JP3652737B2 - Assembling method of multistage optical fiber alignment body - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数本の光ファイバを配列して、保持基板により挟持固定した、光ファイバ整列部品の構造に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】
複数本の光ファイバを、光軸を平行に保った状態で二次元に整列固定する場合の構造としては、光ファイバを保持する保持基板に所望の位置に多数穴を形成して、その穴の中に光ファイバの端部を挿入する構造がある。光ファイバ保持用の基板は、シリコン異方性エッチングを利用して作成する場合や、感光性ガラスをフォトエッチングして穴を形成させる手法が提案されている。この方法の場合、光ファイバ端面の位置は保持基板に形成された穴の位置によって一義的に決定される。しかしながら、穴を形成するプロセス上の制約から、保持基板の厚みを大きく取る事が出来ない。そのため、多数の光ファイバをその光軸方向を一致させて平行に保持固定する事が難しいという問題点がある。
【0003】
また、図4に示す従来例のようにV溝等の光ファイバガイド溝4が光ファイバのピッチ毎に設けられている基板1を用いて、光ファイバ3をガイド溝4内に設置して多段に積層していく方式もある。この方式の場合、光ファイバはガイド溝によって固定されているため、光ファイバ光軸方向のファイバ間の平行度は精度よく確保する事が出来る。しかしこの方式によった場合、溝を形成した基板の厚さの精度が不十分で、光ファイバを積層していくと、高さ方向に光ファイバの配列誤差が累積する問題点がある。
【0004】
本発明は、上述した従来の構造における問題点を解決するためのものであり、特に溝つきの基板を積層して2次元の光ファイバの整列をおこなう方式において容易でかつ現実的な手段で、光ファイバ整列体の高さ方向の整列を精度良く作製できる構造を提供する事を目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するために、本発明は光ファイバを挿入するための円筒パイプを用意し、光ファイバを挿入した円筒パイプを設置するためのガイド溝を有する整列基板に光ファイバを挿入した円筒パイプを設置した後、上段の整列基板の底面によって、該円筒パイプを保持及び固定する構成とした。そして、整列基板の厚みが目標値からずれているために、光ファイバ端面の中心位置の間隔が高さ方向に誤差を生じてしまう場合、組み合わせる円筒パイプの外径を調節して、誤差を小さくするようにした。
【0006】
【作用】
上記手段によれば多段の二次元光ファイバ整列体を作成するのに必要な整列基板及び固定基板の加工の工程を大幅に低減出来、より低コストな光ファイバ整列体の作成が可能となる。
【0007】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明による光ファイバ整列体の一実施例で(a)は全体の断面図を、(b)は全体の斜視図を示す。本実施例においては、光ファイバの整列は横方向に4本、高さ方向に4本の4行4列に整列させた場合の構成例を示す。光ファイバ3は、同心の内径及び外径を持つ円筒パイプ2の中に挿入されている。円筒パイプ2の長さは、整列基板1と同等もしくはそれ以上の長さを有している方が組立作業が行い易く好ましい。円筒パイプ2の材料は金属またはセラミクスあるいはガラスを用いる。使用環境や作成条件に合わせて選定すれば良い。本実施例では光ファイバの円筒パイプ2への固定を容易に行うためにガラス製の円筒パイプを用い、パイプ内に光ファイバ3を挿入した後の固定は、固定剤として紫外線硬化型接着剤を用い、パイプの外側から紫外線を照射して接着剤の硬化を行っている。
【0008】
整列基板1の材料としては、紫外線透光性のセラミクス材料を用いている。整列基板1としてガラス材料を用いた場合紫外線は透過させる事が出来るため同様の固定作業を行う事は可能であるが実際には以下のような問題点が出てくる。つまり光ファイバコア間隔が数百μmと小さくなった場合、高さ方向のファイバコア間隔を決定するためには整列基板の厚みも同等の厚さにする必要がある。しかしガラス製V溝基板は数百μmと薄い場合強度的に不十分で、ガラス基板上にV溝を機械加工する場合V溝に沿って基板の割れが生じ易くなってしまう。また、組立時の荷重圧によっても割れが生じ易く、更に基板のそりが生じるため、ピッチ精度にも誤差が発生する。強度的に組立時に加わる荷重圧に耐え得る材料としてはセラミクスが好ましく、その中でも特に透光性のセラミクスは紫外線を用いた接着剤硬化が利用できる点で優れている。
【0009】
光ファイバを挿入した円筒パイプ2は整列基板1の上面13に形成されたV溝4の中に整列され、溝斜面と上層の整列基板の底面14によって保持される。整列基板1内に保持された光ファイバ付き円筒パイプ2の固定には、紫外線硬化型の接着剤を用いて行った。整列基板1が紫外線を透過するため、紫外線は組立を終了してから整列体全体に外側から照射しても接着剤が硬化するため容易に固定作業が可能となる。整列基板の材料として紫外線を透過しないアルミナ等のセラミクス部材を用いた場合円筒パイプの整列基板への固定は、熱硬化型の樹脂もしくは半田等の固定材を用いればよい。
【0010】
図2は本発明によって整列体と光ファイバ付き円筒パイプを多層に組み上げ光ファイバ整列体を構成する場合の、高さ方向の位置精度の調整例を示す。V溝の角度は60°とする。基板厚みTの整列基板と外径Dの円筒パイプを用いて光ファイバ中心間距離Hに構成した時に、基板厚みTの目標値に対して、4段の整列基板のうち、下から3段目の整列基板63の厚みが、T−dTになっていた場合、光ファイバ42と43の中心間距離はH−dTと目標値より小さくなってしまう。また、それより上段の光ファイバの位置も全てdTだけ下の位置にずれてしまう。そこで、整列基板63のV溝内に整列させる円筒パイプは外径がD+dTになっている円筒パイプ23を用いる。この時、光ファイバの中心42と43の中心間距離はHと最初の設計値に等しくなり、基板の厚みのばらつき分を円筒パイプの外径調整で吸収する事が可能となる。この時、光ファイバ43と44との中心間距離は、そのままではH+1/2dTとなり累積のズレは半分になる。目標とする位置精度に対して1/2dTの値が大きい場合、円筒パイプ24の外径がDより小さい値の物を用いれば改善を図る事が可能となる。本実施例ではV溝の角度が60°の場合で説明したが、60°以外の角度の場合や、V字形状以外の場合に置いても基板厚みの誤差を円筒パイプの外径を変える事で補正する事が可能となる。
【0011】
図3は本発明によって整列体と光ファイバ付き円筒パイプを多層に組み上げ光ファイバ整列体を構成する場合の、高さ方向の位置精度の別の調整例を示す。この場合、図2の例との相違点は、外径と共に内径の大きさも大きな円筒パイプ25を用意し、円筒パイプ25に光ファイバ33を偏芯させて挿入固定させた点で、円筒パイプの外径が異なった場合の高さ方向への誤差の累積がでないように構成した例である。
【0012】
【発明の効果】
以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明によれば、充分な精度を有する光ファイバ整列体を容易に作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光ファイバ整列体の一実施例を示す(a)は全体の断面図、(b)は全体の斜視図。
【図2】本発明にかかる光ファイバ整列体の構成例を示す断面図。
【図3】本発明の別の構成例を示す断面図。
【図4】従来例の光ファイバ整列体を示す断面図。
【符号の説明】
1,61,62,63,64 光ファイバ整列基板
1’ 固定基板
2,21,22,23,24,25 円筒パイプ
3,31,32,33,34 光ファイバ
4 ガイド溝
41,42,43,44 光ファイバコア中心[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a structure of an optical fiber alignment component in which a plurality of optical fibers are arranged and sandwiched and fixed by a holding substrate.
[0002]
[Prior art and its problems]
