JP3908664B2 - 光ファイバを光学チップに取り付ける方法 - Google Patents

Description

【０００１】
［発明の背景］
１．発明の分野
本発明は、光学ファイバを多重集積型光学チップ（multi-integrated optic chips）に取り付ける、すなわち、「ピグテール接続する」こと、特にピグテール接続の品質を向上させることに関する。
【０００２】
２．関連技術および他の考慮の説明
光ファイバをチップ、たとえば、多重集積型光学チップ（ＭＩＯＣ）に取り付ける場合、屈折率整合（index matching）接着剤または流体が使用される。チップは、光ファイバを固定する接続点を備えている。取り付けが過度のむらを伴わない、または、非対称的にならないことが重要である。たとえば、接着剤が均一に塗布されていない場合、それが硬化すると、光ファイバおよび接続点間に移動が生じて、チップとの間の光エネルギの流れが減衰されるか、他の障害を受ける結果、性能および繰り返し作動性が失われる。
【０００３】
［発明の概要］
本発明によれば、チップへのファイバの取り付けを助けるために、対称形状のスリーブを用いることによって、上記および他の問題にうまく対処して、それらを解決する。すなわち、スリーブは、チップおよび光ファイバと屈折率整合した接着剤または流体によって、正確かつ高精度の取り付けを助ける。
【０００４】
さらに具体的に言うと、スリーブは、対称的な内部キャビティを有し、一端部がチップに取り付けられる。スリーブは、他端部で１つまたは複数のファイバを受け取って、それに取り付けられる。接着剤の硬化後、スリーブを一時的または永久的に取り付けることができる。内部キャビティは、ファイバおよびファイバに接着された接着剤に対して対称的である。それは、ファイバ端部および接続点のチップ端部間の接着剤または流体の閉じ込め、制御および輪郭定めを行う。それは、実際に接着剤または流体と接触する面積および体積を定める。
【０００５】
スリーブを使用することによって、幾つかの利点が得られる。対称形状の内部キャビティがファイバを包囲することによって、接着剤がその位置で対称的に硬化して、ファイバが好適な整合位置から望ましくない移動を生じないようにする、あるいは、チップに対するファイバの最適整合位置を得るための繰り返し性のある移動を与えることができる。接着剤の体積および位置を正確に制御することによって、真に対称的なピグテール接続をこれまで妨害してきた重力および這い上がりの影響に打ち勝って、対称性が保持される。そのような対称的なピグテールは、性能および繰り返し性に必要である。
【０００６】
本発明のさらに十分な理解と共に他の目的および利点は、例示的な実施形態およびそれらの添付の図面の以下の説明から明らかになるであろう。
【０００７】
［好適な実施形態の詳細な説明］
したがって、図１に示されているように、多重集積型光学チップ（ＭＩＯＣ）などのチップ１０は従来通りに、光ファイバ１４内に収容されているような光ファイバ心線に取り付けるために使用される接続点１２を備えている。一般的な光ファイバは、全体的に１８で示した保護クラッドおよびジャケットで包囲された心線１６を有する。ファイバの端部２０で心線の被覆をはがすことによって、心線を接続点に固定することができる。
【０００８】
