JP3845292B2 - 光ファイバアレイおよびその光ファイバアレイを用いた光導波回路モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に使用され、たとえば光導波回路を配列した光導波回路部品に接続されて用いられる光ファイバアレイおよびその光ファイバアレイを用いた光導波回路モジュールに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
現在、光通信の分野では、低価格化、高集積化の点から、複数の光導波回路をシリコン基板や石英基板上に配列した光導波回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）部品の実用化が進んでいる。また、光導波回路部品の多機能化に伴い、配列する光導波回路の高集積化および光導波回路部品の大型化が進んでいる。
【０００３】
光導波回路部品は、一般に、光ファイバを配列してなる光ファイバアレイに接続されてモジュール化され、用いられている。この光導波回路モジュールは、例えば図１２に示すように、光導波回路部品３０の入射側および出射側に光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）を接続して形成されている。
【０００４】
同図において、光導波回路部品３０は、光導波路形成用の基板１１上に、光導波路により光導波回路１０を形成したものである。同図に示す光導波回路１０は、１本の光入力導波路２を有し、この光入力導波路２が分岐部１７を介して分岐され、８本の光出力導波路６が形成されている。
【０００５】
この光導波回路１０は、１つの光入力部４１（光入力導波路２の入射側）から入力された光を分岐して、８つの光出力部（光出力導波路６の出射側であり、同図には図示せず）から出力するスプリッタ型の光導波回路（１×８スプリッタ）である。なお、同図においては、光導波回路部品３０の各接続端面側にガラス製の上板４３，４４を設けている。
【０００６】
光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）は、それぞれ、ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）と押さえ板２４（２４ａ，２４ｂ）とを有している。ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）と押さえ板２４（２４ａ，２４ｂ）の厚みは、それぞれ１．０ｍｍとするのが一般的である。
【０００７】
また、同図には図示されていないが、ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）には、それぞれ、１本以上の光ファイバ配列ガイド溝が形成されており、それぞれの光ファイバ配列ガイド溝に光ファイバ７が挿入固定されている。光ファイバ配列ガイド溝は、通常、Ｖ溝（V字形溝）に形成され、ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）、押さえ板２４（２４ａ，２４ｂ）による光ファイバ７の固定には、通常、接着剤（図示せず）が用いられる。
【０００８】
図１２に示す光導波回路モジュールにおいては、入射側の光ファイバアレイ１（１ｂ）には１本の光ファイバ７が固定されており、この光ファイバ７が光導波回路部品３０の光入力導波路２に接続されている。なお、光ファイバ７は、接続端面側の被覆が除去された状態で前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入されている。光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバは、押さえ板２４（２４ｂ）によって押さえられている。
【０００９】
また、出射側の光ファイバアレイ１（１ａ）には、８本の光ファイバ７が等配列ピッチで配列固定されている。これらの光ファイバ７は、光ファイバテープ心線２１から引き出されており、接続端面の被覆が除去された状態でそれぞれ前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入され、押さえ板２４（２４ａ）に押さえられている。これらの光ファイバ７は、光導波回路部品３０の対応する光出力導波路６に接続されている。なお、光ファイバテープ心線２１は、光ファイバ７をその直径の略２倍である２５０μｍピッチで１列に並設してなる。
【００１０】
光ファイバアレイ１のガイド基板２３に形成されている光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチは、一般に、光ファイバテープ心線２１における光ファイバ７の配列ピッチと等しい、２５０μｍに形成されている。また、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチは、光ファイバ７の直径とほぼ等しい１２７μｍに形成されているものもある。光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチを光ファイバ７の直径とほぼ等しい配列ピッチとしたものにおいては、光ファイバ７をほぼ隙間なく並べられる。
【００１１】
図１３は、光ファイバアレイ１の一例を示しており、この光ファイバアレイ１は、光ファイバ７を光ファイバ７の直径とほぼ等しい配列ピッチで３２本配列したものである。ガイド基板２３には、光ファイバ配列ガイド溝９が、光ファイバ７の直径とほぼ等しい１２７μｍの配列ピッチＰ１で形成されており、各光ファイバ配列ガイド溝９に光ファイバ７が挿入固定されている。
【００１２】
この場合、同図に示すように、光ファイバアレイ１には、光ファイバテープ心線２１（２１ａ，２１ｂ）を２段に重ねて設けられる。そして、例えば図１４に示す模式図のように、光ファイバテープ心線２１ａに配列されている光ファイバ７（７ａ）と光ファイバテープ心線２１ｂに配列されている光ファイバ７（７ｂ）の配列が行われる。
【００１３】
すなわち、図１４の（ａ）に示すように、光ファイバ７の先端側を広げ、同図の（ｂ）に示すように、光ファイバ７（７ａ）と光ファイバ７（７ｂ）を交互に配列する。そして、図１３に示したように、これらの光ファイバ７（７ａ，７ｂ）をガイド基板２３（２３ａ）の光ファイバ配列ガイド溝９に挿入して光ファイバアレイ１を形成する。
【００１４】
また、図１３に示すように、光ファイバテープ心線２１を複数並設して設置するタイプの光ファイバアレイでは、同図に示すように、隣り合う光ファイバテープ心線２１間の光ファイバ７の配列ピッチＰ２を、１つの光ファイバテープ心線２１内における光ファイバ７の配列ピッチＰ１よりも少し広めに形成した構成のものもある。この構成は、隣り合う光ファイバテープ心線２１同士の被覆がぶつかる等の、光ファイバテープ心線２１の干渉を避けることができる。
【００１５】
この構成において、例えば光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチＰ１が１２７μｍの場合は、隣り合うテープ間の光ファイバ７の配列ピッチＰ２を例えば２５４〜５００μｍとすることが行われる。また、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチＰ１が２５０μｍの場合は、隣り合うテープ間の光ファイバ７の配列ピッチＰ２を例えば３６０〜５００μｍとすることが行われる。
【００１６】
なお、光ファイバアレイ１は、光ファイバテープ心線２１から引き出された光ファイバ７を配列することが一般的であり、１つの光ファイバテープ心線２１には、通常、４心または８心の光ファイバ７が配列されているため、光ファイバアレイに配列する光ファイバ７の心数は、４、８、１２、１６、２０、２４、３２、・・・心とすることが一般的である。
【００１７】
また、図１２に示したような光導波回路モジュールにおいて、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）の接続端面と前記光導波回路部品３０の接続端面は、それぞれ研磨された後、光ファイバアレイ１（１ｂ）と光導波回路部品３０の入射側端面とが対向配置され、光ファイバアレイ１（１ａ）と光導波回路部品３０の出射側端面とが対向配置されている。
【００１８】
そして、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）に配列されている光ファイバ７と、光導波回路部品３０に配列されている光導波路（図１２の場合、光出力導波路６と光入力導波路２）の接続端面とが対向配置され、対応する光ファイバ７の接続端面と光導波路の接続端面との軸ずれ（位置ずれ）が最小となる位置で、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）の接続端面と光導波回路部品３０の接続端面とが紫外線（ＵＶ）硬化接着剤等により接着固定される。
【００１９】
光導波回路部品３０の構成例は様々なものが知られているが、上記スプリッタの他に、例えば図１５に示すようなアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）が広く知られている。このアレイ導波路回折格子は、波長多重伝送において波長合分波器の役割を果たす。波長多重伝送は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を多重して１本の光ファイバにより伝送させるものであり、その伝送量を飛躍的に向上することができる伝送方式である。
【００２０】
アレイ導波路回折格子の光導波回路１０は、１本以上の光入力導波路２の出射側に、第１のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の出射側に複数の並設されたチャンネル導波路４ａから成るアレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【００２１】
前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波路３から導出された光を伝搬するものであり、互いに異なる長さに形成され、隣り合うチャンネル導波路４ａの長さは互いにΔＬ異なっている。
【００２２】
なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導波路回折格子によって分波あるいは合波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであり、チャンネル導波路４ａは、通常、例えば１００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらの光出力導波路６、チャンネル導波路４ａおよび光入力導波路２の各々の本数を簡略的に示してある。
【００２３】
光入力導波路２には、例えば送信側の光ファイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、光入力導波路２を通って第１のスラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によって広がってアレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【００２４】
このアレイ導波路４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さが互いに設定量異なることから、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まる。
【００２５】
そのため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光（分波光）を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【００２６】
すなわち、アレイ導波路型回折格子は、光入力導波路２から入力される互いに異なる複数の波長をもった多重光から１つ以上の波長の光を分波して各光出力導波路６から出力する光分波機能を有しており、分波される光の中心波長は、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さの差（ΔＬ）及びアレイ導波路４の実効屈折率（等価屈折率）ｎｃに比例する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ファイバアレイ１に用いるガイド基板２３の光ファイバ配列ガイド溝は、切削加工やエッチング加工、あるいは、モールディング加工により形成されるが、この溝の配列には製造ばらつき等による誤差が存在する。また、光ファイバ７は、周知の如く、光が導通するコアの周囲にクラッド層を設けて形成されており、その断面は円形と成し、コアが中心に位置する構成を有しているが、このコアの位置にも製造ばらつきが存在する。
【００２８】
これらの製造ばらつきにより、光ファイバアレイ１には配列ピッチずれ（ここでは、光ファイバ７の配列方向および該配列方向に略直交する深さ方向の位置ずれを指す）が存在する。
【００２９】
このように、光ファイバアレイ１に配列ピッチずれが存在すると、光ファイバアレイ１を光導波回路部品３０に接続する時に、光ファイバ７と光導波路（光入力導波路２や光出力導波路６）との接続端面の軸ずれ（位置ずれ）が大きくなり、接続損失が大きくなるといった問題が生じる。
【００３０】
この接続損失は、上記軸ずれの２乗に比例し、１μｍの軸ずれで０．２〜０．４ｄＢ程度の過剰な接続損失が発生することになる。なお、この接続損失値は、光ファイバ７の種類や光導波路の特性により異なる。このため、光ファイバアレイ１の配列ピッチずれはできるだけ小さいことが望ましいが、実際には、軸ずれ１μｍ程度は許容値とされており、実際には、例えば最大０．７５μｍ程度の軸ずれを有していることがある。
【００３１】
また、光ファイバアレイ１の作製に際し、光ファイバ７の固定には、前記のように接着剤を用いるのが一般的であるが、接着剤は一般に、硬化するときに収縮するという特徴を持つため、この硬化収縮により光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）に応力が付加され、結果として反りが生じることになる。
【００３２】
そして、光ファイバアレイ１に反りが生じると、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続において、光ファイバ７と光導波路との軸ずれ量はさらに大きくなることになる。また、反りが生じた光ファイバアレイ１は、温度が変化したり、高温高湿環境にさらされたりすることによって、接着剤の弾性率が変化したり接着剤が膨張したりすると、その反り量が変化することがある。
【００３３】
このように、光ファイバアレイ１の反り量が変化すると、光ファイバ７と光導波路の接続損失が変化し、光導波回路モジュール全体の挿入損失も変化してしまうといった問題が生じる。また、光ファイバアレイ１の反り量が変化すると、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続部に応力がかかり、接続部の剥離、破壊等が生じるといった問題も発生する。
【００３４】
例えば、光ファイバアレイ１の反りが０．５μｍ未満であれば、この反りが光ファイバ７と光導波路との軸ずれに及ぼす影響は、反り量の半分である０．２５μｍ未満であることから、それほど大きな問題にはならない。しかし、前記反り量が０．５μｍ以上となると、光ファイバアレイ１の作製誤差に起因する軸ずれ量と併せて、全体の軸ずれ量が１μｍ以上になることがあることから、問題が生じる場合がある。
【００３５】
また、光ファイバアレイ１の反りが０．５μｍ未満であれば、この反りが例えば温度変化などにより変化して解放されたとしても、軸ずれの変化量は少なく、光ファイバ７と光導波路との接続損失の変化量もわずかである。また、このとき、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続部にかかる応力もわずかであり、特に大きな問題にはならない。
【００３６】
しかしながら、前記反り量が０．５μｍ以上となると、反りが解放された場合の接続損失の変化が大きくなるばかりか、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）と光導波回路部品３０との接続部にかかる応力により、接続部の剥離などの問題が生じる可能性が高くなる。これらの理由により、光ファイバアレイ１の反り量は、０．５μｍ未満であることが望ましい。
