JP2636039B2 - 光ファイバコネクタ - Google Patents
光ファイバコネクタInfo
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- JP2636039B2 JP2636039B2 JP1078149A JP7814989A JP2636039B2 JP 2636039 B2 JP2636039 B2 JP 2636039B2 JP 1078149 A JP1078149 A JP 1078149A JP 7814989 A JP7814989 A JP 7814989A JP 2636039 B2 JP2636039 B2 JP 2636039B2
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- optical fiber
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- silicon substrate
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバコネクタに関し、特に、複数本の
光ファイバ（例えばガラス製光ファイバ）を、同時かつ
高精度に接続する光ファイバコネクタに関する。
光ファイバ（例えばガラス製光ファイバ）を、同時かつ
高精度に接続する光ファイバコネクタに関する。
［従来の技術］ 従来、光ファイバコネクタにおける光ファイバの結合
の代表的な方式には、二通りある。
の代表的な方式には、二通りある。
一つは二本の光ファイバの先端同士を接触させ、その
接触点を高熱で融着する方法である。第６図はこの例を
示す断面図で、二本の光ファイバ61、62を接触させ、こ
の接触点をバーナ63等を用いて加熱し、接触点のクラッ
ド66、67を溶かして融着し、コア64、65を結合するもの
である。
接触点を高熱で融着する方法である。第６図はこの例を
示す断面図で、二本の光ファイバ61、62を接触させ、こ
の接触点をバーナ63等を用いて加熱し、接触点のクラッ
ド66、67を溶かして融着し、コア64、65を結合するもの
である。
また他の一つはプラスチック等の基板に光ファイバの
直径と同等程度の幅の溝を掘って、この溝に光ファイバ
を両側から差し込んで先端を接触させ、接触点を固定す
る方法である。第７図はこの例を示す断面図で、光ファ
イバ71、72をプラスチック基板73に掘られた溝75に両側
から通して先端を接触させ、この状態を押え板74で押え
て保持固定しているものである。
直径と同等程度の幅の溝を掘って、この溝に光ファイバ
を両側から差し込んで先端を接触させ、接触点を固定す
る方法である。第７図はこの例を示す断面図で、光ファ
イバ71、72をプラスチック基板73に掘られた溝75に両側
から通して先端を接触させ、この状態を押え板74で押え
て保持固定しているものである。
［解決すべき課題］ 上述した従来の光ファイバの接続法のうちで、光ファ
イバ同士を融着する方法では、融着点において光ファイ
バが溶けた結果、コアとクラッドの屈折率の差が近づく
か若しくは同じになり、信号がこの融着点より漏れて接
続損失が大きくなるという欠点がある。また一度に二本
の光ファイバを加熱して融着することは困難であるとい
う欠点がある。
イバ同士を融着する方法では、融着点において光ファイ
バが溶けた結果、コアとクラッドの屈折率の差が近づく
か若しくは同じになり、信号がこの融着点より漏れて接
続損失が大きくなるという欠点がある。また一度に二本
の光ファイバを加熱して融着することは困難であるとい
う欠点がある。
次に、溝を使用する方法については、溝の精度がこの
コネクタの接続損失を決定するが、従来の成型技術を用
いて製作した光ファイバ固定用の溝の精度はせいぜい十
数μｍ程度で、一方、ガラス製光ファイバのコア径は10
〜20μｍ程度であり、溝の加工精度が従来法では不足
し、接続すべき光ファイバのコアとコアが精度良く接触
できず、接続損失が大きいという欠点がある。また同時
に多数本の光ファイバを接続するためには同時に複数本
の光ファイバを固定するか、一本ずつ固定することにな
るが、いずれであっても量産に不向きであるという欠点
がある。
コネクタの接続損失を決定するが、従来の成型技術を用
いて製作した光ファイバ固定用の溝の精度はせいぜい十
数μｍ程度で、一方、ガラス製光ファイバのコア径は10
〜20μｍ程度であり、溝の加工精度が従来法では不足
し、接続すべき光ファイバのコアとコアが精度良く接触
できず、接続損失が大きいという欠点がある。また同時
に多数本の光ファイバを接続するためには同時に複数本
の光ファイバを固定するか、一本ずつ固定することにな
るが、いずれであっても量産に不向きであるという欠点
がある。
本発明は上述した従来の問題にかんがみてなされたも
ので、複数本の光ファイバを同時に高精度に接続するこ
とができる光ファイバコネクタの提供を目的とする。
ので、複数本の光ファイバを同時に高精度に接続するこ
