JP3697580B2 - ファイバアレイ及び導波路デバイス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子との接続に使用されるファイバアレイであって、リボン状光ファイバ多心線の被覆を除去された裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列されたファイバアレイ及び該ファイバアレイを封止した導波路デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信料の増大のため高密度化が要求された結果、複数本の光ファイバを連結しリボン状に形成したノーマルピッチ形式や、ノーマルピッチ形式のリボン状光ファイバ心線１，２を上下に２つ重ねて、被覆を剥いた裸ファイバを交互に並べてＶ溝基板のＶ溝に配置して高密度化を図ったハーフピッチ形式のファイバアレイに関する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる技術においては、ファイバアレイのＶ溝に整列させたリボン状光ファイバ多心線のうち、厳密には外側のポートにおける光信号の損失増加が発生しやすいと言え、場合によっては、外側に位置する裸ファイバを破損する恐れもあると言える。この原因としては、第１にリボン状光ファイバ多心線のピッチの規格は２５０μｍであるが、被覆形成時の誤差などにより８心リボンの８心間で１００μｍ程度、２４心リボンでは２００μｍ程度大きく形成されてしまう。そして、被覆を除去した裸ファイバのピッチがＶ溝のピッチに対してずれる大きさは、特に最外側のＶ溝に収納される裸ファイバのずれが大きくなり、被覆箇所からＶ溝までに大きな曲げ力が加わることになる。そして、この状態でファイバアレイとして接着固定され、温度変化等の大きい環境下に載置されたときに、ファイバの曲げ部分に大きなストレスを受け、光信号の損失増や断線の原因となる。
第２に、被覆を除去した裸ファイバのピッチがＶ溝のピッチに対してずれて、特に最外側のＶ溝に収納される裸ファイバのずれが大きい。そのため、光ファイバをファイバアレイのＶ溝に収納する組立作業時に、裸ファイバをＶ溝の溝端に当ててしまい、光ファイバの外周に傷が発生することがある。そして、組立直後は問題が無いとしても長期間の使用によりＶ溝端部が光信号の損失増や断線の原因となる。特に、高密度化のためにＶ溝のピッチが概ね１２７μｍと狭いファイバアレイの場合、搭載するファイバ径とピッチ長の関係によりＶ溝が浅く、Ｖ溝の開口部が狭いので、収納する裸ファイバをＶ溝の溝端に当てる問題が顕著となりやすい。
第３に、リボン状光ファイバの被覆を除去するには、専用の装置を利用して光ファイバの被覆部分に上下から刃を当て光ファイバの上下部分から被覆を剥ぎ取っている。そのため、装置の平行であるべき上下の刃先が傾いていたり、光ファイバが上下の刃先に対し平行に載置されなかったりした状態で被覆除去が行われると、外側の光ファイバの一方に刃先が接触し、光ファイバの外周に傷が発生することがあり、被覆除去開始部が光信号の損失増や断線の原因となる。
また第４には、ファイバアレイ組立時に生じたままた固着された、光軸をＺ軸とした場合のθｚ方向へのねじれに対して、外側に位置するファイバほどねじれ量が大きく常に大きな負担がかかっていることや、第５に、リボン全体に幅方向への揺動があり、外側に位置する裸ファイバにストレスがかかっていることも、光信号の損失増や断線の原因となりやすい。
更に、ハーフピッチ形式のファイバアレイの場合、上記理由に加え、２つの多心リボン状光ファイバを上下方向に積層して交互に１列とした裸ファイバには上下方向の曲げ力も常に加わっているので、より光信号の損失増や断線の原因となりやすい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に係る本発明は、リボン状光ファイバ多心線の被覆を除去された裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列されると共に、Ｖ溝基板上にリボン状光ファイバ多心線の被覆が固着されたファイバアレイであって、該裸ファイバのうち整列した少なくとも最外側に、且つ少なくとも被覆の固着部分を含むファイバアレイ全長に亘って、光信号を伝送しないファイバを設けたことを特徴とするファイバアレイである。これにより、ファイバアレイのＶ溝に整列させたリボン状光ファイバ多心線のうち、少なくとも最外側には光信号を送信せず、他の裸ファイバにかかる曲げ応力等を吸収したり、まれに、最外側に位置する裸ファイバが曲げ力等により破損しても光信号は送信されていないので光信号の損失増や断線することがなく、長期安定性に優れる。