【００３７】
従来は、光導波回路モジュールに適用される光導波回路部品３０は、例えば１×９スプリッタや１×１６スプリッタ、あるいは、８〜１６波の波長を合分波するアレイ導波路回折格子が主流であったので、光導波回路モジュールに適用される光ファイバアレイ１に配列される光ファイバ７の心数（本数）も８心や１６心といったものが多く、光ファイバアレイ１の反り量は小さかった。
【００３８】
しかしながら、前記の如く、昨今、光導波回路部品３０の多機能化が進んでおり、それに伴い、例えば１つの光入力部から入力された光を分岐して３２個の光出力部から出力したり、６４個の光出力部から出力したりするスプリッタ型の光導波回路部品３０の開発および実用化が行われるようになった。また、アレイ導波路回折格子においても、その合分波数は４０以上のものが実用化されており、合分波数を６０以上とするものも開発されている。
【００３９】
そうなると、このような光導波回路部品３０を適用して形成される光導波回路モジュールは、光ファイバアレイ１に配列する光ファイバ７の心数を光導波回路部品３０に対応させて３２〜６０以上にする必要がある。しかし、厚みが従来と同様の、１．０ｍｍのガイド基板２３に３２〜６０以上の光ファイバ配列ガイド溝を形成して光ファイバアレイ１を形成すると、光ファイバアレイ１の反り量が大きくなってしまうといった問題が生じた。
【００４０】
例えば、図１６の（ａ）には、厚みが１．０ｍｍのパイレックス(登録商標)ガラスのガイド基板２３に、３２本の光ファイバ配列ガイド溝９を２５０μｍピッチで形成し、それぞれの光ファイバ配列ガイド溝９に光ファイバ７を配列した光ファイバアレイ１が示されている。なお、ガイド基板２３上には、厚さ１．０ｍｍのパイレックスガラスの押さえ板２４が設けられている。なお、パイレックスは登録商標であり、以下同様である。
【００４１】
また、同図の（ｂ）に示すように、光ファイバ７は接着剤５０によって光ファイバ配列ガイド溝９に固定されている。
【００４２】
この光ファイバアレイ１は、接着剤５０の硬化によって、同図の（ｃ）に示すように約２．８μｍも反り、この反りによる光ファイバ７と光導波路との軸ずれ量は最大で約１．４μｍにもなることから、例えば光ファイバ配列ガイド溝９の作製誤差等の他の要因による軸ずれ量と合わせると、最大で２．１５μｍ程度の軸ずれを生じることになった。
【００４３】
このため、図１６に示した光ファイバアレイ１を適用して光導波回路モジュールを形成すると、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続損失が、最大で約１．８ｄＢ程度にもなってしまうといった問題が生じた。
【００４４】
また、光ファイバアレイ１の反り量は、前記したように、接着剤５０の接着剤強度の劣化、接着剤５０の吸湿による膨潤等により変化し、それに伴い、光ファイバアレイ１を適用して形成される光導波回路モジュールは、その挿入損失が時間と共に１ｄＢ程度変化してしまうといった問題も有していた。
【００４５】
なお、光ファイバアレイ１の別の例として、厚みが１．０ｍｍのパイレックスガラスのガイド基板２３に、４８本の光ファイバ配列ガイド溝９を１２７μｍピッチで形成した光ファイバアレイ１について、接着剤５０の硬化による反りを求めたところ、その値は２．０μｍであった。なお、この光ファイバアレイ１も、それぞれの光ファイバ配列ガイド溝９に光ファイバ７を配列し、ガイド基板２３上には厚さ１．０ｍｍのパイレックスガラスの押さえ板２４を設けたものである。
【００４６】
上記光ファイバアレイ１の反りによって生じる光ファイバ７と光導波回路部品３０の光導波路との軸ずれ量は最大で約１．０μｍになり、他の要因による軸ずれ量と合わせると、軸ずれ量は最大で１．７５μｍ程度になる。そして、この光導波回路モジュールにおいては、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続損失が最大で約１．２ｄＢ程度、接着剤５０の接着強度劣化等による反り量変化に伴う挿入損失の変化量が１ｄＢ程度となった。
【００４７】
さらに、この反り量の変化に伴い、この光導波回路モジュールは、光導波路部品３０と光ファイバアレイ１との接続部に応力がかかり、接続部の剥離が生じることがあった。
【００４８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、配列する光ファイバの心数が増えても反りが抑制され、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失が小さい光ファイバアレイと、この光ファイバアレイを適用することにより、挿入損失が小さく、温度変化等による剥離等を抑制できる光導波回路モジュールを提供することにある。
【００４９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明の光ファイバアレイは、光ファイバの直径の略２倍の配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝を配列したパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）のガイド基板と、該ガイド基板の前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバと、該光ファイバを上側から押さえるパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）の押さえ板とを有し、前記光ファイバは接着剤によって前記ガイド基板と押さえ板に固定され、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を２０本以上とし、前記ガイド基板の厚みを１．１０ｍｍ以上として、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成し、前記接着剤の硬化時の収縮の応力による光ファイバアレイの反り量をほぼ０．５μｍ未満とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５１】
さらに、第２の発明の光ファイバアレイは、上記第１の発明の構成に加え、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を２０本としたときガイド基板の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２１本以上２４本以下としたときガイド基板の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２５本以上２８本以下としたときガイド基板の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２９本以上３２本以下としたときガイド基板の厚みを１．９３ｍｍ以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５２】
さらに、第３の発明の光ファイバアレイは、光ファイバの直径とほぼ等しい配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝を配列したパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）のガイド基板と、該ガイド基板の前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバと、該光ファイバを上側から押さえるパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）の押さえ板とを有し、前記光ファイバは接着剤によって前記ガイド基板と押さえ板に固定され、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を３２本以上とし、前記ガイド基板の厚みを１．０５ｍｍ以上として、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応さて光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成し、前記接着剤の硬化時の収縮の応力による光ファイバアレイの反り量をほぼ０．５μｍ未満とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５４】
さらに、第４の発明の光ファイバアレイは、上記第３の発明の構成に加え、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を３２本としたときガイド基板の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を３３本以上４０本以下としたときガイド基板の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を４１本以上４８本以下としたときガイド基板の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を４９本以上５６本以下としたときガイド基板の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を５７本以上６４本以下としたときガイド基板の厚みを２．４０ｍｍ以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５６】
さらに、第５の発明の光導波回路モジュールは、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の光ファイバアレイを用いた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５７】
本発明者は、光ファイバアレイの反りを抑制するためには、光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させてガイド基板の厚みを厚くすることが重要であると考え、以下の検討を行った。
【００５８】
つまり、本発明者は、光ファイバアレイにおける光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチおよび本数の総数と、光ファイバアレイの反り状態および反り量との関係を詳細に検討した。その結果を表１および図１８〜図２０に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
なお、光ファイバアレイの反り量は、図１７に示す測定位置および方向で求めた。図１７の図中、２５は、反り測定機の触針を示す。また、表１および図１８〜図２０に示した結果は、例えば図１６に示したような光ファイバアレイ１において、ガイド基板２３を厚さ１．０μｍのパイレックスガラスとし、押さえ板２４も厚み１．０μｍのパイレックスガラスとしたものである。
【００６１】
さらに、上記検討に際し、光ファイバテープ心線２１同士の干渉を避けるために以下の構成を適用した。つまり、光ファイバ７の配列ピッチが２５０μｍの光ファイバアレイ１においては、光ファイバ７の配列数８心ごと（光ファイバ配列ガイド溝９の配列本数８本ごと）に、適宜の間隔を設け、光ファイバ７の配列ピッチが１２７μｍの光ファイバアレイ１においては、光ファイバ７の配列数１６心ごと（光ファイバ配列ガイド溝９の配列本数１６本ごと）に、適宜の間隔を設けた。
【００６２】
図２０の特性線ａは、光ファイバ７の配列ピッチ（光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチ）を２５０μｍとしたもの、特性線ｂは光ファイバ７の配列ピッチ（光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチ）を１２７μｍとしたものである。
【００６３】
これらの結果から、光ファイバ７の配列ピッチを２５０μｍとした光ファイバアレイ１においては、その心数が１６心程度であれば、その反り量は０．２５μｍ程度と小さい。しかし、光ファイバ７の心数が約２０心以上になると、その反り量は０．５μｍを越え、光ファイバ７の心数が２０心以上では、その反り量が光ファイバ７の心数にほぼ比例することがわかった。
【００６４】
また、光ファイバ７の配列ピッチを１２７μｍとした光ファイバアレイ１においては、その心数が２４心程度であれば、その反り量は０．２５μｍ程度と小さい。しかし、光ファイバ７の心数が約３２心以上になると、その反り量は０．５μｍ以上になり、光ファイバ７の心数が３２心以上では、その反り量が光ファイバ７の心数にほぼ比例することがわかった。
【００６５】
本発明は、上記本発明者の検討に基づいて構成したものであり、光ファイバアレイに形成する光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチと総数に対応させて光ファイバアレイのガイド基板の厚みを適宜形成することにより、光ファイバ配列ガイド溝の総数が増えても（配列する光ファイバの心数が増えても）光ファイバアレイの反りを抑制できる。
【００６６】
したがって、本発明の光ファイバアレイは、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失を抑制でき、また、この光ファイバアレイを適用することにより、挿入損失が小さく、温度変化等による剥離等を抑制できる光導波回路モジュールを実現できる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。図１には、本発明に係る光ファイバアレイの第１実施形態例の一例の概略図が模式的に示されている。
【００６８】
本実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ７の直径の略２倍の配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝９を配列したパイレックスガラス製のガイド基板２３と、該ガイド基板２３の光ファイバ配列ガイド溝９に挿入された光ファイバ７を有している。ガイド基板２３の上には、パイレックスガラス製の、厚みが１ｍｍの押さえ板２４が設けられている。
【００６９】
本実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本以上とし、前記ガイド基板２３の厚み（図１のｔ）を１．１０ｍｍ以上に形成したことを特徴としており、図１は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が３２本の光ファイバアレイ１を示している。
【００７０】
なお、ガイド基板２３の接続端面と押さえ板２４の接続端面は光ファイバ７の光軸に直交する態様で形成してもよいが、本実施形態例の光ファイバアレイ１は、同図に示すように、ガイド基板２３と押さえ板２４の接続端面および光ファイバ７の接続端面を斜めに形成している。
【００７１】
つまり、本実施形態例の光ファイバアレイ１は、その接続端面における光の反射を避けるために、ガイド基板２３と押さえ板２４の接続端面および光ファイバ７の接続端面を、光ファイバ７の光軸に直交する面（同図のＲの位置に形成される面）に対してθ＝８度の角度傾いた面になるように斜め研磨している。
【００７２】
また、同図では、押さえ板２４が光ファイバ７の上面に接するように示されているが、押さえ板２４は必ずしも光ファイバ７の上面に接しなくてもよい。それぞれの光ファイバ７は、接着剤５０によって、ガイド基板２３と押さえ板２４に固定されている。
【００７３】
また、本実施形態例の好ましい形態は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝９の総数が多くなるにつれてガイド基板２３の厚みを連続的または段階的に厚く形成した光ファイバアレイ１である。
【００７４】
具体的には、２５０μｍピッチで形成された光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係を、以下のように決定すると、ガイド基板２３の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができる。
【００７５】
