document 1, and the connection of the two tape fibers was completed. In addition, a refractive index matching agent was applied in advance to the tip of the fiber to prevent a reduction in reflection. FIG. 12 shows a photograph after optical fiber connection. After the connection, as shown in FIG. 12, the whole is sandwiched and a clip part to be fixed is attached, thereby providing a mechanism for preventing loss fluctuation caused by subsequent thermal fluctuation.

以上のようにして、8心光ファイバ接続部品を5つ作製し、その接続損失を測定したところ、過剰損失で平均0.05dBと非常に低い接続損失が得られた。また反射減衰量も平均40dBと屈折率整合剤により高反射減衰量が得られることを確認した。一方、−40℃〜85℃で熱変動を実施した際の過剰損失の変動は平均0.1dB以下に抑制することができた。   As described above, five 8-fiber optical fiber connecting parts were produced, and the connection loss was measured. As a result, an excessively low connection loss of 0.05 dB on average was obtained. Also, it was confirmed that a high reflection attenuation was obtained by the refractive index matching agent with an average reflection attenuation of 40 dB. On the other hand, the fluctuation of excess loss when the thermal fluctuation was performed at −40 ° C. to 85 ° C. could be suppressed to an average of 0.1 dB or less.

なお、ここでは、屈折率整合剤を介した接続形態としたが、互いに押圧力を加え、ファイバ端面同士をPhysical contact(PC)接続させる手法をとってもよく、その際は、ファイバ挿入が完了したのちに、一方のテープファイバ部を更に挿入させる方向に押し付けて座屈力を発現させればよい。   In this example, the connection form is based on a refractive index matching agent. However, it is also possible to use a method in which the fiber end faces are connected to each other by applying a pressing force, and in this case, after fiber insertion is completed. In addition, it is only necessary to press one side of the tape fiber portion in the direction of further insertion to develop a buckling force.

(実施例5)
次に、図11を用いて、本発明に係る光ファイバガイド部品を、光デバイスと光ファイバとの接続に適用した例を示す実施例5について説明する。実施例5では、実施例2に係る光ファイバガイド部品200を使用した例を説明するが、本発明に係る光ファイバガイド部品50、100、300、400を用いた場合でも同様の効果が実現できる。
(Example 5)
Next, Example 5 which shows the example which applied the optical fiber guide component which concerns on this invention to the connection of an optical device and an optical fiber is demonstrated using FIG. In the fifth embodiment, an example in which the optical fiber guide component 200 according to the second embodiment is used will be described, but the same effect can be realized even when the optical fiber guide components 50, 100, 300, and 400 according to the present invention are used. .

図11は、光ファイバガイド部品200のファイバガイドに、124.6〜125.0μmのクラッド径を有する8心のテープファイバを片端から挿入し、接続される構成を示している。図11(a)に示されるように、石英ガラスからなる250μmピッチの8分岐スプリッタ機能を有した平面光導波路を用意し、その端面に実施例2で示されるように作製した光ファイバガイド部品200の8心ファイバガイドを取付けた。ここで、ファイバガイドはその孔と導波路のコア位置が対応するように取り付けられている。   FIG. 11 shows a configuration in which an eight-core tape fiber having a cladding diameter of 124.6 to 125.0 μm is inserted into one end of the fiber guide of the optical fiber guide component 200 and connected. As shown in FIG. 11A, a planar optical waveguide made of quartz glass and having an 8-branch splitter function with a pitch of 250 μm is prepared, and an optical fiber guide component 200 manufactured on the end face thereof as shown in Example 2 is used. The 8-fiber fiber guide was attached. Here, the fiber guide is attached so that the hole and the core position of the waveguide correspond to each other.

光導波路端面にファイバガイドを取り付ける方法としては、下記の方法をとった。すなわち、ファイバガイドの任意の2心にベアファイバを挿入し、この光ファイバに光を入射して光導波路と調心する。このベアファイバを挿入する際には、前述の通り、一時的に外力を加えて孔径を拡大させることで挿入した。外力を解放し、クリアランスを無くした状態で孔位置と導波路コア位置を調心し、その後、V溝基板端面と導波路接続単面にUV接着剤を滴下して紫外線を照射し固定した。この際、平基板は、光デバイスとはUV樹脂で接着固定はさせないこととした。また孔にはUV樹脂を回り込ませないようにした。これは、光ファイバガイド部品の光デバイスと接続する端面において、平基板とV溝基板の境界に、挿入アシスト溝を形成する手法と同様の要領で、溝加工を施すことで、接着剤の回り込みを防ぎ、実現させた。この工程ののち、挿入した調心用光ファイバを抜いた。   As a method for attaching the fiber guide to the end face of the optical waveguide, the following method was adopted. That is, a bare fiber is inserted into any two cores of the fiber guide, and light enters the optical fiber to align with the optical waveguide. When inserting this bare fiber, as described above, it was inserted by temporarily applying an external force to enlarge the hole diameter. With the external force released and the clearance removed, the hole position and waveguide core position were aligned, and then UV adhesive was dropped onto the V-groove substrate end face and the waveguide connection single face to irradiate ultraviolet rays and fixed. At this time, the flat substrate was not bonded and fixed to the optical device with UV resin. Also, UV resin was not allowed to enter the hole. This is because the adhesive wraps around the end face of the optical fiber guide component connected to the optical device by performing groove processing in the same manner as the method of forming the insertion assist groove at the boundary between the flat substrate and the V-groove substrate. Was prevented and realized. After this process, the inserted alignment optical fiber was pulled out.

