JP3333918B2 - 光部品 - Google Patents

光部品

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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/30Optical coupling means for use between fibre and thin-film device

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバのアレイに接
続された光部品に関し、詳細にはガラスサブストレ−ト
(glass substrate)中に集積されたんNの導波路よりな
る集積光部品に関する。さらに詳細には、本発明は一方
では導波路の出力側に面したファイバ端部において他方
ではこの出力側から離れた場所においてファイバが上記
サブストレ−トに接着されたこの種の部品に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】このような集積光部品は例えばフランス
特許第2612301号により公知である。ベルコア・
ラボラトリイ(Bellcore Laboratory)(米国)によって1
990年11月に発表された予備仕様書T.A.NWT 000 442の仕
様によれば、このような光部品は、特にファイバ/サブ
ストレ−ト付着(fiber/substrate attachment)の機械的
強度および光信号の良好な伝送品質を確保する予め定め
られた試験に合格しなければならない。機械的強度はフ
ァイバ/サブストレ−ト付着は-40℃から+85℃までの範
囲にわたって、または60℃における93%相対湿度の雰囲
気内で、あるいは85℃において2000時間の経年変化時に
5Nの力に耐えなければならない。さらに、伝送される光
信号について観測される信号損失は、予め定められた閾
値、例えば1つの入力と2つの出力を有する部品の場合
には0.3dBを超えてはならない。
【0003】前述のフランス特許に記載されている形式
の集積光部品は、サブストレ−ト内に集積された少なく
とも1つの導波路が出力側で光ファイバに結合され、そ
の光ファイバが前記出力側およびそれから分離された領
域において、それぞれ少なくとも第1および第2の接着
剤滴によってサブストレ−トに付着されており、このよ
うな光部品がフランス特許出願第91 03089号に記載され
ている。ファイバ/サブストレ−ト組合せ体の光学的連
続性ならびにこの組合せ体の機械的強度に影響を及ぼし
うる差膨張が、それら2つの接着剤滴のガラス遷移温度
を適切に選択することによって吸収される。
【0004】上記の特許に記載されている解決策を、互
いに平行で隣接したN本の光ファイバに接続された集積
光部品に適用しようとする場合には、Nが増大すると、
困難に遭遇する。それは、例えば部品サブストレ−トに
形成された8つの整列された導波路出力に対して例えば
350μmのステップをもって平行に接続された8本の光フ
ァイバを一端部において具備した1×8カプラのような
部品を実現しようとする場合である。このような部品の
製造時には、これらのファイバの8つの端部が、適当な
顕微操作によって、サブストレ−ト内に形成された8つ
の導波路出力と同軸状に心合され、そしてファイバおよ
び導波路の光学的連続性を保証する光学品質を有する接
着剤の8つの滴によってそれらの位置に付着される。上
記の特許明細書に記載された設計および方法に従って、
ファイバは、それらの接着剤滴の上流において、ファイ
バをサブストレ−トにしっかりと付着させるためにすべ
てのファイバを横切って広がった接着剤の1つの滴によ
ってサブストレ−トに付着される。
【0005】このような部品が前述の予備仕様書に定義
された機械的強度、温度および湿度試験を受ける場合に
は、特にそれの2つの横方向の端部においてファイバを
横切って堆積された接着剤滴の分離が観察され得る。こ
の現象はファイバ/導波路境界面の近傍の1つの点にお
けるファイバ/サブストレ−ト付着の固体性に非常に重
大な影響を及ぼしうることが明らかである。このレベル
の不具合はさらにファイバ/導波路境界面を通って伝送
される光信号の有害な減衰を生じうる。
【0006】
【本発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
はN本の隣接した光ファイバのアレイに接着手段によっ