つまり、例えば、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたときガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２１本以上２４本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２５本以上２８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２９本以上３２本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．９３ｍｍ以上とするとよい。
【００７６】
なお、本発明者は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係について様々な検討を行っており、その詳細は後述する。
【００７７】
本実施形態例は以上のように構成されており、その実施例として、以下に示す実施例１、実施例２について、その反り量を測定した。これらの実施例１、２は、図１に示すように光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本とし、実施例１は、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍとし、実施例２は、ガイド基板２３の厚みｔを２．０ｍｍとした。
【００７８】
その結果、上記実施例１の光ファイバアレイ１の反り測定結果は図２の（ａ）に示す結果となり、上記実施例２の光ファイバアレイ１の反り測定結果は同図の（ｂ）に示す結果となった。
【００７９】
これらの図に示すように、実施例１の反り量は１．２μｍ程度、実施例２の反り量は０．４μｍ程度と小さくなっており、従来例における反り量である２．８μｍに比べて反り量が非常に小さい。
【００８０】
つまり、本実施形態例は、２５０μｍピッチで配列されている光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本以上としても、ガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とすることにより、ガイド基板２３の反りを抑制できる。
【００８１】
したがって、本実施形態例の光ファイバアレイ１は、ガイド基板２３の反りの影響による光ファイバ７と接続相手側の光部品（例えば光導波回路部品３０の光導波路）との軸ずれを抑制でき、接続相手側の光部品と低損失で接続できる優れた光ファイバアレイ１を実現できる。
【００８２】
また、本発明者は、本実施形態例の上記構成を決定するために（つまり、光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の好ましい厚みの関係を決定するために）、以下のような検討を行っており、以下、その検討結果について説明する。
【００８３】
本発明者は、２５０μｍピッチで配列する光ファイバ配列ガイド溝９の総数が２４本、２８本の光ファイバアレイ１について、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍにした実施例と厚みｔを２．０ｍｍにした実施例について、光ファイバアレイ１の反り量を測定した。また、本実施形態例の比較例として、ガイド基板２３の厚みｔを１．０μｍにした従来の光ファイバアレイ１についても同様の測定を行った。その結果が表２に示されている。
【００８４】
【表２】
【００８５】
表２から明らかなように、ガイド基板２３の厚みが大きい方が光ファイバアレイ１の反り量が小さくなり、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本にしたものにおいても、２８本にしたものにおいても、本実施形態例は、ガイド基板２３の厚みが１．０μｍの比較例に比べて光ファイバアレイ１の反り量が小さい。
【００８６】
また、本発明者は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が１６本の光ファイバアレイ１についても、ガイド基板２３の厚みを１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍにした場合の光ファイバアレイ１の反り量を求めており、その結果は表３に示す通りである。なお、表３および以下の表において、反り量０は、光ファイバアレイ１の反り量が測定限界以下であったことを示す。
【００８７】
【表３】
【００８８】
以上のような、光ファイバ配列ガイド溝９の総数（光ファイバ７の心数）と光ファイバアレイ１の反り量との関係をまとめた結果が図３の特性線ａ〜ｃに示されている。なお同図の特性線ａはガイド基板２３の厚みを２．０μｍにしたもの、同図の特性線ｂはガイド基板２３の厚みを１．５μｍにしたもの、同図の特性線ｃはガイド基板２３の厚みを１．０μｍにしたものについての関係である。
【００８９】
また、図４には、光ファイバ配列ガイド溝９の総数ごとに、ガイド基板２３の厚みと反り量の関係を求めた結果が示されている。
【００９０】
なお、同図の特性線ａは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を１６本としたもの、同図の特性線ｂは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたもの、同図の特性線ｃは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本としたもの、同図の特性線ｄは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２８本としたもの、同図の特性線ｅは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたものについての関係をそれぞれ示す。
【００９１】
図４から、２５０μｍピッチで配列形成される光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたときガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本としたときガイド基板２３の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２８本としたときガイド基板２３の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．９３ｍｍ以上とすることによって、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にできることがわかる。
【００９２】
そこで、本実施形態例では、その好ましい形態例として、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて、ガイド基板２３の厚みを段階的に厚く形成することにした。
【００９３】
つまり、本実施形態例の好ましい形態例は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたときガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２１本以上２４本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２５本以上２８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２９本以上３２本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．９３ｍｍ以上とした。
【００９４】
したがって、上記好ましい形態例においては、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができ、それにより、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失をより一層抑制できる。また、上記好ましい形態例のように、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させてガイド基板２３の厚みを段階的に厚くすることにより、必要以上にガイド基板２３の厚みを大きくすることが無く、光ファイバアレイ１が大型化することを抑制できる。
【００９５】
さらに、上記好ましい形態例の光ファイバアレイ１を適用することにより、挿入損失が非常に小さく、温度変化等による剥離等をより確実に抑制でき、小型の光導波回路モジュールを実現できる。
【００９６】
次に、本発明に係る光ファイバアレイの第２実施形態例について説明する。なお、第２実施形態例の説明において、上記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【００９７】
図５には、本発明に係る光ファイバアレイの第２実施形態例の一例の概略図が模式的に示されている。なお、同図は光ファイバアレイ１を接続端面側から見た正面図である。
【００９８】
第２実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ７の直径とほぼ等しい配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝９を配列したガイド基板２３と、該ガイド基板２３の光ファイバ配列ガイド溝９に挿入された光ファイバ７を有している。
【００９９】
なお、それぞれの光ファイバ７は、８本の光ファイバ７を２５０μｍピッチで一列に並設してなる光ファイバテープ心線２１から引き出され、その端部の被覆を除去して光ファイバ配列ガイド溝９に挿入されている。光ファイバテープ心線２１は、例えば図１３に示した光ファイバアレイ１と同様に、２段に重ね合わせ配置されている。
【０１００】
第２実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本以上とし、前記ガイド基板２３の厚み（図１のｔ）を１．０５ｍｍ以上に形成しており、図５は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が４８本の光ファイバアレイ１を示している。
【０１０１】
また、第２実施形態例の好ましい形態は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝９の総数が多くなるにつれてガイド基板２３の厚みを連続的または段階的に厚く形成した光ファイバアレイ１である。
【０１０２】
具体的には、１２７μｍピッチで形成された光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係を、以下のように決定すると、ガイド基板２３の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができる。
【０１０３】
つまり、例えば、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３３本以上４０本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４１本以上４８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４９本以上５６本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５７本以上６４本以下としたときガイド基板２３の厚みを２．４０ｍｍ以上とするとよい。
【０１０４】
なお、本発明者は、第２実施形態例において、上記第１実施形態例と同様に、光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係について様々な検討を行っており、その詳細は後述する。
【０１０５】
第２実施形態例は以上のように構成されており、その実施例として、以下に示す実施例７、実施例８について、その反り量を測定した。これらの実施例７、８は、図５に示したように光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４８本とし、実施例７は、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍとし、実施例８は、ガイド基板２３の厚みｔを２．０ｍｍとした。
【０１０６】
その結果、上記実施例７の光ファイバアレイ１の反り測定結果は図６の（ａ）に示す結果となり、上記実施例８の光ファイバアレイ１の反り測定結果は同図の（ｂ）に示す結果となった。
【０１０７】
これらの図に示すように、実施例７の反り量は０．４５μｍ程度、実施例８の反り量は０．１５μｍ程度と小さくなっており、従来例における反り量である２．０μｍに比べて反り量が非常に小さい。
【０１０８】
つまり、第２実施形態例は、１２７μｍピッチで配列形成されている光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本以上としても、ガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とすることにより、ガイド基板２３の反りを抑制でき、上記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
また、本発明者は、１２７μｍピッチで配列形成されている光ファイバ配列ガイド溝９の総数を６４本とした実施例として、以下の実施例を形成し、その反り測定結果を測定した。
【０１１０】
つまり、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍとした実施例９の光ファイバアレイ１の反り測定結果は、図７の（ａ）に示すようになった。また、ガイド基板２３の厚みｔを２．０ｍｍとした実施例１０の光ファイバアレイ１の反り測定結果は、同図の（ｂ）に示すようになった。
【０１１１】
これらの図に示すように、実施例９の反り量は１．４μｍ程度、実施例１０の反り量は０．７μｍ程度と小さくなっており、従来例における反り量である３．４μｍに比べて反り量が非常に小さいことが分かった。
【０１１２】
さらに、本発明者は、第２実施形態例における光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の好ましい厚みの関係を決定するために、以下のような検討を行っており、以下、その検討結果について説明する。
【０１１３】
本発明者は、１２７μｍピッチで配列する光ファイバ配列ガイド溝９の総数が３２本、４０本、５６本の光ファイバアレイ１について、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍにした実施例と厚みｔを２．０ｍｍにした実施例とについて、光ファイバアレイ１の反り量を測定した。また、本実施形態例の比較例として、ガイド基板２３の厚みｔを１．０μｍにした従来の光ファイバアレイ１についても同様の測定を行った。その結果が表４に示されている。
【０１１４】
【表４】
【０１１５】
表４から明らかなように、ガイド基板２３の厚みが大きい方が光ファイバアレイ１の反り量が小さくなり、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本にしたもの、４０本にしたもの、５６本にしたもののいずれにおいても、第２実施形態例は、ガイド基板２３の厚みが１．０μｍの比較例に比べて光ファイバアレイ１の反り量が小さい。
【０１１６】
なお、本発明者は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が２４本の光ファイバアレイ１についても、ガイド基板２３の厚みを１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍにした場合の光ファイバアレイ１の反り量を求めており、その結果は表５に示す通りである。
【０１１７】
【表５】
【０１１８】
以上のような、光ファイバ配列ガイド溝９の総数（光ファイバ７の心数）と光ファイバアレイ１の反り量との関係をまとめた結果が図８の特性線ａ〜ｃに示されている。なお同図の特性線ａはガイド基板２３の厚みを２．０μｍにしたもの、同図の特性線ｂはガイド基板２３の厚みを１．５μｍにしたもの、同図の特性線ｃはガイド基板２３の厚みを１．０μｍにしたものについての関係である。
【０１１９】
また、図９には、光ファイバ配列ガイド溝９の総数ごとに、ガイド基板２３の厚みと反り量の関係を求めた結果が示されている。
【０１２０】