ここで、光信号を伝送しないファイバは、光信号を両端間で伝送しないファイバであって、光信号の発信源又は受信器に接続していないファイバ、接続していても発信源から光信号を流さないファイバ、接続して光信号を流しても遮蔽されているファイバなどを含んでいる（以下、ダミーファイバという。）。また、少なくとも最外側というのは、ノーマルピッチ形式のファイバアレイ及びハーフピッチ形式であって１列に多心線としたファイバアレイの最も外側に位置する両側１本ずつ２本の光ファイバのことをいう。さらに、これらの光ファイバ、即ち、裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列した少なくとも最外側に、かつ少なくともファイバアレイ全長に亘って光信号を伝送しないファイバは、裸ファイバ部と被覆部からなり、少なくともファイバアレイ全長に亘って該裸ファイバ部と該被覆部を含む様構成される。なお、多心線が例えば４０本以上であったり、Ｖ溝ピッチが特に狭く曲げ力の大きくなったりする場合は、多心線としたファイバアレイの最も外側に位置する両側２本ずつ４本の光ファイバとして信号を流さないことが好適である。
特に、２つの多心リボン状光ファイバを上下方向に積層して交互に１列としたハーフピッチ形式ファイバアレイは、積層した上段に配置されるリボン状光ファイバのファイバの少なくとも最外側に位置する裸ファイバには上下方向の曲げ力も常に加わっているので、これに光信号を送信しないダミーファイバとすることにより光信号の損失増や断線を未然に防止できる。また、ハーフピッチ形式ファイバアレイの場合、上下段それぞれのリボン状光ファイバの少なくとも最外側に位置するファイバを、ダミーファイバとすることが好ましい。この時、少なくとも計４本がダミーファイバとなっている。
【０００５】
請求項２に係る本発明は、リボン状光ファイバ多心線の被覆を除去された裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列されたファイバアレイを導波路チップに光学的に接続させてパッケージに封止した導波路デバイスにおいて、該裸ファイバのうち整列した少なくとも最外側に、且つ該ファイバアレイから該被覆を固着するパッケージの少なくとも内面までに亘って光信号を伝送しないファイバを設けたことを特徴とする導波路デバイスである。これにより、ファイバアレイのＶ溝で裸ファイバの先端は固定しても、被覆を固着せずパッケージで被覆を固着してファイバ多心線の固定をする導波路デバイスにあっても、上記と同様に、少なくとも最外側には光信号を送信せず、他の裸ファイバにかかる曲げ応力等を吸収したり、まれに、導波路デバイスが載置された過酷な外部振動等により最外側に位置する裸ファイバが破損しても光信号は送信されていないので光信号の損失増や断線することがなく、長期安定性に優れる。
【０００６】
なお、ダミーファイバの材質は、他と同じ石英ガラスの他に、同程度の耐衝撃性のある素材であれば特に限定しない。ダミーファイバ自体が破損しても脱落しなければ衝撃を吸収でき、内側の裸ファイバに曲げ力が到達して破損が生じる危険性が減少する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に従って詳説する。
図１は、ハーフピッチ形式のファイバアレイを製作するためのリボン状光ファイバ多心線であり、（ａ）に示すように１２心のリボン状光ファイバ１，２を２本用意して、２本のリボン状光ファイバ１，２を上下に重ねる。次に、（ｂ）に示すように、被覆１ａ，２ａを除去して上下の裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に交互に１列に整列された２４心リボン状ファイバを形成する。そしてこれを２組用意することにより、倍の４８心リボン状ファイバとして図２に示すようなファイバアレイを形成する。このときに、多心線のうち、並び方向について少なくとも最外側の裸ファイバ及び連続した被覆部分のファイバを、光信号を送信せずにダミーファイバ３，３として利用する。なお、図示したファイバコアの×は、リボン状光ファイバ１，２を区別するための表記であり、伝送方向などを示すものではない。
