JP2018180046A - 光ファイバ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを湾曲して光回路に接続可能にする、部品点数の少ない光ファイバ部材を提供する。
【解決手段】一端に光ファイバ２６の端面２６Ａが配置され、他端において光ファイバ２６の被覆２６Ｂを有する湾曲部２６Ｄが湾曲して延在するように光ファイバ２６を保持する２つの保持部材２３、２４を備える光ファイバ部材２であって、保持部材２３及び２４は、一端に光ファイバの端面２６Ａが配置されるように、被覆２６Ｂの除去されている光ファイバ２６の端部２６Ｃを挟持する押さえ平面部２３Ｃ及び２４Ｃを備え、押さえ平面部２３Ｃ及び２４Ｃの少なくともいずれかが、光ファイバの端部２６Ｃの位置を固定する整列溝を有し、保持部材２３は湾曲部２６Ｄの延在方向Ｄ１に隣接する位置に曲面２３Ｅを備え、２つの保持部材２３、２４は熱膨張係数が等しい。
【選択図】図１

Description

本開示は、光回路に光ファイバを接続する光ファイバ部材に関する。

光通信装置の小型化に伴い、光回路に接続された光ファイバを湾曲してパッケージ内に配線する構成が採用されるようになっている。そのため、光回路に接続された光ファイバが偏波保持特性の劣化が生じる曲率半径以上に湾曲しないようにするための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１は、光ファイバの湾曲部分の外側に支持面を配置し、指示面と光ファイバとを接着剤で固定する。

一方で、光回路基板と平行に導いた光ファイバとを光結合させるための光コネクタが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２の光コネクタは、光コネクタとして流通可能にするために、湾曲面の周囲を保持部材で覆っている。

特許文献１は、光ファイバの位置決めをする部材とは別に、支持面を構成する部材が必要になる。また特許文献２は、光ファイバの位置決めをする部材とは別に、湾曲面の周囲を覆う部材が必要になる。このため、特許文献１及び２は、光ファイバを湾曲させるための部品が別途必要になる問題があった。

特開２０１６−７１０２５号公報 実用新案登録第３２０５８７６号公報

光通信装置の小型化の観点からは、部品点数は少ない方が好ましい。また部品点数の増加は光通信装置の性能の劣化や故障を招くおそれがある。そこで、本開示は、少ない部品点数で光ファイバを湾曲して光回路に接続可能にする光ファイバ部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の光ファイバ部材は、
一端に光ファイバの端面が配置され、他端において前記光ファイバの被覆を有する所定部分が湾曲して延在するように前記光ファイバを保持する２つの保持部材を備える光ファイバ部材であって、
前記２つの保持部材は、前記光ファイバ部材の前記一端に前記光ファイバの端面が配置されるように、被覆の除去されている前記光ファイバの端部を挟持する押さえ平面部を備え、
前記２つの保持部材に備わる前記押さえ平面部の少なくともいずれかが、前記光ファイバの前記端部の位置を固定する整列溝を有し、
前記２つの保持部材のうちの前記光ファイバの延在方向に位置する第１の保持部材は、前記所定部分の前記延在方向に隣接する位置に、前記光ファイバの延在方向に沿った予め定められた曲率半径で湾曲している曲面を備える。

本開示は、少ない部品点数で光ファイバを湾曲して光回路に接続可能にする光ファイバ部材を提供することができる。

第１の実施形態に係る光ファイバ部材の第１の接続例である。 第１の保持部材及び第２の保持部材の一例を示す斜視図である。 第２の保持部材の一例を示す、上面図、側面図、及びＡ−Ａ’断面図である。 第１の保持部材の第１例を示す、上面図、側面図、及びＡ−Ａ’断面図である。 第１の保持部材の第２例を示す、上面図、側面図、及びＡ−Ａ’断面図である。 第１の保持部材の第３例を示す、上面図、側面図、及びＡ−Ａ’断面図である。 第１の実施形態に係る光ファイバ部材の第２の接続例である。 第２の実施形態に係る光ファイバ部材の接続例である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１の実施形態）
図１に、本実施形態に係る光ファイバ部材の光回路への接続例を示す。本実施形態に係る光ファイバ部材２は、光ファイバ２６の端面２６Ａを光回路３に接続する部材である。光回路３は、例えば、光導波路を備える平面光波回路（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＰＬＣ）である。光ファイバ部材２は、光ファイバ２６と、保持部材２３，２４と、を備える。本実施形態では、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１に配置されている保持部材２３が第１の保持部材として機能し、保持部材２４が第２の保持部材として機能する。