なお、同図の特性線ａは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本としたもの、同図の特性線ｂは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたもの、同図の特性線ｃは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４０本としたもの、同図の特性線ｄは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４８本としたもの、同図の特性線ｅは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５６本としたもの、同図の特性線ｆは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を６４本としたものについての関係をそれぞれ示す。
【０１２１】
図９から、１２７μｍピッチで配列形成される光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４０本としたときガイド基板２３の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４８本としたときガイド基板２３の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５６本としたときガイド基板２３の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を６４本としたときガイド基板２３の厚みを２．４０ｍｍ以上とすることによって、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にできることがわかる。
【０１２２】
そこで、第２実施形態例では、その好ましい形態例として、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて、ガイド基板２３の厚みを段階的に厚く形成することにした。
【０１２３】
つまり、第２実施形態例の好ましい形態例は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３３本以上４０本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を光ファイバ配列ガイド溝の総数を４１本以上４８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４９本以上５６本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５７本以上６４本以下としたときガイド基板２３の厚みを２．４０ｍｍ以上とした。
【０１２４】
したがって、第２実施形態例の上記好ましい形態例においては、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができ、それにより、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失をより一層抑制できる。また、この光ファイバアレイ１を適用することにより、挿入損失が非常に小さく、温度変化等による剥離等をより一層抑制できる光導波回路モジュールを実現できる。
【０１２５】
次に、本発明に係る光導波回路モジュールの一実施形態例について説明する。本実施形態例の光導波回路モジュールは、図１５に示したアレイ導波路回折格子の回路を有する光導波回路部品３０を有し、この光導波回路部品３０の出射側と入射側にそれぞれ光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）を設けて構成されている。
【０１２６】
光の入射側に設けられる光ファイバアレイ１（１ｂ）は、例えば図１２の光導波回路モジュールに設けられている光ファイバアレイ１（１ｂ）のように、１心の光ファイバ７を固定して形成されている。
【０１２７】
一方、光の出射側に設けられる光ファイバアレイ１（１ａ）は、図５に示した上記第２実施形態例の実施例７と同様に、ガイド基板２３に、１２７μｍピッチで光ファイバ配列ガイド溝９を４８本配列して形成されている。ガイド基板２３は、厚みは１．５μｍのパイレックスガラスである。
【０１２８】
光ファイバアレイ１（１ａ）は、上下２段に３枚ずつ配設された合計６枚の８心光ファイバテープ心線２１から引き出された４８本の光ファイバ７が、ガイド基板２３の対応する光ファイバ配列ガイド溝９に挿入され、厚みが１．０μmのパイレックスガラスの押さえ板２４により押さえられている。光ファイバ７は、それぞれ、接着剤５０により光ファイバ配列ガイド溝９に固定されている。
【０１２９】
本実施形態例の光導波回路モジュールを形成する際に、入射側の光ファイバアレイ１（１ｂ）と光導波回路部品３０を位置決め装置上に配置し、光ファイバアレイ１（１ｂ）の光ファイバ７から光を入射した状態で、出射側の光ファイバアレイ１（１ａ）に配列固定されている奇数番目の２４本の光ファイバ７に光を通した。
【０１３０】
そして、それぞれの光ファイバ７と光導波回路部品３０の対応する光出力導波路６との軸ずれ量の平均が最も小さくなるように位置決めし、調心したところ、図１０に示す結果が得られた。なお、図１０の特性線ａは、それぞれの軸ずれ量を、図５に示したＸ軸方向に対して示したものであり、図１０の特性線ａは図５のＹ軸方向に対して示したものである。また、図１０に示すポート番号は、図５の左側から順に付したものである。
【０１３１】
図１０の特性線ａから明らかなように、Ｙ軸方向のずれ量は最大でも０．３μｍ程度と良好であった。これは、本実施形態例に適用している光ファイバアレイ１の反り量が０．４５μｍと小さいことに起因するものである。また、図１０の特性線ｂに示すように、Ｘ軸方向の軸ずれは、最大でも０．４μｍ程度であるから、軸ずれに起因する接続損失の最大値は０．１ｄＢ以下と見積もられる。
【０１３２】
また、本実施形態例の光導波回路モジュールを６個作製し、そのうちｎ＝３個の光導波回路モジュールを用いて、−４０℃〜８５℃の温度サイクル試験を１０００サイクル行い、残りｎ＝３個の光導波回路モジュールを用いて８５℃、８５％の湿熱試験を５０００時間行った。その結果、光導波回路モジュールの挿入損失の変化量は最大でも０．２５ｄＢとなり、良好な結果を得た。
【０１３３】
以上のように、本実施形態例の光導波回路モジュールは、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）と光導波回路部品３０との接続損失が小さく、たとえ温度や湿度が大きく変化する厳しい環境下にあっても挿入損失の変化量が小さい優れた光導波回路モジュールを実現できた。
【０１３４】
なお、本発明は上記各実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば光ファイバアレイ１の第１実施形態例では、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０、２４、２８、３２本としたものについて実施例をあげ、第２実施形態例では、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２、４０、４８、５６、６４本としたものについて実施例をあげたが、光ファイバ配列ガイド溝９の総数は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【０１３５】
つまり、上記各実施形態例のように、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチが２５０μｍのものにおいても、１２７μｍのものにおいても、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝９の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成することにより、光ファイバアレイ１の反りを低減し、光導波回路部品３０との接続損失を低減できる。
【０１３６】
例えば、パイレックスガラスのガイド基板２３と押さえ板２４により光ファイバアレイ１を形成する場合、図１１に示す各特性線ａ、ｂに基づいて、ガイド基板２３の厚みを決定することにより、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができる。なお、図１１は、上記各実施形態例の光ファイバアレイ１の各実施例に基づいて形成したものであり、特性線ａが２５０μｍピッチ、特性線ｂが１２７μｍピッチの特性である。
【０１３７】
さらに、光ファイバアレイ１の反り量は０．５μｍ未満にすることが好ましいが、それ以外の反り量を決定し、決定した反り量に対して図１１に示したような特性データを求め、その特性データに基づいて光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みの関係を決定してもよい。
【０１３８】
さらに、ガイド基板２３の厚みを決定する際に、その作製誤差を見越して厚みをやや厚めに決定し、光ファイバアレイ１を作製してもよい。
【０１４０】
さらに、上記各実施形態例では、光ファイバアレイ１の押さえ板２４の厚みを１．０ｍｍとしたが、押さえ板２４の厚みは１．０ｍｍに限定されるものではなく適宜設定されるものである。
【０１４１】
さらに、上記第１実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを２５０μｍとしたが、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを光ファイバ７の直径の略２倍に形成する場合、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを２５０μｍよりもやや大きくしてもよいし、やや小さくしてもよい。
【０１４２】
さらに、上記第２実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを１２７μｍとしたが、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを光ファイバ７の直径とほぼ等しく形成する場合、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを例えば１２５μｍや１２６μｍとしてもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明の光ファイバアレイによれば、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチに応じ、光ファイバ配列ガイド溝総数とガイド基板の厚みを適切に形成することにより、光ファイバアレイの反り量を抑制し、光導波回路部品等の接続相手側の光部品と低接続損失で接続可能な光ファイバアレイを容易に、かつ、安価に実現できる。
【０１４４】
また、本発明の光ファイバアレイにおいて、光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成した構成としたので、光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させて、ガイド基板の厚みをより一層適宜の厚みに形成できるので、上記効果をより一層確実に発揮でき、また、ガイド基板の厚みを大きくしすぎることによる光ファイバアレイの大型化を抑制できる。
【０１４５】
さらに、本発明の光ファイバアレイにおいて、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチおよび総数とガイド基板の厚みを具体的に決定した構成であるので、光ファイバアレイの反りをほぼ０．５μｍ未満にできる。
【０１４７】
さらに、本発明の光導波回路モジュールによれば、上記優れた効果を奏する光ファイバアレイを用いることによって、挿入損失が小さく、かつ、温度や湿度の変化が生じても挿入損失変動が小さく、さらに、小型で安価な光導波回路モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバアレイの第１実施形態例の一例を示す要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態例の実施例の光ファイバアレイの反り測定結果を示す説明図である。
【図３】上記第１実施形態例の光ファイバアレイの光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を比較例における関係と共に示すグラフである。
【図４】光ファイバ配列ガイド溝を２５０μｍピッチで形成した光ファイバアレイのガイド基板厚さと反り量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る光ファイバアレイの第２実施形態例の一例を示す要部構成図である。
【図６】上記第２実施形態例の実施例の光ファイバアレイの反り測定結果を示す説明図である。
【図７】上記第２実施形態例の別の実施例の光ファイバアレイの反り測定結果を示す説明図である。
【図８】上記第２実施形態例の光ファイバアレイの光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を比較例と共に示すグラフである。
【図９】光ファイバ配列ガイド溝を１２７μｍピッチで形成した光ファイバアレイのガイド基板厚さと反り量との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る光導波回路モジュールの一実施形態例における光ファイバと光導波回路部品の光導波路との軸ずれ量を示すグラフである。
【図１１】光ファイバアレイの反り量を約０．５μｍにするための光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を示すグラフである。
【図１２】光導波回路モジュールの一例を示す説明図である。
【図１３】光ファイバアレイの構成例を示す説明図である。
【図１４】光ファイバの直径とほぼ同じ配列ピッチで形成した光ファイバ配列ガイド溝に配列する光ファイバの配列形態例を示す模式図である。
【図１５】アレイ導波路回折格子の構成例を示す説明図である。
【図１６】光ファイバアレイの接着剤硬化前と硬化後の反り状態を示す説明図である。
【図１７】光ファイバアレイの反り測定方法の例を示す説明図である。
【図１８】従来の光ファイバアレイの反り測定結果例を示す説明図である。
【図１９】従来の他の光ファイバアレイの反り測定結果例を示す説明図である。
【図２０】従来の光ファイバアレイにおける光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光ファイバアレイ
２ 光入力導波路
３ 第１のスラブ導波路
４ アレイ導波路
４ａ チャンネル導波路
５ 第２のスラブ導波路
６ 光出力導波路
７ 光ファイバ
９ 光ファイバ配列ガイド溝
１０ 光導波回路
２３ ガイド基板
２４ 押さえ板
３０ 光導波回路部品
５０ 接着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に使用され、たとえば光導波回路を配列した光導波回路部品に接続されて用いられる光ファイバアレイおよびその光ファイバアレイを用いた光導波回路モジュールに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
現在、光通信の分野では、低価格化、高集積化の点から、複数の光導波回路をシリコン基板や石英基板上に配列した光導波回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）部品の実用化が進んでいる。また、光導波回路部品の多機能化に伴い、配列する光導波回路の高集積化および光導波回路部品の大型化が進んでいる。
【０００３】
光導波回路部品は、一般に、光ファイバを配列してなる光ファイバアレイに接続されてモジュール化され、用いられている。この光導波回路モジュールは、例えば図１２に示すように、光導波回路部品３０の入射側および出射側に光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）を接続して形成されている。
【０００４】
同図において、光導波回路部品３０は、光導波路形成用の基板１１上に、光導波路により光導波回路１０を形成したものである。同図に示す光導波回路１０は、１本の光入力導波路２を有し、この光入力導波路２が分岐部１７を介して分岐され、８本の光出力導波路６が形成されている。
【０００５】
この光導波回路１０は、１つの光入力部４１（光入力導波路２の入射側）から入力された光を分岐して、８つの光出力部（光出力導波路６の出射側であり、同図には図示せず）から出力するスプリッタ型の光導波回路（１×８スプリッタ）である。なお、同図においては、光導波回路部品３０の各接続端面側にガラス製の上板４３，４４を設けている。