また、ダミーファイバ３，３は、ファイバの長手方向について少なくともファイバアレイの端縁間３ｂ、３ｃとなるファイバアレイ全長分の、裸ファイバと被覆収納板に挟持されたリボンファイバ部とからなるものであるが、（ｃ）に示すように、ファイバアレイの外側へ連続したリボンファイバ部まで含まれてもよいことは言うまでもない。
【０００８】
図２は本発明に係るファイバアレイの三面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。なお、４８心などの多心線は幅広くなるので心数を少なくして図示している。
２本のリボン状光ファイバ１，２の先端は被覆が剥がされ、裸ファイバ１１，２１がＶ溝板４のＶ溝に収納され、上から押さえ板５により接着して固定されている。また、リボン状光ファイバ１，２の被覆は被覆収納板６によりＶ溝基板４に接着して固定されている。そして、Ｖ溝基板４と被覆収納板６との間の曲げ緩和部７ａに位置する裸ファイバ１１，２１は接着剤７により覆われている。
このうち、裸ファイバ１１，２１の最外側にあたるダミーファイバ３，３は、楕円Ｂで囲った部分で、Ｖ溝の端縁に触れた状態になって被覆部分のピッチのズレが外側から応力として掛かるために、光信号を送信する内側の裸ファイバに対しては応力が掛かっていない。また、仮にこのダミーファイバ３が大きな応力のために折れたとしても、被覆を剥がされた部分が接着剤７により覆われて固定されているので、折れたダミーファイバのすぐ内側にある次の外側に位置するファイバに応力全体が掛かるわけではなく、接着剤により分散されて小さな応力となり、問題を発生させる可能性が格段に低くなる。
【０００９】
図３は本発明に係る導波路デバイスの側面図である。
導波路デバイス２０は、リボン状光ファイバ多心線１の被覆を除去された裸ファイバ１１の先端がＶ溝基板４のＶ溝に整列されたファイバアレイ８を導波路チップ９に光学的に接続させて、それらがパッケージ１０により封止されている。パッケージ１０は、上面が蓋になった箱形状に形成されていることが多いが、封止手段については限定するものではない。
このリボン状光ファイバ多心線１の被覆を除去された裸ファイバ１１の先端がＶ溝基板４のＶ溝に整列されたファイバアレイ８は、図２に示した形状とは異なり、被覆を接着して固定する被覆収納板を利用しておらず、リボン状光ファイバ多心線１の被覆はパッケージの、例えば箱体と蓋とで挟持して固定している。
このダミーファイバは、リボン状光ファイバ多心線１の被覆を除去した裸ファイバ１１の整列した少なくとも最外側として、内側の信号線に利用されるファイバと同じ長さのものを利用できるが、本発明の効果を発揮するためには、ファイバアレイ８から被覆を固着するパッケージの少なくとも内面１０ａまでに亘ってダミーファイバを設けた導波路デバイスであることが必要である。これにより、ファイバアレイのＶ溝で裸ファイバの先端は固定しても、ファイバアレイで被覆を固着せず、パッケージで被覆を固着してファイバ多心線の固定をする導波路デバイスにあっても、上記と同様に、少なくとも最外側には光信号を送信せず、他の裸ファイバにかかる曲げ応力等を吸収したり、まれに導波路デバイスが載置された過酷な外部振動等により最外側に位置する裸ファイバが破損しても、光信号は送信されていないので光信号の損失増や断線となることがなく、長期安定性に優れる。
【００１０】
また、ファイバアレイを導波路チップに結合させるときに、光信号の劣化を生じないように位置合わせを、ファイバアレイと導波路チップの各々の端縁でコアを透過する光量が最大値となる位置を確認しながら結合作業を従来は行っていた。例えば、図４（ａ）で示す第１ポート６１と最終ポート６９、４８心リボンファイバであれば第１心と第４８心とを基準位置として、間の第２心から第４７心までの理想位置を算出して、その理想位置に実際の測定位置が合致するように誤差距離の調整を行う。しかし、図３に示したような本発明では、例えば４０chデバイスに、両側に４本づつ計８本のダミーファイバを設けた全体が４８心リボンファイバを用いた場合、第１〜４心と第４５〜４８心はダミーファイバとなるので位置調整は必要が無く、それらのすぐ内側になる第５心と第４４心とを基準位置として、間の第６心から第４３心までについて理想位置を算出して、その理想位置に合致するように調整を行う必要があるので、ファイバアレイの検査としては第５心と第４４心を基準にファイバ位置の測定を行った。つまり、図４（ｂ）で示すようにダミーファイバを両側に設けた信号用ファイバの両端になる第１ポート７１と最終ポート７９を基準にファイバ位置の測定を行うだけで済み、作業の効率が上がる。