光ファイバ２６は、湾曲部２６Ｄで湾曲して延在する。湾曲部２６Ｄは、光ファイバ２６の被覆２６Ｂで保護された所定部分に配置されている。保持部材２３は、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１に配置されている。例えば、図１のように、光ファイバ２６の端面２６Ａが光回路３の上面３Ａに接続される場合、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１は光回路３の上面３Ａに沿った方向となる。光ファイバ２６の端面２６Ａが光回路の端面３Ｂに接続される場合、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１は光回路３の上面３Ａに略垂直な方向となる。

保持部材２３の一端に配置されている端面２３Ａは、光回路３の上面３Ａに接合されている。接合は紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂を用いることが好ましい。保持部材２３の端面２３Ａと保持部材２４の端面２４Ａとが同一面上に配置され、保持部材２４の端面２４Ａが光回路３の上面３Ａに接合されることが好ましい。光回路３の上面３Ａとの接合面積が大きくなるため、接合強度を補強することができる。保持部材２４は、光ファイバ２６および保持部材２３と共に端面研磨されてもよい。

光ファイバ２６の端面２６Ａでの光軸と保持部材２３の端面２３Ａとのなす角度αは、９０°ではないことが好ましく、これにより端面２６Ａでの反射による減衰を防ぐことができる。また、角度αは、光回路３からの光入出射方向に合わせた角度であることが好ましい。

保持部材２４の熱膨張係数は、温度特性や長期信頼性の点から、保持部材２３の熱膨張係数と等しいことが好ましい。例えば、保持部材２３及び２４の熱膨張係数は、２〜３００×１０^−７／℃のうちの任意の値である。また、保持部材２４の材質は保持部材２３と同じ材質であることが好ましい。例えば、保持部材２３及び２４はいずれもホウケイ酸ガラスからなる。このように、環境温度による保持部材２３及び２４の変位が等しいことで、環境温度による接着剤４の剥離を防止することができる。

保持部材２３及び２４は、光硬化型接着剤を用いて接着することが好ましい。この場合、接着剤４は光硬化樹脂であり、保持部材２３及び２４はホウケイ酸ガラスや石英ガラスなどの透明なガラスからなる。

さらに、保持部材２３及び２４及び光回路３の熱膨張率がそれぞれ同等であることが好ましい。例えば、光回路３の基板としては、シリコンと石英ガラスが一般的に使われている。そのため、保持部材２３及び２４の熱膨張係数は、想定される環境温度におけるシリコン又は石英ガラスの熱膨張係数と同等であることが好ましい。シリコンの熱膨張係数は３０×１０^−７／℃程度であり、石英ガラスの熱膨張係数は５×１０^−７／℃程度である。例えばシリコンの熱膨張係数に近い材料としては熱膨張係数が３２．５×１０^−７／℃のホウケイ酸ガラスが例示できる。石英ガラスとしては熱膨張係数５．１×１０^−７／℃の合成石英ガラスが例示できる。

保持部材２３は、湾曲部２６Ｄの延在方向Ｄ１に隣接する位置に曲面２３Ｅを備える。曲面２３Ｅは、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１に沿った予め定められた曲率半径で湾曲している。予め定められた曲率半径は、光ファイバ２６が引っ張られたとき、光ファイバ２６が過剰に曲がって折れることを防止することの可能な曲率半径である。例えば、光ファイバ２６の許容曲げ半径が３０ｍｍであるならば、曲面２３Ｅの所定曲げ半径は３０ｍｍ以上である。光ファイバ２６の湾曲部２６Ｄは曲面２３Ｅに接着剤４により固定されていることが好ましい。