【０００６】
光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）は、それぞれ、ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）と押さえ板２４（２４ａ，２４ｂ）とを有している。ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）と押さえ板２４（２４ａ，２４ｂ）の厚みは、それぞれ１．０ｍｍとするのが一般的である。
【０００７】
また、同図には図示されていないが、ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）には、それぞれ、１本以上の光ファイバ配列ガイド溝が形成されており、それぞれの光ファイバ配列ガイド溝に光ファイバ７が挿入固定されている。光ファイバ配列ガイド溝は、通常、Ｖ溝（V字形溝）に形成され、ガイド基板２３（２３ａ，２３ｂ）、押さえ板２４（２４ａ，２４ｂ）による光ファイバ７の固定には、通常、接着剤（図示せず）が用いられる。
【０００８】
図１２に示す光導波回路モジュールにおいては、入射側の光ファイバアレイ１（１ｂ）には１本の光ファイバ７が固定されており、この光ファイバ７が光導波回路部品３０の光入力導波路２に接続されている。なお、光ファイバ７は、接続端面側の被覆が除去された状態で前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入されている。光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバは、押さえ板２４（２４ｂ）によって押さえられている。
【０００９】
また、出射側の光ファイバアレイ１（１ａ）には、８本の光ファイバ７が等配列ピッチで配列固定されている。これらの光ファイバ７は、光ファイバテープ心線２１から引き出されており、接続端面の被覆が除去された状態でそれぞれ前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入され、押さえ板２４（２４ａ）に押さえられている。これらの光ファイバ７は、光導波回路部品３０の対応する光出力導波路６に接続されている。なお、光ファイバテープ心線２１は、光ファイバ７をその直径の略２倍である２５０μｍピッチで１列に並設してなる。
【００１０】
光ファイバアレイ１のガイド基板２３に形成されている光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチは、一般に、光ファイバテープ心線２１における光ファイバ７の配列ピッチと等しい、２５０μｍに形成されている。また、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチは、光ファイバ７の直径とほぼ等しい１２７μｍに形成されているものもある。光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチを光ファイバ７の直径とほぼ等しい配列ピッチとしたものにおいては、光ファイバ７をほぼ隙間なく並べられる。
【００１１】
図１３は、光ファイバアレイ１の一例を示しており、この光ファイバアレイ１は、光ファイバ７を光ファイバ７の直径とほぼ等しい配列ピッチで３２本配列したものである。ガイド基板２３には、光ファイバ配列ガイド溝９が、光ファイバ７の直径とほぼ等しい１２７μｍの配列ピッチＰ１で形成されており、各光ファイバ配列ガイド溝９に光ファイバ７が挿入固定されている。
【００１２】
この場合、同図に示すように、光ファイバアレイ１には、光ファイバテープ心線２１（２１ａ，２１ｂ）を２段に重ねて設けられる。そして、例えば図１４に示す模式図のように、光ファイバテープ心線２１ａに配列されている光ファイバ７（７ａ）と光ファイバテープ心線２１ｂに配列されている光ファイバ７（７ｂ）の配列が行われる。
【００１３】
すなわち、図１４の（ａ）に示すように、光ファイバ７の先端側を広げ、同図の（ｂ）に示すように、光ファイバ７（７ａ）と光ファイバ７（７ｂ）を交互に配列する。そして、図１３に示したように、これらの光ファイバ７（７ａ，７ｂ）をガイド基板２３（２３ａ）の光ファイバ配列ガイド溝９に挿入して光ファイバアレイ１を形成する。
【００１４】
また、図１３に示すように、光ファイバテープ心線２１を複数並設して設置するタイプの光ファイバアレイでは、同図に示すように、隣り合う光ファイバテープ心線２１間の光ファイバ７の配列ピッチＰ２を、１つの光ファイバテープ心線２１内における光ファイバ７の配列ピッチＰ１よりも少し広めに形成した構成のものもある。この構成は、隣り合う光ファイバテープ心線２１同士の被覆がぶつかる等の、光ファイバテープ心線２１の干渉を避けることができる。
【００１５】
この構成において、例えば光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチＰ１が１２７μｍの場合は、隣り合うテープ間の光ファイバ７の配列ピッチＰ２を例えば２５４〜５００μｍとすることが行われる。また、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチＰ１が２５０μｍの場合は、隣り合うテープ間の光ファイバ７の配列ピッチＰ２を例えば３６０〜５００μｍとすることが行われる。
【００１６】
なお、光ファイバアレイ１は、光ファイバテープ心線２１から引き出された光ファイバ７を配列することが一般的であり、１つの光ファイバテープ心線２１には、通常、４心または８心の光ファイバ７が配列されているため、光ファイバアレイに配列する光ファイバ７の心数は、４、８、１２、１６、２０、２４、３２、・・・心とすることが一般的である。
【００１７】
また、図１２に示したような光導波回路モジュールにおいて、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）の接続端面と前記光導波回路部品３０の接続端面は、それぞれ研磨された後、光ファイバアレイ１（１ｂ）と光導波回路部品３０の入射側端面とが対向配置され、光ファイバアレイ１（１ａ）と光導波回路部品３０の出射側端面とが対向配置されている。
【００１８】
そして、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）に配列されている光ファイバ７と、光導波回路部品３０に配列されている光導波路（図１２の場合、光出力導波路６と光入力導波路２）の接続端面とが対向配置され、対応する光ファイバ７の接続端面と光導波路の接続端面との軸ずれ（位置ずれ）が最小となる位置で、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）の接続端面と光導波回路部品３０の接続端面とが紫外線（ＵＶ）硬化接着剤等により接着固定される。
【００１９】
光導波回路部品３０の構成例は様々なものが知られているが、上記スプリッタの他に、例えば図１５に示すようなアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）が広く知られている。このアレイ導波路回折格子は、波長多重伝送において波長合分波器の役割を果たす。波長多重伝送は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を多重して１本の光ファイバにより伝送させるものであり、その伝送量を飛躍的に向上することができる伝送方式である。
【００２０】
アレイ導波路回折格子の光導波回路１０は、１本以上の光入力導波路２の出射側に、第１のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の出射側に複数の並設されたチャンネル導波路４ａから成るアレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【００２１】
前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波路３から導出された光を伝搬するものであり、互いに異なる長さに形成され、隣り合うチャンネル導波路４ａの長さは互いにΔＬ異なっている。
【００２２】
なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導波路回折格子によって分波あるいは合波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであり、チャンネル導波路４ａは、通常、例えば１００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらの光出力導波路６、チャンネル導波路４ａおよび光入力導波路２の各々の本数を簡略的に示してある。
【００２３】
光入力導波路２には、例えば送信側の光ファイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、光入力導波路２を通って第１のスラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によって広がってアレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【００２４】
このアレイ導波路４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さが互いに設定量異なることから、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まる。
【００２５】
そのため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光（分波光）を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【００２６】
すなわち、アレイ導波路型回折格子は、光入力導波路２から入力される互いに異なる複数の波長をもった多重光から１つ以上の波長の光を分波して各光出力導波路６から出力する光分波機能を有しており、分波される光の中心波長は、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さの差（ΔＬ）及びアレイ導波路４の実効屈折率（等価屈折率）ｎｃに比例する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ファイバアレイ１に用いるガイド基板２３の光ファイバ配列ガイド溝は、切削加工やエッチング加工、あるいは、モールディング加工により形成されるが、この溝の配列には製造ばらつき等による誤差が存在する。また、光ファイバ７は、周知の如く、光が導通するコアの周囲にクラッド層を設けて形成されており、その断面は円形と成し、コアが中心に位置する構成を有しているが、このコアの位置にも製造ばらつきが存在する。
【００２８】
これらの製造ばらつきにより、光ファイバアレイ１には配列ピッチずれ（ここでは、光ファイバ７の配列方向および該配列方向に略直交する深さ方向の位置ずれを指す）が存在する。
【００２９】
このように、光ファイバアレイ１に配列ピッチずれが存在すると、光ファイバアレイ１を光導波回路部品３０に接続する時に、光ファイバ７と光導波路（光入力導波路２や光出力導波路６）との接続端面の軸ずれ（位置ずれ）が大きくなり、接続損失が大きくなるといった問題が生じる。
【００３０】
この接続損失は、上記軸ずれの２乗に比例し、１μｍの軸ずれで０．２〜０．４ｄＢ程度の過剰な接続損失が発生することになる。なお、この接続損失値は、光ファイバ７の種類や光導波路の特性により異なる。このため、光ファイバアレイ１の配列ピッチずれはできるだけ小さいことが望ましいが、実際には、軸ずれ１μｍ程度は許容値とされており、実際には、例えば最大０．７５μｍ程度の軸ずれを有していることがある。
【００３１】
また、光ファイバアレイ１の作製に際し、光ファイバ７の固定には、前記のように接着剤を用いるのが一般的であるが、接着剤は一般に、硬化するときに収縮するという特徴を持つため、この硬化収縮により光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）に応力が付加され、結果として反りが生じることになる。
【００３２】
そして、光ファイバアレイ１に反りが生じると、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続において、光ファイバ７と光導波路との軸ずれ量はさらに大きくなることになる。また、反りが生じた光ファイバアレイ１は、温度が変化したり、高温高湿環境にさらされたりすることによって、接着剤の弾性率が変化したり接着剤が膨張したりすると、その反り量が変化することがある。
【００３３】
このように、光ファイバアレイ１の反り量が変化すると、光ファイバ７と光導波路の接続損失が変化し、光導波回路モジュール全体の挿入損失も変化してしまうといった問題が生じる。また、光ファイバアレイ１の反り量が変化すると、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続部に応力がかかり、接続部の剥離、破壊等が生じるといった問題も発生する。
【００３４】
例えば、光ファイバアレイ１の反りが０．５μｍ未満であれば、この反りが光ファイバ７と光導波路との軸ずれに及ぼす影響は、反り量の半分である０．２５μｍ未満であることから、それほど大きな問題にはならない。しかし、前記反り量が０．５μｍ以上となると、光ファイバアレイ１の作製誤差に起因する軸ずれ量と併せて、全体の軸ずれ量が１μｍ以上になることがあることから、問題が生じる場合がある。
【００３５】
また、光ファイバアレイ１の反りが０．５μｍ未満であれば、この反りが例えば温度変化などにより変化して解放されたとしても、軸ずれの変化量は少なく、光ファイバ７と光導波路との接続損失の変化量もわずかである。また、このとき、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続部にかかる応力もわずかであり、特に大きな問題にはならない。
【００３６】
しかしながら、前記反り量が０．５μｍ以上となると、反りが解放された場合の接続損失の変化が大きくなるばかりか、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）と光導波回路部品３０との接続部にかかる応力により、接続部の剥離などの問題が生じる可能性が高くなる。これらの理由により、光ファイバアレイ１の反り量は、０．５μｍ未満であることが望ましい。
【００３７】
従来は、光導波回路モジュールに適用される光導波回路部品３０は、例えば１×９スプリッタや１×１６スプリッタ、あるいは、８〜１６波の波長を合分波するアレイ導波路回折格子が主流であったので、光導波回路モジュールに適用される光ファイバアレイ１に配列される光ファイバ７の心数（本数）も８心や１６心といったものが多く、光ファイバアレイ１の反り量は小さかった。
【００３８】
しかしながら、前記の如く、昨今、光導波回路部品３０の多機能化が進んでおり、それに伴い、例えば１つの光入力部から入力された光を分岐して３２個の光出力部から出力したり、６４個の光出力部から出力したりするスプリッタ型の光導波回路部品３０の開発および実用化が行われるようになった。また、アレイ導波路回折格子においても、その合分波数は４０以上のものが実用化されており、合分波数を６０以上とするものも開発されている。
【００３９】
そうなると、このような光導波回路部品３０を適用して形成される光導波回路モジュールは、光ファイバアレイ１に配列する光ファイバ７の心数を光導波回路部品３０に対応させて３２〜６０以上にする必要がある。しかし、厚みが従来と同様の、１．０ｍｍのガイド基板２３に３２〜６０以上の光ファイバ配列ガイド溝を形成して光ファイバアレイ１を形成すると、光ファイバアレイ１の反り量が大きくなってしまうといった問題が生じた。
【００４０】
例えば、図１６の（ａ）には、厚みが１．０ｍｍのパイレックス(登録商標)ガラスのガイド基板２３に、３２本の光ファイバ配列ガイド溝９を２５０μｍピッチで形成し、それぞれの光ファイバ配列ガイド溝９に光ファイバ７を配列した光ファイバアレイ１が示されている。なお、ガイド基板２３上には、厚さ１．０ｍｍのパイレックスガラスの押さえ板２４が設けられている。なお、パイレックスは登録商標であり、以下同様である。
【００４１】
また、同図の（ｂ）に示すように、光ファイバ７は接着剤５０によって光ファイバ配列ガイド溝９に固定されている。