心線を接続点に適切かつ対称的に接続するために、スリーブ２２が使用されている。スリーブ２２は、末端部３０および３２によって画定された内壁２８を有する対称形状のキャビティ２６を設けた本体２４を有し、これらの中心はすべて、軸３４上に位置する。図１ａにも示されているように、キャビティ２６の内壁２８は、直円錐台形として構成されている。あるいは、キャビティ壁を、図１ｂに示されているように、他の形状にすることができ、図１ｂでは、キャビティ２６ｂは角錐台形の壁２８ｂを有する。壁２８ｂの形状が矩形に示されているが、円錐形または多角形のいずれでも、その形状が軸３４または３４ｂに対して対称的でありさえすれば、いずれの多角形も使用できることを理解されたい。その結果、対称形状のキャビティ２６およびそれの末端部３０および３２や、キャビティ２６ｂなどの他のすべての対称形状のキャビティは、中心が軸上に位置している。言い換えると、軸３４を通る線３６を２つの線分３６ａ’および３６ｂ”（図１ａ）に二分するか、軸３４ｂを通る線３６ｂを２つの線分３６ｂ’および３６ａ”（図１ｂ）に二分したとすれば、それぞれの線分３６ａ’、３６ａ”および３６ｂ’、３６ｂ”が互いに等しいであろう。
【０００９】
末端部３０には、チップ１０のほぼ端部４２付近をはめ込むように配置されたリセス４０が設けられており、したがって、これらの２つは同様な形状を有する。末端部３０より小さい末端部３２は、光ファイバ１４の端部２０を、あるいは、所望ならば、その心線１６を受け取ることができ、したがって、光ファイバ用の入口部分として作動する。
【００１０】
図２に示されているように、光ファイバ１４およびその心線１６をチップ１０およびそれの接続点１２に接合するために、従来型の屈折率整合組成物の接着剤または流体４６をキャビティ２６に入れて、光ファイバ１４をスリーブ２２の入口部分すなわち小さい末端部３２に挿入し、光信号の減衰を最小に抑えるために必要な方法で接続点１２に適当に固定して、接着剤を硬化させる。所望ならば、光ファイバを内部に位置決めした後、接着剤をキャビティに挿入してもよい。スリーブ内壁の対称形状と、多数の等しい線分３６ａ’、３６ａ”および３６ｂ’、３６ｂ”とによって、その接着剤はこの位置で対称的に硬化して、ファイバが接続点１２に対する好適な整合位置から望ましくない移動を生じないようにする、あるいは、チップに対するファイバの最適整合位置を得るための繰り返し性のある移動を与えることができる。その結果が、図３に示されている。所望ならば、追加的な保護として、スリーブ２２をそのまま残してもよいが、スリーブを取り除いて、図４に示された製品を形成してもよい。
【００１１】
その結果、スリーブ２２は、ファイバ端部４４とチップ１０の接続点１２との間の屈折率整合接着剤および／または流体４６の制御、輪郭定めおよび閉じ込めを行う。スリーブは、実際に接着剤または流体と接触する面積および体積を定める。キャビティ内壁２８の対称形状によってこの材料の体積および位置を正確に制御することによって、性能および繰り返し性に必要である真に対称的なピグテール接続をこれまで妨害してきた重力および這い上がりの影響に打ち勝って、対称性を保持することができる。
【００１２】
以上に本発明をそれの特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに様々な変化および変更を加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 多重集積型光学チップ（ＭＩＯＣ）と、端部の被覆をはがした光ファイバと、チップおよび光ファイバ間のピグテール接続スリーブの好適な実施形態とを示す分解図であって、すべてがファイバをチップに接続するのに備えた整合位置にある。
【図１ａ】 図１のスリーブの、スリーブキャビティの内壁が直円錐台形である場合の１ａ−１ａ線に沿った断面図である。
【図１ｂ】 図１および図１ａに示されたものの変更形状で、スリーブキャビティの内壁が角錐台形であるスリーブの断面図である。
【図２】 図１に示されたアセンブリの、スリーブがチップ上に配置され、接着剤がスリーブ内に収容されてチップと接触している状態を示す図である。
【図３】 ファイバがチップに接着されて、スリーブ内に保持されている完成アセンブリの、図２と同様な図である。
【図４】 図３に示されたものの変更形で、スリーブを取り除いた状態を示す完成アセンブリである。