保持部材２３は押さえ平面部２３Ｃを備え、保持部材２４は押さえ平面部２４Ｃを備える。押さえ平面部２３Ｃ及び２４Ｃは、被覆２６Ｂの除去されている端部２６Ｃを挟持する。これにより、保持部材２３及び２４の端面２３Ａ及び２４Ａに、光ファイバ２６の端面２６Ａを固定することができる。

保持部材２３は、押さえ平面部２３Ｃと曲面２３Ｅの間に引き留め平面部２３Ｄを備える。保持部材２４は引き留め平面部２４Ｄを備える。引き留め平面部２３Ｄ及び２４Ｄは被覆２６Ｂの端部を収容する。光ファイバ２６の端部２６Ｃのうちの押さえ平面部２３Ｃ及び２４Ｃから延びるベアファイバが引き留め平面部２３Ｄ及び２４Ｄの間に収容される。これにより、光ファイバ２６の端部２６Ｃのベアファイバを保護することができる。

図２、図３及び図４に、保持部材２３及び２４の一例を示す。図２は保持部材２３及び２４の斜視図を示し、図３は保持部材２４の三面図を、図４は保持部材２３の三面図を示す。押さえ平面部２４Ｃは、光ファイバ２６を整列させるための整列溝２４Ｆが設けられている。押さえ平面部２３Ｃは、整列溝２４Ｆに配置された光ファイバ２６を押さえる。これにより、押さえ平面部２３Ｃ及び２４Ｃは、光ファイバ２６の端面２６Ａを、保持部材２３及び２４の開放された一端における予め定められた位置に固定する。

押さえ平面部２３Ｃ及び引き留め平面部２３Ｄは、段差２３Ｇのある平行な平面である。押さえ平面部２４Ｃ及び引き留め平面部２４Ｄは、段差２４Ｇのある平行な平面である。段差２３Ｇ及び２４Ｇは、被覆２６Ｂの厚みに相当する高さを有する。これにより、保持部材２３及び２４は、光ファイバ２６の端面２６Ａから湾曲部２６Ｄまでを湾曲させずに保持することができる。引き留め平面部２３Ｄ及び２４Ｄの間は、図１に示すように、接着剤４で充填されている。さらに、曲面２３Ｅ及び湾曲部２６Ｄは、接着剤４で固定されていることが好ましい。

引き留め平面部２３Ｄ及び２４Ｄの少なくとも一方は、接着剤溜まりを備えることが好ましい。例えば、図５に示すように、引き留め平面部２３Ｄに溝部２３Ｈ及び２３Ｉを設ける。溝部２３Ｈは、押さえ平面部２３Ｃと引き留め平面部２３Ｄの間に配置されている。溝部２３Ｉは、引き留め平面部２３Ｄと湾曲部２６Ｄの間に配置されている。なお、接着剤溜まりの形状は任意である。

保持部材２３の形状は、厚みＴ_２３のガラス板を研磨することで、形成することができる。保持部材２４の形状も、保持部材２３と同様に、厚みＴ_２４のガラス板を研磨することで、形成することができる。

以上説明したように、保持部材２３が曲面２３Ｅを備えるため、光ファイバ２６を湾曲した状態で光回路３に接続する場合であっても、光ファイバ２６の断線を防ぐことができる。また、２つの保持部材２３及び２４と光ファイバ２６で構成されているため、部品点数が非常に少ない。このため、光ファイバ部材２は、光回路３への搭載が容易である。したがって、本開示の光ファイバ部材２は、光ファイバ２６を湾曲した状態で光回路３に接続する場合であっても、光ファイバ２６の断線を防ぎ、かつ光回路３への搭載を容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、保持部材２４が整列溝２４Ｆを備える例を説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、保持部材２３の押さえ平面部２３Ｃに光ファイバ２６の端部２６Ｃを固定する整列溝２３Ｆを形成するようにしてもよい。この場合、第２の保持部材２４には整列溝２４Ｆを形成しなくてもよい。