【００４２】
この光ファイバアレイ１は、接着剤５０の硬化によって、同図の（ｃ）に示すように約２．８μｍも反り、この反りによる光ファイバ７と光導波路との軸ずれ量は最大で約１．４μｍにもなることから、例えば光ファイバ配列ガイド溝９の作製誤差等の他の要因による軸ずれ量と合わせると、最大で２．１５μｍ程度の軸ずれを生じることになった。
【００４３】
このため、図１６に示した光ファイバアレイ１を適用して光導波回路モジュールを形成すると、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続損失が、最大で約１．８ｄＢ程度にもなってしまうといった問題が生じた。
【００４４】
また、光ファイバアレイ１の反り量は、前記したように、接着剤５０の接着剤強度の劣化、接着剤５０の吸湿による膨潤等により変化し、それに伴い、光ファイバアレイ１を適用して形成される光導波回路モジュールは、その挿入損失が時間と共に１ｄＢ程度変化してしまうといった問題も有していた。
【００４５】
なお、光ファイバアレイ１の別の例として、厚みが１．０ｍｍのパイレックスガラスのガイド基板２３に、４８本の光ファイバ配列ガイド溝９を１２７μｍピッチで形成した光ファイバアレイ１について、接着剤５０の硬化による反りを求めたところ、その値は２．０μｍであった。なお、この光ファイバアレイ１も、それぞれの光ファイバ配列ガイド溝９に光ファイバ７を配列し、ガイド基板２３上には厚さ１．０ｍｍのパイレックスガラスの押さえ板２４を設けたものである。
【００４６】
上記光ファイバアレイ１の反りによって生じる光ファイバ７と光導波回路部品３０の光導波路との軸ずれ量は最大で約１．０μｍになり、他の要因による軸ずれ量と合わせると、軸ずれ量は最大で１．７５μｍ程度になる。そして、この光導波回路モジュールにおいては、光ファイバアレイ１と光導波回路部品３０との接続損失が最大で約１．２ｄＢ程度、接着剤５０の接着強度劣化等による反り量変化に伴う挿入損失の変化量が１ｄＢ程度となった。
【００４７】
さらに、この反り量の変化に伴い、この光導波回路モジュールは、光導波路部品３０と光ファイバアレイ１との接続部に応力がかかり、接続部の剥離が生じることがあった。
【００４８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、配列する光ファイバの心数が増えても反りが抑制され、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失が小さい光ファイバアレイと、この光ファイバアレイを適用することにより、挿入損失が小さく、温度変化等による剥離等を抑制できる光導波回路モジュールを提供することにある。
【００４９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明の光ファイバアレイは、光ファイバの直径の略２倍の配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝を配列したパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）のガイド基板と、該ガイド基板の前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバと、該光ファイバを上側から押さえるパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）の押さえ板とを有し、前記光ファイバは接着剤によって前記ガイド基板と押さえ板に固定され、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を２０本以上とし、前記ガイド基板の厚みを１．１０ｍｍ以上として、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成し、前記接着剤の硬化時の収縮の応力による光ファイバアレイの反り量をほぼ０．５μｍ未満とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５１】
さらに、第２の発明の光ファイバアレイは、上記第１の発明の構成に加え、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を２０本としたときガイド基板の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２１本以上２４本以下としたときガイド基板の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２５本以上２８本以下としたときガイド基板の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２９本以上３２本以下としたときガイド基板の厚みを１．９３ｍｍ以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５２】
さらに、第３の発明の光ファイバアレイは、光ファイバの直径とほぼ等しい配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝を配列したパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）のガイド基板と、該ガイド基板の前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバと、該光ファイバを上側から押さえるパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）の押さえ板とを有し、前記光ファイバは接着剤によって前記ガイド基板と押さえ板に固定され、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を３２本以上とし、前記ガイド基板の厚みを１．０５ｍｍ以上として、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応さて光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成し、前記接着剤の硬化時の収縮の応力による光ファイバアレイの反り量をほぼ０．５μｍ未満とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５４】
さらに、第４の発明の光ファイバアレイは、上記第３の発明の構成に加え、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を３２本としたときガイド基板の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を３３本以上４０本以下としたときガイド基板の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を４１本以上４８本以下としたときガイド基板の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を４９本以上５６本以下としたときガイド基板の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を５７本以上６４本以下としたときガイド基板の厚みを２．４０ｍｍ以上とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５６】
さらに、第５の発明の光導波回路モジュールは、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の光ファイバアレイを用いた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５７】
本発明者は、光ファイバアレイの反りを抑制するためには、光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させてガイド基板の厚みを厚くすることが重要であると考え、以下の検討を行った。
【００５８】
つまり、本発明者は、光ファイバアレイにおける光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチおよび本数の総数と、光ファイバアレイの反り状態および反り量との関係を詳細に検討した。その結果を表１および図１８〜図２０に示す。
【００５９】
【表１】
なお、光ファイバアレイの反り量は、図１７に示す測定位置および方向で求めた。図１７の図中、２５は、反り測定機の触針を示す。また、表１および図１８〜図２０に示した結果は、例えば図１６に示したような光ファイバアレイ１において、ガイド基板２３を厚さ１．０μｍのパイレックスガラスとし、押さえ板２４も厚み１．０μｍのパイレックスガラスとしたものである。
【００６１】
さらに、上記検討に際し、光ファイバテープ心線２１同士の干渉を避けるために以下の構成を適用した。つまり、光ファイバ７の配列ピッチが２５０μｍの光ファイバアレイ１においては、光ファイバ７の配列数８心ごと（光ファイバ配列ガイド溝９の配列本数８本ごと）に、適宜の間隔を設け、光ファイバ７の配列ピッチが１２７μｍの光ファイバアレイ１においては、光ファイバ７の配列数１６心ごと（光ファイバ配列ガイド溝９の配列本数１６本ごと）に、適宜の間隔を設けた。
【００６２】
図２０の特性線ａは、光ファイバ７の配列ピッチ（光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチ）を２５０μｍとしたもの、特性線ｂは光ファイバ７の配列ピッチ（光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチ）を１２７μｍとしたものである。
【００６３】
これらの結果から、光ファイバ７の配列ピッチを２５０μｍとした光ファイバアレイ１においては、その心数が１６心程度であれば、その反り量は０．２５μｍ程度と小さい。しかし、光ファイバ７の心数が約２０心以上になると、その反り量は０．５μｍを越え、光ファイバ７の心数が２０心以上では、その反り量が光ファイバ７の心数にほぼ比例することがわかった。
【００６４】
また、光ファイバ７の配列ピッチを１２７μｍとした光ファイバアレイ１においては、その心数が２４心程度であれば、その反り量は０．２５μｍ程度と小さい。しかし、光ファイバ７の心数が約３２心以上になると、その反り量は０．５μｍ以上になり、光ファイバ７の心数が３２心以上では、その反り量が光ファイバ７の心数にほぼ比例することがわかった。
【００６５】
本発明は、上記本発明者の検討に基づいて構成したものであり、光ファイバアレイに形成する光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチと総数に対応させて光ファイバアレイのガイド基板の厚みを適宜形成することにより、光ファイバ配列ガイド溝の総数が増えても（配列する光ファイバの心数が増えても）光ファイバアレイの反りを抑制できる。
【００６６】
したがって、本発明の光ファイバアレイは、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失を抑制でき、また、この光ファイバアレイを適用することにより、挿入損失が小さく、温度変化等による剥離等を抑制できる光導波回路モジュールを実現できる。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。図１には、本発明に係る光ファイバアレイの第１実施形態例の一例の概略図が模式的に示されている。
【００６８】
本実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ７の直径の略２倍の配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝９を配列したパイレックスガラス製のガイド基板２３と、該ガイド基板２３の光ファイバ配列ガイド溝９に挿入された光ファイバ７を有している。ガイド基板２３の上には、パイレックスガラス製の、厚みが１ｍｍの押さえ板２４が設けられている。
【００６９】
本実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本以上とし、前記ガイド基板２３の厚み（図１のｔ）を１．１０ｍｍ以上に形成したことを特徴としており、図１は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が３２本の光ファイバアレイ１を示している。
【００７０】
なお、ガイド基板２３の接続端面と押さえ板２４の接続端面は光ファイバ７の光軸に直交する態様で形成してもよいが、本実施形態例の光ファイバアレイ１は、同図に示すように、ガイド基板２３と押さえ板２４の接続端面および光ファイバ７の接続端面を斜めに形成している。
【００７１】
つまり、本実施形態例の光ファイバアレイ１は、その接続端面における光の反射を避けるために、ガイド基板２３と押さえ板２４の接続端面および光ファイバ７の接続端面を、光ファイバ７の光軸に直交する面（同図のＲの位置に形成される面）に対してθ＝８度の角度傾いた面になるように斜め研磨している。
【００７２】
また、同図では、押さえ板２４が光ファイバ７の上面に接するように示されているが、押さえ板２４は必ずしも光ファイバ７の上面に接しなくてもよい。それぞれの光ファイバ７は、接着剤５０によって、ガイド基板２３と押さえ板２４に固定されている。
【００７３】
また、本実施形態例の好ましい形態は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝９の総数が多くなるにつれてガイド基板２３の厚みを連続的または段階的に厚く形成した光ファイバアレイ１である。
【００７４】
具体的には、２５０μｍピッチで形成された光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係を、以下のように決定すると、ガイド基板２３の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができる。
【００７５】
つまり、例えば、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたときガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２１本以上２４本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２５本以上２８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２９本以上３２本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．９３ｍｍ以上とするとよい。
【００７６】
なお、本発明者は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係について様々な検討を行っており、その詳細は後述する。
【００７７】
本実施形態例は以上のように構成されており、その実施例として、以下に示す実施例１、実施例２について、その反り量を測定した。これらの実施例１、２は、図１に示すように光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本とし、実施例１は、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍとし、実施例２は、ガイド基板２３の厚みｔを２．０ｍｍとした。
【００７８】
その結果、上記実施例１の光ファイバアレイ１の反り測定結果は図２の（ａ）に示す結果となり、上記実施例２の光ファイバアレイ１の反り測定結果は同図の（ｂ）に示す結果となった。
【００７９】
これらの図に示すように、実施例１の反り量は１．２μｍ程度、実施例２の反り量は０．４μｍ程度と小さくなっており、従来例における反り量である２．８μｍに比べて反り量が非常に小さい。
【００８０】
つまり、本実施形態例は、２５０μｍピッチで配列されている光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本以上としても、ガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とすることにより、ガイド基板２３の反りを抑制できる。
【００８１】
したがって、本実施形態例の光ファイバアレイ１は、ガイド基板２３の反りの影響による光ファイバ７と接続相手側の光部品（例えば光導波回路部品３０の光導波路）との軸ずれを抑制でき、接続相手側の光部品と低損失で接続できる優れた光ファイバアレイ１を実現できる。