て接続され、かつ多数N本ファイバを部品に接続した場
合でも、部品にファイバを付着させるために用いられた
接着手段の外れを回避するように設計された光部品の製
造を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のこの目的および
下記の説明から明らかとなるであろう他の目的は接着手
段によって(N)の隣接した光ファイバの平面状のアレ
イに接続された光部品によって実現される。それらの接
着手段は接着剤の複数の滴よりなり、各滴はそのアイレ
の1と(N−1)との間の隣接したファイバを部品に固
定し、それらの滴はそれぞれそれらの滴の少なくとも他
に対して非連続であり、かつそれらの滴のうちの少なく
とも1つは前記複数の滴のうちの少なくとも他の1つの
滴に対して軸線方向および横方向に変位されている。
【0008】本発明による部品を製造する好ましい方法
によれば、前記滴のそれぞれの延長の限界を定めるため
に横方向および長手方向の溝が部品に形成される。
【0009】本発明による部品の他の特徴および利点は
添付図面による下記の説明から明らかとなるであろう。
【0010】
【実施例】本発明による光部品は上記フランス特許およ
び特許出願に記載された形式のものである。したがっ
て、さらに詳細には、本発明による光部品は集積光学系
(integrated optics)で使用される形式のものであり、
例えばイオン交換によって導波路(図示せず)が形成さ
れる例えばガラスのサブストレ−ト1を具備する。
【0011】この部品はサブストレ−トの平面状の表面
2の近傍に形成されたNの導波路を具備しており、これ
らの導波路はサブストレ−トに形成された横方向の溝4
の1つの側面3において平行に現れる。光ファイバ(図
1ではN=8)の平面状アレイの平行な剥離端部51
8が溝4と他の横方向溝7との間において部品上に形
成されたステップ61、62上に休止している。ステップ
1、62より高さの低いステップ8がファイバの被覆さ
れた部分91〜98を受入れるために溝7の背後において
サブストレ−ト1上に形成されている。この部品の製造
時に、ファイバの端部が溝4の側面3に現れた導波路の
対応した出力部上に顕微操作によって中心に位置決めさ
れ、そしてファイバとそれに関連した導波路の光学的連
続性を確保する適当な透明度を有する接着剤の滴101
〜108によってそれらに付着されっる。これらの事項
はすべて公知であり上記フランス特許および特許出願に
詳細に記載されている。
【0012】例示としては、ファイバのステップは350
μmであり得る。光ファイバの数が多い場合には、これ
らのファイバによって覆われた表面の幅が比較的重要と
なり得る。ファイバのアレイの全幅にわたって広がった
接着剤の単一の滴によって標準的な方法でファイバとサ
ブストレ−トの機械的接合を確保しようとすると、冒頭
で引用された予備仕様書に定義された温度および湿度試
験の結果として、サブストレ−トからそれの横方向の端
部をはじめとして分離する上記滴の分離が観察される。
接着剤の滴が大きいと、すなわちファイバのNが多い
と、この分離の程度が大きくなる。その結果、部品のフ
ァイバとサブストレ−トとの間の機械的付着が弱まる
が、本発明はそれを回避することを目的とする。このよ
うにして、本発明は主としては例えば1×4、1×8ま
たは1×16カプラの場合のようにNが大きい光学部品
を対象としている。一般的には、本発明は部品に接続さ
れるべきファイバの本数が2より多く、上述したのと同
様のステップを有する部品に関する。
【0013】本発明によれば、Nの剥離されたファイバ
およびそれらがその上に休止するサブストレ−トのステ
ップ61、62との間の接合が、それぞれ上記アレイの1
と(N−1)の隣接したファイバの間で部品に固着する
接着剤の複数の滴によって確保される。これらの種々の
滴は非連続でありかつ軸線方向および横方向に互いに対
して偏倚されており、ここで「軸線」方向とはステップ
1、62上におけるファイバの方向によって定義され
る。
【0014】図1では、ファイバとサブストレ−ト1の
間の接合が接着剤の滴の2つの横方向の列(111、1
2)および(121、122)によって確保され、各滴
は2本の隣接したファイバを覆っており、かつ2つの隣
接した滴は一方が他方に対して長手方向に偏倚されてい
ることが明らかである。このようにして、各滴は全ての
ファイバを覆う単一の滴よりもはるかに小さい横方向寸
法を有する。気温と湿度の変化が各滴の膨張/収縮を生