とができる光ファイバコネクタの提供を目的とする。
［課題の解決手段］ 上記目的を達成するために本発明は、複数本のガラス
製光ファイバと該光ファイバを固定する基板を有する光
ファイバコネクタにおいて、前記光ファイバを固定する
上部又は下部の基板としてシリコン基板を用いるととも
に、このシリコン基板にＶ型の溝を形成し、このＶ型の
溝に前記光ファイバを載置し、かつ上部又は下部、もし
くは上部及び下部の両側のシリコン基板と、前記光ファ
イバとを、静電接着した構成としてある。
製光ファイバと該光ファイバを固定する基板を有する光
ファイバコネクタにおいて、前記光ファイバを固定する
上部又は下部の基板としてシリコン基板を用いるととも
に、このシリコン基板にＶ型の溝を形成し、このＶ型の
溝に前記光ファイバを載置し、かつ上部又は下部、もし
くは上部及び下部の両側のシリコン基板と、前記光ファ
イバとを、静電接着した構成としてある。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の第一実施例の斜視図である。光ファ
イバ１、２は、シリコン基板３に三次元マイクローマシ
ーニング加工によって形成された溝４に接着されてい
る。本実施例の光ファイバコネクタの製造方法について
は第２図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）に示す。
イバ１、２は、シリコン基板３に三次元マイクローマシ
ーニング加工によって形成された溝４に接着されてい
る。本実施例の光ファイバコネクタの製造方法について
は第２図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）に示す。
まず、シリコン基板21に通常のICプロセスで保護膜22
の一部を除去して溝26を形成する（第２図（イ））。
の一部を除去して溝26を形成する（第２図（イ））。
次に、この溝26の部分のパターンが形成されたシリコ
ン基板21を異方性エッチングし、溝23を形成する（第２
図（ロ））。異方性エッチングにはヒドラジン、水酸化
カリウム等のエッチング液を使用する。これらのエッチ
ング液はシリコン基板21の一定の面方位に対してエッチ
ングが行ないやすい性質を持っている。この実施例で
は、面方位のウエハを使用しており、この場合には面以
外の面に対してはエッチングが進む。このため、エッチ
ング終了後は面を残すことになり、Ｖ型の溝23が形成さ
れる。
ン基板21を異方性エッチングし、溝23を形成する（第２
図（ロ））。異方性エッチングにはヒドラジン、水酸化
カリウム等のエッチング液を使用する。これらのエッチ
ング液はシリコン基板21の一定の面方位に対してエッチ
ングが行ないやすい性質を持っている。この実施例で
は、面方位のウエハを使用しており、この場合には面以
外の面に対してはエッチングが進む。このため、エッチ
ング終了後は面を残すことになり、Ｖ型の溝23が形成さ
れる。
次に、光ファイバ24を溝23に並べる。そしてこのシリ
コン基板21と光ファイバ24を静電接着する（第２図
（ハ））。
コン基板21と光ファイバ24を静電接着する（第２図
（ハ））。
更に接続する側の光ファイバ25を溝23に並べ、先に静
電接着した光ファイバ24と先端を突き合わせてシリコン
基板21と光ファイバ25を接着する（第２図（ニ））。溝
の加工精度はICプロセスの加工精度で決定されるので、
１μｍ程度である。
電接着した光ファイバ24と先端を突き合わせてシリコン
基板21と光ファイバ25を接着する（第２図（ニ））。溝
の加工精度はICプロセスの加工精度で決定されるので、
１μｍ程度である。
静電接着は、第３図に示すように溝37のあるシリコン
基板31と光ファイバ32と押えのシリコン基板33をヒータ
ステージ35により真空中で熱する。熱平衡に達した後、
電極34により電圧を印加する。このとき十分な時間電圧
を印加すれば光ファイバ32とシリコン基板31が接着でき
る。この方法を他方の光ファイバ36にも行なってシリコ
ン基板31と接着し、これにより光ファイバ32と光ファイ
バ36が接続される。
基板31と光ファイバ32と押えのシリコン基板33をヒータ
ステージ35により真空中で熱する。熱平衡に達した後、
電極34により電圧を印加する。このとき十分な時間電圧
を印加すれば光ファイバ32とシリコン基板31が接着でき
る。この方法を他方の光ファイバ36にも行なってシリコ
ン基板31と接着し、これにより光ファイバ32と光ファイ
バ36が接続される。
第４図（イ）は本発明の第二実施例の断面図、第４図
（ロ）は同平面図である。先の実施例との違いは、光フ
ァイバ41を溝46、47のある二枚のシリコン基板42、43で
挟み込んで固定している点である。この第二実施例の光
ファイバコネクタの製造方法が第一実施例と異なってい
る点は、静電接着方法と押えのシリコン基板の構造であ
る。
（ロ）は同平面図である。先の実施例との違いは、光フ
ァイバ41を溝46、47のある二枚のシリコン基板42、43で
挟み込んで固定している点である。この第二実施例の光