【００８２】
また、本発明者は、本実施形態例の上記構成を決定するために（つまり、光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の好ましい厚みの関係を決定するために）、以下のような検討を行っており、以下、その検討結果について説明する。
【００８３】
本発明者は、２５０μｍピッチで配列する光ファイバ配列ガイド溝９の総数が２４本、２８本の光ファイバアレイ１について、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍにした実施例と厚みｔを２．０ｍｍにした実施例について、光ファイバアレイ１の反り量を測定した。また、本実施形態例の比較例として、ガイド基板２３の厚みｔを１．０μｍにした従来の光ファイバアレイ１についても同様の測定を行った。その結果が表２に示されている。
【００８４】
【表２】
表２から明らかなように、ガイド基板２３の厚みが大きい方が光ファイバアレイ１の反り量が小さくなり、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本にしたものにおいても、２８本にしたものにおいても、本実施形態例は、ガイド基板２３の厚みが１．０μｍの比較例に比べて光ファイバアレイ１の反り量が小さい。
【００８６】
また、本発明者は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が１６本の光ファイバアレイ１についても、ガイド基板２３の厚みを１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍにした場合の光ファイバアレイ１の反り量を求めており、その結果は表３に示す通りである。なお、表３および以下の表において、反り量０は、光ファイバアレイ１の反り量が測定限界以下であったことを示す。
【００８７】
【表３】
以上のような、光ファイバ配列ガイド溝９の総数（光ファイバ７の心数）と光ファイバアレイ１の反り量との関係をまとめた結果が図３の特性線ａ〜ｃに示されている。なお同図の特性線ａはガイド基板２３の厚みを２．０μｍにしたもの、同図の特性線ｂはガイド基板２３の厚みを１．５μｍにしたもの、同図の特性線ｃはガイド基板２３の厚みを１．０μｍにしたものについての関係である。
【００８９】
また、図４には、光ファイバ配列ガイド溝９の総数ごとに、ガイド基板２３の厚みと反り量の関係を求めた結果が示されている。
【００９０】
なお、同図の特性線ａは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を１６本としたもの、同図の特性線ｂは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたもの、同図の特性線ｃは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本としたもの、同図の特性線ｄは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２８本としたもの、同図の特性線ｅは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたものについての関係をそれぞれ示す。
【００９１】
図４から、２５０μｍピッチで配列形成される光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたときガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本としたときガイド基板２３の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２８本としたときガイド基板２３の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．９３ｍｍ以上とすることによって、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にできることがわかる。
【００９２】
そこで、本実施形態例では、その好ましい形態例として、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて、ガイド基板２３の厚みを段階的に厚く形成することにした。
【００９３】
つまり、本実施形態例の好ましい形態例は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０本としたときガイド基板２３の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２１本以上２４本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２５本以上２８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２９本以上３２本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．９３ｍｍ以上とした。
【００９４】
したがって、上記好ましい形態例においては、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができ、それにより、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失をより一層抑制できる。また、上記好ましい形態例のように、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させてガイド基板２３の厚みを段階的に厚くすることにより、必要以上にガイド基板２３の厚みを大きくすることが無く、光ファイバアレイ１が大型化することを抑制できる。
【００９５】
さらに、上記好ましい形態例の光ファイバアレイ１を適用することにより、挿入損失が非常に小さく、温度変化等による剥離等をより確実に抑制でき、小型の光導波回路モジュールを実現できる。
【００９６】
次に、本発明に係る光ファイバアレイの第２実施形態例について説明する。なお、第２実施形態例の説明において、上記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【００９７】
図５には、本発明に係る光ファイバアレイの第２実施形態例の一例の概略図が模式的に示されている。なお、同図は光ファイバアレイ１を接続端面側から見た正面図である。
【００９８】
第２実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ７の直径とほぼ等しい配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝９を配列したガイド基板２３と、該ガイド基板２３の光ファイバ配列ガイド溝９に挿入された光ファイバ７を有している。
【００９９】
なお、それぞれの光ファイバ７は、８本の光ファイバ７を２５０μｍピッチで一列に並設してなる光ファイバテープ心線２１から引き出され、その端部の被覆を除去して光ファイバ配列ガイド溝９に挿入されている。光ファイバテープ心線２１は、例えば図１３に示した光ファイバアレイ１と同様に、２段に重ね合わせ配置されている。
【０１００】
第２実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本以上とし、前記ガイド基板２３の厚み（図１のｔ）を１．０５ｍｍ以上に形成しており、図５は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が４８本の光ファイバアレイ１を示している。
【０１０１】
また、第２実施形態例の好ましい形態は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝９の総数が多くなるにつれてガイド基板２３の厚みを連続的または段階的に厚く形成した光ファイバアレイ１である。
【０１０２】
具体的には、１２７μｍピッチで形成された光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係を、以下のように決定すると、ガイド基板２３の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができる。
【０１０３】
つまり、例えば、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３３本以上４０本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４１本以上４８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４９本以上５６本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５７本以上６４本以下としたときガイド基板２３の厚みを２．４０ｍｍ以上とするとよい。
【０１０４】
なお、本発明者は、第２実施形態例において、上記第１実施形態例と同様に、光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みとの関係について様々な検討を行っており、その詳細は後述する。
【０１０５】
第２実施形態例は以上のように構成されており、その実施例として、以下に示す実施例７、実施例８について、その反り量を測定した。これらの実施例７、８は、図５に示したように光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４８本とし、実施例７は、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍとし、実施例８は、ガイド基板２３の厚みｔを２．０ｍｍとした。
【０１０６】
その結果、上記実施例７の光ファイバアレイ１の反り測定結果は図６の（ａ）に示す結果となり、上記実施例８の光ファイバアレイ１の反り測定結果は同図の（ｂ）に示す結果となった。
【０１０７】
これらの図に示すように、実施例７の反り量は０．４５μｍ程度、実施例８の反り量は０．１５μｍ程度と小さくなっており、従来例における反り量である２．０μｍに比べて反り量が非常に小さい。
【０１０８】
つまり、第２実施形態例は、１２７μｍピッチで配列形成されている光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本以上としても、ガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とすることにより、ガイド基板２３の反りを抑制でき、上記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【０１０９】
また、本発明者は、１２７μｍピッチで配列形成されている光ファイバ配列ガイド溝９の総数を６４本とした実施例として、以下の実施例を形成し、その反り測定結果を測定した。
【０１１０】
つまり、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍとした実施例９の光ファイバアレイ１の反り測定結果は、図７の（ａ）に示すようになった。また、ガイド基板２３の厚みｔを２．０ｍｍとした実施例１０の光ファイバアレイ１の反り測定結果は、同図の（ｂ）に示すようになった。
【０１１１】
これらの図に示すように、実施例９の反り量は１．４μｍ程度、実施例１０の反り量は０．７μｍ程度と小さくなっており、従来例における反り量である３．４μｍに比べて反り量が非常に小さいことが分かった。
【０１１２】
さらに、本発明者は、第２実施形態例における光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の好ましい厚みの関係を決定するために、以下のような検討を行っており、以下、その検討結果について説明する。
【０１１３】
本発明者は、１２７μｍピッチで配列する光ファイバ配列ガイド溝９の総数が３２本、４０本、５６本の光ファイバアレイ１について、ガイド基板２３の厚みｔを１．５ｍｍにした実施例と厚みｔを２．０ｍｍにした実施例とについて、光ファイバアレイ１の反り量を測定した。また、本実施形態例の比較例として、ガイド基板２３の厚みｔを１．０μｍにした従来の光ファイバアレイ１についても同様の測定を行った。その結果が表４に示されている。
【０１１４】
【表４】
表４から明らかなように、ガイド基板２３の厚みが大きい方が光ファイバアレイ１の反り量が小さくなり、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本にしたもの、４０本にしたもの、５６本にしたもののいずれにおいても、第２実施形態例は、ガイド基板２３の厚みが１．０μｍの比較例に比べて光ファイバアレイ１の反り量が小さい。
【０１１６】
なお、本発明者は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数が２４本の光ファイバアレイ１についても、ガイド基板２３の厚みを１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍにした場合の光ファイバアレイ１の反り量を求めており、その結果は表５に示す通りである。
【０１１７】
【表５】
以上のような、光ファイバ配列ガイド溝９の総数（光ファイバ７の心数）と光ファイバアレイ１の反り量との関係をまとめた結果が図８の特性線ａ〜ｃに示されている。なお同図の特性線ａはガイド基板２３の厚みを２．０μｍにしたもの、同図の特性線ｂはガイド基板２３の厚みを１．５μｍにしたもの、同図の特性線ｃはガイド基板２３の厚みを１．０μｍにしたものについての関係である。
【０１１９】
また、図９には、光ファイバ配列ガイド溝９の総数ごとに、ガイド基板２３の厚みと反り量の関係を求めた結果が示されている。
【０１２０】
なお、同図の特性線ａは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２４本としたもの、同図の特性線ｂは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたもの、同図の特性線ｃは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４０本としたもの、同図の特性線ｄは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４８本としたもの、同図の特性線ｅは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５６本としたもの、同図の特性線ｆは光ファイバ配列ガイド溝９の総数を６４本としたものについての関係をそれぞれ示す。
【０１２１】
図９から、１２７μｍピッチで配列形成される光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４０本としたときガイド基板２３の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４８本としたときガイド基板２３の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５６本としたときガイド基板２３の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を６４本としたときガイド基板２３の厚みを２．４０ｍｍ以上とすることによって、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にできることがわかる。
【０１２２】
そこで、第２実施形態例では、その好ましい形態例として、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて、ガイド基板２３の厚みを段階的に厚く形成することにした。
【０１２３】
つまり、第２実施形態例の好ましい形態例は、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２本としたときガイド基板２３の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３３本以上４０本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を光ファイバ配列ガイド溝の総数を４１本以上４８本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を４９本以上５６本以下としたときガイド基板２３の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を５７本以上６４本以下としたときガイド基板２３の厚みを２．４０ｍｍ以上とした。