また、本実施形態に係る光ファイバ部材２は複数の光ファイバ２６を保持する旨を記載したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、単独の光ファイバ２６を保持するように、保持部剤２３又は２４に単独の整列溝２３Ｆ、２４Ｆを設けてもよい。また、保持部材２３内に配置されている光ファイバ２６は１列に限定されず、２列以上であってもよい。

保持部材２４は、図７に示すように、引き留め平面部２４Ｄを備えなくてもよい。この場合、引き留め平面部２４Ｄに代えて、光ファイバ２６の被覆２６Ｂを接着剤４で固定している。

（第２の実施形態）
図８に、本実施形態に係る光ファイバ部材の光回路への接続例を示す。本実施形態では、引き留め平面部２４Ｄの少なくとも一部が、保持部材２３の曲面２３Ｅ上に配置されている光ファイバ２６よりも光回路３から離れている。より具体的には、Ｈ_３２４を光回路３の上面３Ａからの保持部材２４の高さとし、Ｈ_３２３を光回路３の上面３Ａからの保持部材２３の高さとし、Ｔ_２６を光ファイバ２６の厚みとする。この場合、本実施形態では、Ｈ_３２４＞（Ｈ_３２３＋Ｔ_２６）が成立する。

図８の構成を採用することで、第２の保持部材２４に光ファイバ２６の保護機能を持たせることができる。例えば、上部からの落下物や接触に対して光ファイバ２６を保護することができる。

本開示は情報通信産業に適用することができる。

２：光ファイバ部材
２３、２４：保持部材
２３Ａ、２４Ａ：端面
２３Ｃ、２４Ｃ：押さえ平面部
２３Ｄ、２４Ｄ：引き留め平面部
２３Ｅ：曲面
２３Ｆ、２４Ｆ：整列溝
２３Ｇ、２４Ｇ：段差
２３Ｈ、２３Ｉ：溝部
２６：光ファイバ
２６Ａ：端面
２６Ｂ：被覆
２６Ｃ：端部
２６Ｄ：湾曲部
３：光回路
３Ａ：上面
３Ｂ：端面
４：接着剤

Claims (5)

1. 一端に光ファイバの端面が配置され、他端において前記光ファイバの被覆を有する所定部分が湾曲して延在するように前記光ファイバを保持する２つの保持部材を備える光ファイバ部材であって、
   前記２つの保持部材は、前記光ファイバ部材の前記一端に前記光ファイバの端面が配置されるように、被覆の除去されている前記光ファイバの端部を挟持する押さえ平面部を備え、
   前記２つの保持部材に備わる前記押さえ平面部の少なくともいずれかが、前記光ファイバの前記端部の位置を固定する整列溝を有し、
   前記２つの保持部材のうちの前記光ファイバの延在方向に位置する第１の保持部材は、前記所定部分の前記延在方向に隣接する位置に、前記光ファイバの延在方向に沿った予め定められた曲率半径で湾曲している曲面を備える、
   光ファイバ部材。
2. 前記２つの保持部材は、前記押さえ平面部と平行な平坦面でありかつ前記光ファイバの被覆の厚みに相当する段差を有する引き留め平面部をさらに備え、
   前記２つの保持部材の前記引き留め平面部の間に、前記光ファイバの被覆の端部が収容される、
   請求項１に記載の光ファイバ部材。
3. 前記光ファイバの端面が前記２つの保持部材の前記押さえ平面部の一端に配置され、
   前記２つの保持部材の前記押さえ平面部の前記一端が光回路と接合される、
   請求項２に記載の光ファイバ部材。
4. 前記２つの保持部材のうちの第１の保持部材とは異なる第２の保持部材に備わる前記引き留め平面部の少なくとも一部が、前記第１の保持部材の前記曲面上に配置されている前記光ファイバよりも前記光回路から離れて配置される、
   請求項３に記載の光ファイバ部材。
5. 前記２つの保持部材は、同一材料または熱膨張係数が同等である、
   請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ部材。

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