このようにして、光導波路とファイバガイドを一体化すれば、その後の任意の工程でファイバガイドに光ファイバを挿入することで低損失な接続が簡単にできる。   If the optical waveguide and the fiber guide are integrated in this manner, a low-loss connection can be easily performed by inserting the optical fiber into the fiber guide in an arbitrary subsequent process.

ベアファイバを挿入する際は、前述と同様の手法で、8心テープファイバの挿入力により、接着層を弾性変形させた。なお、光導波路とファイバの接続面には、屈折率整合剤を塗布した。挿入後、ファイバを導波路端面に突き当てた後に、平基板と光デバイス端面およびファイバ挿入孔内にUV硬化型接着剤を浸透させ、デバイスと光ファイバガイド部品全体を一体に接着固定し、接続を完了させた。   When inserting the bare fiber, the adhesive layer was elastically deformed by the insertion force of the 8-core tape fiber by the same method as described above. A refractive index matching agent was applied to the connection surface between the optical waveguide and the fiber. After insertion, after the fiber is abutted against the waveguide end face, UV curable adhesive is infiltrated into the flat substrate, the end face of the optical device and the fiber insertion hole, and the device and the entire optical fiber guide component are bonded and fixed together. Was completed.

このような工程によって端面にファイバガイドが接続された光導波路を合計10個作製した。各光導波路のファイバガイドに前述の手法で8心テープファイバを挿入し、過剰損失を測定した。この結果、過剰損失の平均は0.08dBと非常に低損失であった。この結果は、本発明の光ファイバガイド部品が高精度で作製されていることを示すものである。また、反射減衰量は全て40〜50dBであった。   In total, ten optical waveguides having fiber guides connected to the end faces were produced by such a process. An 8-fiber tape fiber was inserted into the fiber guide of each optical waveguide by the above-described method, and excess loss was measured. As a result, the average excess loss was as low as 0.08 dB. This result shows that the optical fiber guide component of the present invention is manufactured with high accuracy. The return loss was 40-50 dB in all cases.

なお、接続端面はファイバを座屈させてPC接続状態をとっても、導波路との接続の時のように、屈折率整合剤を導入してもよい。接続端面に関しても、直角端面に限らず、より反射減衰量を向上させるために、斜め端面としてもよい。   The connection end face may be in a PC connection state by buckling the fiber, or a refractive index matching agent may be introduced as in connection with the waveguide. The connection end face is not limited to the right end face, but may be an oblique end face in order to further improve the return loss.

また、弾性接着剤の種類は、今回はシリコーン接着剤、シリル化ウレタン接着剤等を用いたが、必ずしも上記の接着剤に限定するものではない。請求項記載の弾性率範囲を有する接着剤であれば、シリコーン系、変性シリコーン系、シリル化ウレタン系、およびその誘導体などが適用可能であり、またゴム系接着材や、変性シリコーン型エポキシマトリックス系接着剤、アクリルなどの非架橋性接着樹脂、あるいはフィラーなどを添加して、弾性率を低下させた架橋性接着樹脂などを用いてもよい。   Moreover, although the silicone adhesive, the silylated urethane adhesive, etc. were used for the kind of elastic adhesive this time, it is not necessarily limited to said adhesive. As long as the adhesive has an elastic modulus range according to the claims, silicone-based, modified silicone-based, silylated urethane-based, and derivatives thereof can be applied, and rubber-based adhesives and modified silicone-type epoxy matrix systems can be applied. An adhesive, a non-crosslinkable adhesive resin such as acrylic, or a crosslinkable adhesive resin having a reduced elastic modulus by adding a filler or the like may be used.