ファイバコネクタの製造方法が第一実施例と異なってい
る点は、静電接着方法と押えのシリコン基板の構造であ
る。
シリコン基板42、43には、両方とも光ファイバに合わ
せた溝46、47が形成してある。この溝46、47は第一実施
例と同一の方法で形成してあり、精度も同じく１μｍ程
度である。
せた溝46、47が形成してある。この溝46、47は第一実施
例と同一の方法で形成してあり、精度も同じく１μｍ程
度である。
そして、はじめに光ファイバ41をシリコン基板42の溝
に並べ、このシリコン基板42と光ファイバ41を別のシリ
コン基板43を用いて仮止めし、この状態で光ファイバ41
とシリコン基板42、43を静電接着する。
に並べ、このシリコン基板42と光ファイバ41を別のシリ
コン基板43を用いて仮止めし、この状態で光ファイバ41
とシリコン基板42、43を静電接着する。
静電接着については第５図に示す。光ファイバ41とシ
リコン基板42、34の接着は一度には行なわず、光ファイ
バ41をまず下部のシリコン基板42に接着する。この場合
には電極54に負の電圧の印加する。次に、電極54に正の
電圧を印加して光ファイバ41を上部のシリコン基板43に
接着する。ヒータステージ55は、常にアースに接続す
る。
リコン基板42、34の接着は一度には行なわず、光ファイ
バ41をまず下部のシリコン基板42に接着する。この場合
には電極54に負の電圧の印加する。次に、電極54に正の
電圧を印加して光ファイバ41を上部のシリコン基板43に
接着する。ヒータステージ55は、常にアースに接続す
る。
なお、静電接着技術は接着剤なしで接着する技術であ
り、その接合原理は明確ではないが、加熱されたシリコ
ン基板とガラス製の光ファイバとの間にシリコン基板を
陽極側、光ファイバを陰極側とする直流電圧を印加する
とシリコンと接する光ファイバの界面近傍の正イオンが
移動し、残った負イオンによる空間電荷層に電界が集中
し、強力な静電気的引力が発生することによると解釈さ
れている。この静電力によって結合された接合部は電界
によって活性化され、熱によって脱水縮合が進み、共有
結合で接合が終了するので信頼性の高い結合であるとい
える。
り、その接合原理は明確ではないが、加熱されたシリコ
ン基板とガラス製の光ファイバとの間にシリコン基板を
陽極側、光ファイバを陰極側とする直流電圧を印加する
とシリコンと接する光ファイバの界面近傍の正イオンが
移動し、残った負イオンによる空間電荷層に電界が集中
し、強力な静電気的引力が発生することによると解釈さ
れている。この静電力によって結合された接合部は電界
によって活性化され、熱によって脱水縮合が進み、共有
結合で接合が終了するので信頼性の高い結合であるとい
える。
以上の操作により、光ファイバ41は、上部及び下部の
シリコン基板42、43に接着され、次に接続する光ファイ
バ44をシリコン基板42の溝に並べる。このシリコン基板
42と光ファイバ44を別のシリコン基板45を用いて仮止め
し、この状態で光ファイバ44とシリコン基板42、45を静
電接着する。この静電接着法は、光ファイバ41とシリコ
ン基板42、43を接着した方法と同様である。こうして光
ファイバファイバ41、44が接続される。
シリコン基板42、43に接着され、次に接続する光ファイ
バ44をシリコン基板42の溝に並べる。このシリコン基板
42と光ファイバ44を別のシリコン基板45を用いて仮止め
し、この状態で光ファイバ44とシリコン基板42、45を静
電接着する。この静電接着法は、光ファイバ41とシリコ
ン基板42、43を接着した方法と同様である。こうして光
ファイバファイバ41、44が接続される。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の光ファイバコネクタにお
いては、光ファイバを固定する基板にシリコン結晶を用
いたので、ICプロセス技術を応用した三次元加工法を使
用して、光ファイバ固定用の溝の幅、深さ等の加工精度
を１μｍ程度の高精度のものにでき、この溝寸法の高精
度化により光ファイバの接続損失が従来のコネクタに比
較して飛躍的に小さくできるという効果がある。
いては、光ファイバを固定する基板にシリコン結晶を用
いたので、ICプロセス技術を応用した三次元加工法を使
用して、光ファイバ固定用の溝の幅、深さ等の加工精度
を１μｍ程度の高精度のものにでき、この溝寸法の高精
度化により光ファイバの接続損失が従来のコネクタに比
較して飛躍的に小さくできるという効果がある。
また、光ファイバに接着剤を使用せず、静電接着する
ことができるようになるので、経時変化による影響を受
けにくいものにすることができるという効果もある。
ことができるようになるので、経時変化による影響を受
けにくいものにすることができるという効果もある。
第１図は本発明の第一実施例の斜視図、第２図（イ）〜
（ニ）は同光ファイバコネクタの製造方法を示す断面
図、第３図は製造工程のうちの静電接着を示す断面図、
第４図（イ）、（ロ）は本発明の第二実施例の断面図、