じさせ、これが上述した接着剤の分離を生じさせるの
で、各滴の容積を減少させることによって、これらの減
少の程度を、その接着剤の容積の関数として、自動的に
軽減させることが理解される。このようにして、小さい
滴の分離が防止され、かつファイバとサブストレ−トの
間の機械的接合がそれの強度を完全に保持する。
【0015】横方向に整列された数箇の滴でもって形成
された接合を想像することができる。流体状態でサブス
トレ−ト上に適用された接着剤の滴は広がりかつそれら
が過度に接近していることによって事実上互いに接合す
るから、このような解決策は実行が困難である。図1に
示されているように滴を多数の横方向の列として配置す
れば、それらの滴の間の間隔が大きくなることによっ
て、この問題は回避される。
【0016】本発明の好ましい実施例によれば、サブス
トレ−トがさらに横方向4、7、13および長手方向1
1、142、143の間隙溝を有しており、これらの間
隙溝が各滴111、112、121、122の拡張表面を限
定する。本発明による部品の製造時に、接着剤を構成す
る製品が上記溝によって限定されたステップ61、62
4つの場所に流体状態で適用される。それらの間で、本
発明によれば、シテップ61、62を2つの部分に分割す
る付加的な横方向溝が注目される。表面張力現象の結
果、溝によって画成された矩形状の表面のエッジにおい
て流体滴の散開が停止する。したがって、分離した領域
上に堆積された滴が事実上互いに接合して、より大きな
滴となり、したがって分離現象をより受けやすい滴とな
るのが回避される。
【0017】もちろん、図1に示された滴の配列は、滴
の膨張/収縮の作用による分離を受けにくい複数の小寸
法の滴の助けによってファイバとサブストレ−トとの間
に強固な機械的接合を確立し得る唯一の配列ではない。
したがって、図2および図3は同じ結果を達成し得る他
の2つの形式の滴配列を示している。図2には、それぞ
れ2本の隣接したファイバを覆った一列の滴151、1
2、153が示されており、これらの滴は1本のファイ
バだけを覆った他の列(161、162)における1つの
滴によって分離されている。図3には、2つの列の滴1
1〜174、181〜184が配置されており、それらの
滴は1本のファイバを覆っており、隣接した2本のファ
イバが長手方向に偏倚された2つの滴によって付着され
ている。もちろん、本発明は上述の滴配列に限定される
ものではなく、滴がより多くのフィバを覆ったあるいは
2つ以上の横方向の列上に配列された他の多くの配列を
利用することも可能である。
【0018】図1を再度参照すると、部品のサブストレ
−トの端部において、接着剤の長い横方向の滴19がフ
ァイバの被覆された部分91〜98上に配置されている
が、これは前述の設計および処理とは明らかに相反して
いることが判る。一方では、この滴19はファイバに対
して直接作用するものではなくて、そのファイバの被覆
に対して作用するものであり、したがってサブストレ−
トに対するファイバの実際の付着に対して直接関与する
ものではない。この滴は被覆だけをサブストレ−トに付
着させるものであり、被覆は差膨張の場合にファイバを
それらの被覆の内側で案内する作用をする。他方、図1
に示されたもののような部品は通常、直接にまたは適当
な被覆樹脂を介して滴19とファイバの被覆された部分
1〜98をサブストレ−トに圧着する保護ケ−ス内に閉
じ込められる。したがって、この滴19が分離する危険
は事実上存在しない。しかし、この滴19は必要に応じ
て例えば滴111、112、121、122のような滴に分
割される。
【0019】前述のフランス特許出願第91 0308
9号に記載された設計および方法によれば、本発明によ
る光部品で使用される接着剤は特に遊離基重合をともな
ったアクリルまたはビニル樹脂で構成され得る。したが
って、1つ以上の二重結合を含んだアクリルまたはビニ
ル形式のモノマ−またはオリゴマ−を使用することがで
き、それらは光(例えば可視光または紫外線)の作用で
遊離基を生ずる光開始剤(photoinitiator)によって開始
される遊離基重合を生ずる。本発明で使用される接着剤
を作成するためには多数の市販されている樹脂が適して
いる。例えば、ファイバと導波路との間に結合を確保す
る滴101〜108を作成するのに適した接着性樹脂はVI
TRALIT 6128,7104,7105および7106という商品名でエ
ロゾル・リミテッド・コ−ポレイション(ELOSOL LTD.