A structure in which a plurality of optical fibers are aligned and fixed two-dimensionally while maintaining the optical axis in parallel is that a plurality of holes are formed at desired positions on a holding substrate that holds the optical fibers. There is a structure in which the end of an optical fiber is inserted. There have been proposed a method for forming a substrate for holding an optical fiber by utilizing anisotropic etching of silicon, or forming a hole by photoetching photosensitive glass. In the case of this method, the position of the end face of the optical fiber is uniquely determined by the position of the hole formed in the holding substrate. However, the thickness of the holding substrate cannot be increased due to the process restrictions for forming the holes. Therefore, there is a problem that it is difficult to hold and fix a large number of optical fibers in parallel with their optical axis directions aligned.
[0003]
Further, as in the conventional example shown in FIG. 4, the
[0004]
The present invention is intended to solve the above-described problems in the conventional structure, and in particular, an easy and practical means for aligning two-dimensional optical fibers by laminating grooved substrates. An object of the present invention is to provide a structure that can accurately fabricate the alignment of the fiber alignment body in the height direction.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a cylindrical pipe for inserting an optical fiber, and inserts the optical fiber into an alignment substrate having a guide groove for installing the cylindrical pipe into which the optical fiber is inserted. After the cylindrical pipe was installed, the cylindrical pipe was held and fixed by the bottom surface of the upper alignment substrate. If the distance between the center positions of the optical fiber end faces causes an error in the height direction because the thickness of the alignment substrate deviates from the target value, the outer diameter of the combined cylindrical pipe is adjusted to reduce the error. I tried to do it.
[0006]
[Action]
According to the above means, it is possible to greatly reduce the processing steps of the alignment substrate and the fixed substrate necessary for forming a multi-stage two-dimensional optical fiber alignment body, and it is possible to create a lower cost optical fiber alignment body.
[0007]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B show an embodiment of an optical fiber alignment body according to the present invention. FIG. 1A is an overall cross-sectional view, and FIG. 1B is an overall perspective view. In this embodiment, an example of a configuration in which the optical fibers are aligned in four rows and four columns in the horizontal direction and four in the height direction is shown. The
[0008]
As the material of the
[0009]
The
[0010]
FIG. 2 shows an example of adjusting the positional accuracy in the height direction when an optical fiber alignment body is constructed by assembling an alignment body and a cylindrical pipe with an optical fiber in multiple layers according to the present invention. The angle of the V groove is 60 °. When the optical fiber center distance H is configured using an alignment substrate having a substrate thickness T and a cylindrical pipe having an outer diameter D, the third step from the bottom of the four alignment substrates with respect to the target value of the substrate thickness T. When the thickness of the
[0011]
FIG. 3 shows another example of adjusting the positional accuracy in the height direction when an optical fiber alignment body is constructed by assembling an alignment body and a cylindrical pipe with an optical fiber in multiple layers according to the present invention. In this case, the difference from the example of FIG. 2 is that a
[0012]
【The invention's effect】
As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, an optical fiber alignment body having sufficient accuracy can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an overall cross-sectional view showing an embodiment of an optical fiber alignment body according to the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of an optical fiber alignment body according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another configuration example of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional optical fiber alignment body.
[Explanation of symbols]
1, 61, 62, 63, 64 Optical fiber alignment substrate 1 '
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