Claims (17)

1. 光ファイバを光学チップに取り付けて、ファイバのチップ隣接側の端部の整合状態を維持する方法において、
   対称形状のキャビティを有するスリーブを、前記光学チップと前記光ファイバとの間のインターフェースとなる末端部で終端する光軸に対して前記キャビティが対称的になるように配置する過程；及び
   前記キャビティ内で、接着剤により、前記光ファイバを前記光チップに対称的に接着する過程を有し、前記スリーブが前記接着剤と前記光学チップとに対して取り外し可能に取り付けられていることを特徴とする光ファイバを光学チップに取り付ける方法。
2. 前記キャビティは、軸を有し、ほぼ該軸上に中心が位置して前記チップインターフェース末端部から前記ファイバインターフェース末端部まで延在する壁によって内側が画定されており、
   前記末端部は、前記軸上に中心が位置し、
   前記軸と直角に交わって前記キャビティ壁で終端する平面上の線が、２つの等しい線分に二分される請求項１記載の方法。
3. 前記スリーブは、チップ上にはめ付けられるように構成されて、ファイバを受け取るように配置される請求項１記載の方法。
4. 前記キャビティは、軸を有し、ほぼ該軸上に中心が位置して前記チップはめ付け末端部から前記ファイバ受け取り末端部まで延在する壁によって内側が画定されており、
   前記末端部は、前記軸上に中心が位置し、
   前記軸と直角に交わって前記キャビティ壁で終端する平面上の線が、２つの等しい線分に二分される請求項３記載の方法。
5. 前記キャビティの壁は、前記チップはめ付け末端部から前記ファイバ受け取り末端部まで傾斜している請求項４記載の方法。
6. 前記スリーブは、重力および這い上がりの影響を克服してチップに対するファイバの対称的接着を実現かつ保持するように、前記接着剤を制御する請求項４記載の方法。
7. 前記キャビティ壁は、直円錐台形である請求項６記載の方法。
8. 前記キャビティ壁は、角錐台形である請求項６記載の方法。
9. 光ファイバを光学チップに取り付けて、ファイバのチップ隣接側の端部の整合を維持する方法であって、
   光ファイバの光軸に対して対称形状のキャビティを有するスリーブをチップ上に配置する工程、
   前記スリーブのキャビティに接着剤を入れることにより接着剤を対称的形状に成形する工程、
   前記スリーブの対称軸線上に光ファイバが位置するように、前記ファイバを前記キャビティに挿入する工程、
   ファイバを前記チップに固定する工程、及び
   前記接着剤を硬化させ、前記キャビティによって対称的形状に成形されていた前記接着剤によって、前記ファイバを前記チップに対して正確に位置決めする工程、及び
   前記接着剤が硬化した後に、前記スリーブを前記チップから取り除く工程から成ることを特徴とする方法。
10. ファイバを前記キャビティ内で、チップ隣接側のファイバ端部を整合状態に位置決めすることをさらに含む請求項９記載の方法。
11. 前記接着剤が硬化した後、前記スリーブをチップ上に固定したままにすることをさらに含む請求項９記載の方法。
12. 前記スリーブキャビティを角錐台形にすることをさらに含む請求項９記載の方法。
13. 前記スリーブキャビティを円錐台形にすることをさらに含む請求項９記載の方法。
14. 光ファイバを光学チップに取り付けて、ファイバのチップ隣接側の端部の整合を維持する方法であって、
    対称形状のキャビティを有するスリーブを使用する工程、
    前記スリーブのキャビティに接着剤を入れることにより、接着剤を光ファイバの光軸に対して対称的形状に成形する工程、
    前記スリーブをチップ上に配置する工程、
    前記スリーブの対称軸線上に光ファイバが位置するように、前記ファイバを前記キャビティに挿入する工程、
    ファイバを前記キャビティ内で、チップ隣接側のファイバ端部を整合状態に位置決めする工程、
    ファイバをチップに固定する工程、
    前記接着剤を硬化させ、前記キャビティによって対称的形状に成形されていた前記接着剤によって、前記ファイバを前記チップに対して正確に位置決めする工程、及び
    前記接着剤が硬化した後に、前記スリーブを前記チップから取り除く工程から成ることを特徴とする方法。
15. 接着剤が硬化した後、前記スリーブをチップ上に固定したままにすることをさらに含む請求項１４記載の方法。
16. 前記スリーブキャビティを角錐台形にすることをさらに含む請求項１４記載の方法。
17. 前記スリーブキャビティを円錐台形にすることをさらに含む請求項１４記載の方法。

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