Corporation)から市販されている。滴111、112、1
21、122を作成するのに適した接着剤はEPOTECHNYと
いうフランスの会社からNOA 81、NOA61という商品名
で、またインペリアル・ケミカル・インダストリイズと
いうイギリスの会社からLCR 000およびLCR 050、LCR000
V、LCR 000/1.52という商品名で市販されている。
【0020】もちろん、上述の実施例は単に例示のため
のものにすぎず、本発明はそれに限定されるものではな
い。したがって、本発明は集積されたオプティックスと
して実現されるかどうかに関係なく、カプラだけではな
くて分割器、マルチプレクサ、等の実現のためにも適用
されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って光ファイバの平面状アレイに接
続された集積光部品の好ましい実施例の部分的な斜視図
である。
【図2】本発明の他の実施例で使用可能な接着剤の滴を
示す平面図である。
【図3】本発明のさらに他の実施例で使用可能な接着剤
の滴を示す平面図である。
【符号の説明】
4 溝 51〜58 剥離端部 61、62 ステップ 91〜98 ファイバの被覆された部分 101〜108、111、112、121、122、141
142、143滴151、152、153、171〜174
181〜184、19 接着剤の滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−86514(JP,A) 特表 平3−501782(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/24 - 6/255 G02B 6/30 - 6/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接着手段によってN本の隣接した光ファ
    イバの平面状アレイに接続された光部品であって、前記
    接着手段が接着剤の複数の滴(11、12、1
    、16、17、18)よりなり、前記滴のそ
    れぞれは前記滴の少なくとも他の1つに対して非連続で
    あり、かつ前記滴のうちの少なくとも1つが前記複数の
    滴のうちの少なくとも他の1つに対して軸線方向および
    横方向に偏倚されており、さらに前記光部品が少なくと
    も2つの横方向の列の滴を具備しており、これらの少な
    くとも2つの列は前記光部品に形成された横方向の溝
    (13)によって分離されていることを特徴とする光部
    品。
  2. 【請求項2】 少なくとも1つの隣接した滴の横方向の
    広がりを限定するために前記部品に形成された少なくと
    も1つの長手方向の溝(14、14、14)を具
    備していることを特徴とする請求項1の光部品。
  3. 【請求項3】 2つの異なる列に属する接着剤の2つの
    滴(11、12)の横方向の広がりを限定するため
    に前記光部品に形成された少なくとも1つの長手方向の
    溝を具備していることを特徴とする請求項2の光部品。
  4. 【請求項4】 Nの導波路が集積されたサブストレート
    を具備しており、これらの導波路の横方向に整列された
    出力が光ファイバのNの対面した端部に軸線方向に付着
    されているものにおいて、それらの接合端部の隣りにお
    いて前記サブストレートに形成された横方向の溝(4)
    が、接合された端部の側において、ファイバをサブスト
    レートに固着する滴の列の長手方向の広がりを限定する
    ことを特徴とする請求項1〜3のうちの1つによる光部
    品。
  5. 【請求項5】 ファイバをサブストレートに固着する滴
    の上流において、各ファイバの被覆された部分(9
    )をサブストレートに固着するための手段(19)
    を具備するものにおいて、この手段の隣りにおいて前記
    サブストレートに形成された第2の横方向の溝(7)が
    ファイバの被覆された部分の側における1つの列の隣接
    した滴の長手方向の広がりを限定することを特徴とする
    請求項4の光部品。
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