挿入するベアファイバ径に関しても125μm付近に限定するものではなく、挿入するベアファイバ径に合わせて適宜V溝深さとスペーサ用ファイバ径を選定すればよい。また、本発明においては、8心のV溝を例にして説明したが、挿入するベアファイバの心数は特に限定するものではなく、その心数に合わせて、第1のV溝を加工して作製すればよい。   The diameter of the bare fiber to be inserted is not limited to around 125 μm, and the V groove depth and the spacer fiber diameter may be appropriately selected according to the diameter of the bare fiber to be inserted. Further, in the present invention, the description has been given by taking the eight-core V-groove as an example, but the number of cores of the bare fiber to be inserted is not particularly limited, and the first V-groove is processed according to the number of cores. Can be prepared.

1 第1のV溝
2 第2のV溝
10、110、210、310、410 V溝基板
20、120、220、320、420 平基板
30、130、230、330、430 スペーサ用ファイバ
35 光ファイバ
40、140、240、340、440 弾性接着層
50、100、200、300、400 光ファイバガイド部品
60、160、260 ガイド部
350 弾性フィルム層
450 第3のV溝
460 ダミーファイバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st V-groove 2 2nd V-groove 10, 110, 210, 310, 410 V-groove substrate 20, 120, 220, 320, 420 Flat substrate 30, 130, 230, 330, 430 Spacer fiber 35 Optical fiber 40, 140, 240, 340, 440 Elastic adhesive layer 50, 100, 200, 300, 400 Optical fiber guide component 60, 160, 260 Guide portion 350 Elastic film layer 450 Third V groove 460 Dummy fiber

Claims (7)

ガイド孔に挿入された光ファイバを位置決めするための光ファイバガイド部品であって、
前記光ファイバを挿入するために形成された少なくとも1つの第1のV溝と、前記第1のV溝の両端に形成された一対の第2のV溝とを備えるV溝基板と、
前記第2のV溝にそれぞれ収容されたスペーサ用ファイバと、
前記スペーサ用ファイバを介して前記V溝基板上に貼りあわせるための平基板と
を備え、
前記第2のV溝に前記スペーサ用ファイバを収容した状態で、前記V溝基板と前記平基板とが弾性接着剤からなる弾性接着層により接合され、
前記第1のV溝の内壁面と前記平基板の表面とから構成される前記ガイド孔の内接円の直径が、前記第1のV溝に前記光ファイバを挿入しない状態において当該挿入する光ファイバの直径より小さいことを特徴とする光ファイバガイド部品。
An optical fiber guide component for positioning an optical fiber inserted into a guide hole,
A V-groove substrate comprising at least one first V-groove formed to insert the optical fiber and a pair of second V-grooves formed at both ends of the first V-groove;
Spacer fibers respectively accommodated in the second V-grooves;
A flat substrate for bonding onto the V-groove substrate via the spacer fiber,
In a state where the spacer fiber is accommodated in the second V-groove, the V-groove substrate and the flat substrate are joined by an elastic adhesive layer made of an elastic adhesive,
The diameter of the inscribed circle of the guide hole constituted by the inner wall surface of the first V-groove and the surface of the flat substrate is the light to be inserted when the optical fiber is not inserted into the first V-groove. An optical fiber guide component having a diameter smaller than that of the fiber.
前記第2のV溝の深さは、前記第1のV溝より深く設定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ガイド部品。   The optical fiber guide component according to claim 1, wherein a depth of the second V-groove is set deeper than that of the first V-groove. 前記スペーサ用ファイバの直径は、当該挿入する光ファイバのクラッド径以下であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバガイド部品。   The optical fiber guide component according to claim 1, wherein a diameter of the spacer fiber is equal to or less than a cladding diameter of the optical fiber to be inserted. 前記弾性接着層は、20℃において貯蔵弾性率が5×108Pa以下の弾性を有する弾性接着剤からなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光ファイバガイド部品。 The optical fiber guide component according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic adhesive layer is made of an elastic adhesive having a storage modulus of elasticity of 5 x 10 8 Pa or less at 20 ° C. 前記弾性接着層は、20℃において貯蔵弾性率が1×107Pa〜1×108Paの範囲の弾性接着剤からなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光ファイバガイド部品。 4. The optical fiber according to claim 1, wherein the elastic adhesive layer is made of an elastic adhesive having a storage elastic modulus in a range of 1 × 10 7 Pa to 1 × 10 8 Pa at 20 ° C. 5. Guide parts. 前記ガイド孔のファイバ挿入口端面に、傾斜を有するよう面取り加工が形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光ファイバガイド部品。   6. The optical fiber guide component according to claim 1, wherein a chamfering process is formed on the end face of the fiber insertion port of the guide hole so as to have an inclination. 前記V溝基板と前記平基板との間に、ファイバ径以下の厚さを有するゴムフィルムが設けら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光ファイバガイド部品。   The optical fiber guide component according to any one of claims 1 to 6, wherein a rubber film having a thickness equal to or less than a fiber diameter is provided between the V-groove substrate and the flat substrate.
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