【０１２４】
したがって、第２実施形態例の上記好ましい形態例においては、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができ、それにより、光導波回路部品等の接続相手側光部品との接続損失をより一層抑制できる。また、この光ファイバアレイ１を適用することにより、挿入損失が非常に小さく、温度変化等による剥離等をより一層抑制できる光導波回路モジュールを実現できる。
【０１２５】
次に、本発明に係る光導波回路モジュールの一実施形態例について説明する。本実施形態例の光導波回路モジュールは、図１５に示したアレイ導波路回折格子の回路を有する光導波回路部品３０を有し、この光導波回路部品３０の出射側と入射側にそれぞれ光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）を設けて構成されている。
【０１２６】
光の入射側に設けられる光ファイバアレイ１（１ｂ）は、例えば図１２の光導波回路モジュールに設けられている光ファイバアレイ１（１ｂ）のように、１心の光ファイバ７を固定して形成されている。
【０１２７】
一方、光の出射側に設けられる光ファイバアレイ１（１ａ）は、図５に示した上記第２実施形態例の実施例７と同様に、ガイド基板２３に、１２７μｍピッチで光ファイバ配列ガイド溝９を４８本配列して形成されている。ガイド基板２３は、厚みは１．５μｍのパイレックスガラスである。
【０１２８】
光ファイバアレイ１（１ａ）は、上下２段に３枚ずつ配設された合計６枚の８心光ファイバテープ心線２１から引き出された４８本の光ファイバ７が、ガイド基板２３の対応する光ファイバ配列ガイド溝９に挿入され、厚みが１．０μmのパイレックスガラスの押さえ板２４により押さえられている。光ファイバ７は、それぞれ、接着剤５０により光ファイバ配列ガイド溝９に固定されている。
【０１２９】
本実施形態例の光導波回路モジュールを形成する際に、入射側の光ファイバアレイ１（１ｂ）と光導波回路部品３０を位置決め装置上に配置し、光ファイバアレイ１（１ｂ）の光ファイバ７から光を入射した状態で、出射側の光ファイバアレイ１（１ａ）に配列固定されている奇数番目の２４本の光ファイバ７に光を通した。
【０１３０】
そして、それぞれの光ファイバ７と光導波回路部品３０の対応する光出力導波路６との軸ずれ量の平均が最も小さくなるように位置決めし、調心したところ、図１０に示す結果が得られた。なお、図１０の特性線ａは、それぞれの軸ずれ量を、図５に示したＸ軸方向に対して示したものであり、図１０の特性線ａは図５のＹ軸方向に対して示したものである。また、図１０に示すポート番号は、図５の左側から順に付したものである。
【０１３１】
図１０の特性線ａから明らかなように、Ｙ軸方向のずれ量は最大でも０．３μｍ程度と良好であった。これは、本実施形態例に適用している光ファイバアレイ１の反り量が０．４５μｍと小さいことに起因するものである。また、図１０の特性線ｂに示すように、Ｘ軸方向の軸ずれは、最大でも０．４μｍ程度であるから、軸ずれに起因する接続損失の最大値は０．１ｄＢ以下と見積もられる。
【０１３２】
また、本実施形態例の光導波回路モジュールを６個作製し、そのうちｎ＝３個の光導波回路モジュールを用いて、−４０℃〜８５℃の温度サイクル試験を１０００サイクル行い、残りｎ＝３個の光導波回路モジュールを用いて８５℃、８５％の湿熱試験を５０００時間行った。その結果、光導波回路モジュールの挿入損失の変化量は最大でも０．２５ｄＢとなり、良好な結果を得た。
【０１３３】
以上のように、本実施形態例の光導波回路モジュールは、光ファイバアレイ１（１ａ，１ｂ）と光導波回路部品３０との接続損失が小さく、たとえ温度や湿度が大きく変化する厳しい環境下にあっても挿入損失の変化量が小さい優れた光導波回路モジュールを実現できた。
【０１３４】
なお、本発明は上記各実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば光ファイバアレイ１の第１実施形態例では、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を２０、２４、２８、３２本としたものについて実施例をあげ、第２実施形態例では、光ファイバ配列ガイド溝９の総数を３２、４０、４８、５６、６４本としたものについて実施例をあげたが、光ファイバ配列ガイド溝９の総数は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【０１３５】
つまり、上記各実施形態例のように、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチが２５０μｍのものにおいても、１２７μｍのものにおいても、光ファイバ配列ガイド溝９の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝９の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成することにより、光ファイバアレイ１の反りを低減し、光導波回路部品３０との接続損失を低減できる。
【０１３６】
例えば、パイレックスガラスのガイド基板２３と押さえ板２４により光ファイバアレイ１を形成する場合、図１１に示す各特性線ａ、ｂに基づいて、ガイド基板２３の厚みを決定することにより、光ファイバアレイ１の反り量をほぼ０．５μｍ未満にすることができる。なお、図１１は、上記各実施形態例の光ファイバアレイ１の各実施例に基づいて形成したものであり、特性線ａが２５０μｍピッチ、特性線ｂが１２７μｍピッチの特性である。
【０１３７】
さらに、光ファイバアレイ１の反り量は０．５μｍ未満にすることが好ましいが、それ以外の反り量を決定し、決定した反り量に対して図１１に示したような特性データを求め、その特性データに基づいて光ファイバ配列ガイド溝９の総数とガイド基板２３の厚みの関係を決定してもよい。
【０１３８】
さらに、ガイド基板２３の厚みを決定する際に、その作製誤差を見越して厚みをやや厚めに決定し、光ファイバアレイ１を作製してもよい。
【０１４０】
さらに、上記各実施形態例では、光ファイバアレイ１の押さえ板２４の厚みを１．０ｍｍとしたが、押さえ板２４の厚みは１．０ｍｍに限定されるものではなく適宜設定されるものである。
【０１４１】
さらに、上記第１実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを２５０μｍとしたが、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを光ファイバ７の直径の略２倍に形成する場合、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを２５０μｍよりもやや大きくしてもよいし、やや小さくしてもよい。
【０１４２】
さらに、上記第２実施形態例の光ファイバアレイ１は、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを１２７μｍとしたが、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを光ファイバ７の直径とほぼ等しく形成する場合、光ファイバ配列ガイド溝９の配列ピッチを例えば１２５μｍや１２６μｍとしてもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明の光ファイバアレイによれば、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチに応じ、光ファイバ配列ガイド溝総数とガイド基板の厚みを適切に形成することにより、光ファイバアレイの反り量を抑制し、光導波回路部品等の接続相手側の光部品と低接続損失で接続可能な光ファイバアレイを容易に、かつ、安価に実現できる。
【０１４４】
また、本発明の光ファイバアレイにおいて、光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成した構成としたので、光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させて、ガイド基板の厚みをより一層適宜の厚みに形成できるので、上記効果をより一層確実に発揮でき、また、ガイド基板の厚みを大きくしすぎることによる光ファイバアレイの大型化を抑制できる。
【０１４５】
さらに、本発明の光ファイバアレイにおいて、光ファイバ配列ガイド溝の配列ピッチおよび総数とガイド基板の厚みを具体的に決定した構成であるので、光ファイバアレイの反りをほぼ０．５μｍ未満にできる。
【０１４７】
さらに、本発明の光導波回路モジュールによれば、上記優れた効果を奏する光ファイバアレイを用いることによって、挿入損失が小さく、かつ、温度や湿度の変化が生じても挿入損失変動が小さく、さらに、小型で安価な光導波回路モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバアレイの第１実施形態例の一例を示す要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態例の実施例の光ファイバアレイの反り測定結果を示す説明図である。
【図３】上記第１実施形態例の光ファイバアレイの光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を比較例における関係と共に示すグラフである。
【図４】光ファイバ配列ガイド溝を２５０μｍピッチで形成した光ファイバアレイのガイド基板厚さと反り量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る光ファイバアレイの第２実施形態例の一例を示す要部構成図である。
【図６】上記第２実施形態例の実施例の光ファイバアレイの反り測定結果を示す説明図である。
【図７】上記第２実施形態例の別の実施例の光ファイバアレイの反り測定結果を示す説明図である。
【図８】上記第２実施形態例の光ファイバアレイの光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を比較例と共に示すグラフである。
【図９】光ファイバ配列ガイド溝を１２７μｍピッチで形成した光ファイバアレイのガイド基板厚さと反り量との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る光導波回路モジュールの一実施形態例における光ファイバと光導波回路部品の光導波路との軸ずれ量を示すグラフである。
【図１１】光ファイバアレイの反り量を約０．５μｍにするための光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を示すグラフである。
【図１２】光導波回路モジュールの一例を示す説明図である。
【図１３】光ファイバアレイの構成例を示す説明図である。
【図１４】光ファイバの直径とほぼ同じ配列ピッチで形成した光ファイバ配列ガイド溝に配列する光ファイバの配列形態例を示す模式図である。
【図１５】アレイ導波路回折格子の構成例を示す説明図である。
【図１６】光ファイバアレイの接着剤硬化前と硬化後の反り状態を示す説明図である。
【図１７】光ファイバアレイの反り測定方法の例を示す説明図である。
【図１８】従来の光ファイバアレイの反り測定結果例を示す説明図である。
【図１９】従来の他の光ファイバアレイの反り測定結果例を示す説明図である。
【図２０】従来の光ファイバアレイにおける光ファイバ配列ガイド溝総数と反り量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光ファイバアレイ
２ 光入力導波路
３ 第１のスラブ導波路
４ アレイ導波路
４ａ チャンネル導波路
５ 第２のスラブ導波路
６ 光出力導波路
７ 光ファイバ
９ 光ファイバ配列ガイド溝
１０ 光導波回路
２３ ガイド基板
２４ 押さえ板
３０ 光導波回路部品
５０ 接着剤
Claims (5)
- 光ファイバの直径の略２倍の配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝を配列したパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）のガイド基板と、該ガイド基板の前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバと、該光ファイバを上側から押さえるパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）の押さえ板とを有し、前記光ファイバは接着剤によって前記ガイド基板と押さえ板に固定され、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を２０本以上とし、前記ガイド基板の厚みを１．１０ｍｍ以上として、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応させて該光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成し、前記接着剤の硬化時の収縮の応力による光ファイバアレイの反り量をほぼ０．５μｍ未満としたことを特徴とする光ファイバアレイ。
- 光ファイバ配列ガイド溝の総数を２０本としたときガイド基板の厚みを１．１０ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２１本以上２４本以下としたときガイド基板の厚みを１．４５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２５本以上２８本以下としたときガイド基板の厚みを１．７３ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を２９本以上３２本以下としたときガイド基板の厚みを１．９３ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバアレイ。
- 光ファイバの直径とほぼ等しい配列ピッチで複数の光ファイバ配列ガイド溝を配列したパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）のガイド基板と、該ガイド基板の前記光ファイバ配列ガイド溝に挿入された光ファイバと、該光ファイバを上側から押さえるパイレックスガラス製（パイレックスは登録商標）の押さえ板とを有し、前記光ファイバは接着剤によって前記ガイド基板と押さえ板に固定され、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数を３２本以上とし、前記ガイド基板の厚みを１．０５ｍｍ以上として、前記光ファイバ配列ガイド溝の総数に対応さて光ファイバ配列ガイド溝の総数が多くなるにつれてガイド基板の厚みを連続的または段階的に厚く形成し、前記接着剤の硬化時の収縮の応力による光ファイバアレイの反り量をほぼ０．５μｍ未満としたことを特徴とする光ファイバアレイ。
- 光ファイバ配列ガイド溝の総数を３２本としたときガイド基板の厚みを１．０５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を３３本以上４０本以下としたときガイド基板の厚みを１．２５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を４１本以上４８本以下としたときガイド基板の厚みを１．４７ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を４９本以上５６本以下としたときガイド基板の厚みを１．８５ｍｍ以上とし、光ファイバ配列ガイド溝の総数を５７本以上６４本以下としたときガイド基板の厚みを２．４０ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項３記載の光ファイバアレイ。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の光ファイバアレイを用いたことを特徴とする光導波回路モジュール。
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