【００１１】
【実施例】
図１に中央部を省略して示した４８心ファイバアレイについてベルコア規格で耐久試験を行った。ダミーファイバは１つのリボンファイバについて両外側２本ずつ４本とし、温度条件は−４０℃〜８５℃、１０００サイクルを１回として行った。
その結果、途中の５００サイクルでは何ら異常は発生せず、１０００サイクルの時点で、最外側に位置するダミーファイバに断線が発生しただけで、光信号の伝達には何ら支障、光信号の損失増や断線は生じなかった。
【００１２】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に係る本発明は、リボン状光ファイバ多心線の被覆を除去された裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列されると共に、Ｖ溝基板上にリボン状光ファイバ多心線の被覆が固着されたファイバアレイであって、該裸ファイバのうち整列した少なくとも最外側に、且つ少なくとも被覆の固着部分を含むファイバアレイ全長に亘ってダミーファイバを設けたことにより、ファイバアレイのＶ溝に整列させたリボン状光ファイバ多心線のうち、少なくとも最外側には光信号を送信せず、他の裸ファイバにかかる曲げ応力等を吸収したり、まれに最外側に位置する裸ファイバが曲げ力等により破損しても、光信号は送信されていないので光信号の損失増や断線することがなく、長期安定性に優れる。
【００１３】
また、請求項２に係る本発明は、リボン状光ファイバ多心線の被覆を除去された裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列されたファイバアレイを導波路チップに光学的に接続させてパッケージに封止した導波路デバイスにおいて、該裸ファイバのうち整列した少なくとも最外側に、且つ該ファイバアレイから該被覆を固着するパッケージの少なくとも内面までに亘ってダミーファイバを設けたことにより、ファイバアレイのＶ溝で裸ファイバの先端は固定しても、被覆を固着せずパッケージで被覆を固着してファイバ多心線の固定をする導波路デバイスにあっても、上記と同様に、少なくとも最外側には光信号を送信せず、他の裸ファイバにかかる曲げ応力等を吸収したり、まれに、導波路デバイスが載置された過酷な外部振動等により最外側に位置する裸ファイバが破損しても光信号は送信されていないので光信号の損失増や断線することがなく、長期安定性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリボン状光ファイバ多心線を示す説明図である。
【図２】ファイバアレイを示す説明図である。
【図３】導波路デバイスを示す説明図である。
【図４】 導波路チップに対するファイバアレイのコア位置の定義を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２・・・リボン状光ファイバ心線、３・・ダミーファイバ、４・・Ｖ溝基板、５・・押さえ板、６・・被覆収納板、７・・接着剤、７ａ・・曲げ緩和部、８・・ファイバアレイ、９・・導波路チップ、１０・・パッケージ、２０・・導波路デバイス。

Claims (2)

1. リボン状光ファイバ多心線の被覆を除去された裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列されると共に、前記Ｖ溝基板上に前記リボン状光ファイバ多心線の被覆が固着されたファイバアレイであって、
   該裸ファイバのうち整列した少なくとも最外側に、且つ少なくとも前記被覆の固着部分を含むファイバアレイ全長に亘って、光信号を伝送しないファイバを設けたことを特徴とするファイバアレイ。
2. リボン状光ファイバ多心線の被覆を除去された裸ファイバがＶ溝基板のＶ溝に整列されたファイバアレイを導波路チップに光学的に接続させてパッケージに封止した導波路デバイスにおいて、
   該裸ファイバのうち整列した少なくとも最外側に、且つ該ファイバアレイから該被覆を固着するパッケージの少なくとも内面までに亘って、光信号を伝送しないファイバを設けたことを特徴とする導波路デバイス。

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