第５図は同製造方法を示す断面図、第６図は従来の例の
光ファイバの接続方法の一例の断面図、第７図は従来の
他の光ファイバの接続方法の例の斜視図である。 １、2:光ファイバ、3:シリコン基板 4:溝、21:シリコン基板 22:保護膜、23、26:溝 24、25:光ファイバ 31、33:シリコン基板 32、36:光ファイバ、34:電極 35:ヒータステージ、37:溝 41、44:光ファイバ 42、43、45:シリコン基板 46、47:溝、54:電極 55:ヒータステージ 61、62:光ファイバ、63:バーナ 64、65:コア、66、67:クラッド 71、72:光ファイバ 73:プラスチック基板、74:押え板 75:溝
（ニ）は同光ファイバコネクタの製造方法を示す断面
図、第３図は製造工程のうちの静電接着を示す断面図、
第４図（イ）、（ロ）は本発明の第二実施例の断面図、
第５図は同製造方法を示す断面図、第６図は従来の例の
光ファイバの接続方法の一例の断面図、第７図は従来の
他の光ファイバの接続方法の例の斜視図である。 １、2:光ファイバ、3:シリコン基板 4:溝、21:シリコン基板 22:保護膜、23、26:溝 24、25:光ファイバ 31、33:シリコン基板 32、36:光ファイバ、34:電極 35:ヒータステージ、37:溝 41、44:光ファイバ 42、43、45:シリコン基板 46、47:溝、54:電極 55:ヒータステージ 61、62:光ファイバ、63:バーナ 64、65:コア、66、67:クラッド 71、72:光ファイバ 73:プラスチック基板、74:押え板 75:溝
Claims (1)
- 【請求項１】複数本のガラス製光ファイバと該光ファイ
バを固定する基板を有する光ファイバコネクタにおい
て、前記光ファイバを固定する上部又は下部の基板とし
てシリコン基板を用いるとともに、このシリコン基板に
Ｖ型の溝を形成し、このＶ型の溝に前記光ファイバを載
置し、かつ上部又は下部、もしくは上部及び下部の両側
のシリコン基板と、前記光ファイバとを、静電接着した
構成としたことを特徴とする光ファイバコネクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078149A JP2636039B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光ファイバコネクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078149A JP2636039B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光ファイバコネクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02259609A JPH02259609A (ja) | 1990-10-22 |
| JP2636039B2 true JP2636039B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=13653849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1078149A Expired - Fee Related JP2636039B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光ファイバコネクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636039B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE500945C2 (sv) * | 1992-05-19 | 1994-10-03 | Stiftelsen Inst Foer Mikroelek | Skarvdon för ljusfibrer |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62215208A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多心光コネクタフエル−ル |
| JPH07104459B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1995-11-13 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ結合部材及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1078149A patent/JP2636039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02259609A (ja) | 1990-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |