JP4925375B2 - 光ファイバアレイの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信装置などに使用される光ファイバアレイの製造方法に関する。

関連技術１としては、基板に並設された複数のＶ溝に複数の光ファイバをそれぞれ埋め込んで並べ、基板および光ファイバ上に接着剤を塗布して、基板と押さえ部材とで光ファイバを挟んだ状態にする光ファイバアレイが開示されている。

この光ファイバアレイでは、基板、押さえ部材および光ファイバを一体的に接着固定する際に、接着剤を介して押さえ部材に対向する基板の凸部の表面を粗面状態として保持強度を保っている（例えば、特許文献１を参照）。

関連技術２としては、Ｖ溝部材のＶ溝内に収容された光ファイバ素線と平板部材との間に調節層を介在し、平板部材の裏面を配置基準面とした光ファイバアレイが開示されている（特許文献２を参照）。

この光ファイバアレイでは、光ファイバ素線の中心列から配置面までの所望設定距離をＨ、平板部材における厚み寸法の最大値をｄｍａｘ、光ファイバ素線の半径をｒとした場合、（ｄｍａｘ＋ｒ＜Ｈ）の条件を満たす調節層が、平板部材の厚み寸法の不揃いに伴う設定距離Ｈからのずれ分を補って、各光ファイバ素線の中心点から配置基準面までの距離を所望設定距離Ｈと同一に設定している。

関連技術３としては、複数のＶ溝が並行に配列され、Ｖ溝を横断する溝が設けられた基板を用い、基板のＶ溝内に光ファイバをセットして溝を挟んで一方のＶ溝内にセットされた光ファイバに接着剤を注入してＶ溝内に光ファイバを固着した光ファイバアレイが開示されている（例えば、特許文献３を参照）。

特開平１１−１４２６７３号公報 特開２００４−３６１６１９号公報 特開平９−３３７４６号公報

引用文献１の光ファイバアレイでは、複数の光ファイバの位置等の関係から、凸部の上底面部の幅を広げるには必然的に制約がある。

したがって、基板の凸部の表面を粗面状態として保持強度を保たなければならず、Ｖ溝を形成した基板よりも押さえ部材を大きくすることができないことから、十分な接着強度を得ることができないという問題がある。

引用文献２の光ファイバアレイでは、光ファイバ素線の中心列から配置面までの所望設定距離をＨ、平板部材における厚み寸法の最大値をｄｍａｘ、光ファイバ素線の半径をｒとした場合、（ｄｍａｘ＋ｒ＜Ｈ）の条件を満たす調節層を必要とすることから、円滑に光ファイバ素線をＶ溝内に配置することができない構成となっている。

また、Ｖ溝部材には、光ファイバ素線と接続するために、相手の光ファイバを整列して配置する構成となっていないため、相手の光ファイバを整列するための部材をさらに必要とする。

引用文献３の光ファイバアレイは、基板のＶ溝内に接着剤を注入して光ファイバが固着されるのみであり、基板及び光ファイバを基板上から保持するような基板及び平面基板の構成については明示されていない。

それ故に、本発明の課題は、光ファイバを正確に位置精度よく接続することができる光ファイバアレイの製造方法を提供することにある。

本発明は、長手方向にＶ溝が形成された基板を用意し、前記Ｖ溝の一端側から被覆を除去した光ファイバの素線を所定の長さ寸法ｆ１＋ｆ２＋ｆ３だけ挿入する工程と、前記光ファイバの素線上に平面基板を載せ、前記基板の、前記長手方向に関し前記光ファイバの素線を挿入した前記Ｖ溝の一端側である一方側の領域に介在させた第１の接着剤により、少なくとも先端の長さ寸法ｆ３の部分を含まない前記光ファイバの素線の一部と前記基板と前記平面基板との三者を一体に固着する工程と、前記基板の前記一方側の領域を除く他方側の領域において、前記基板の外側面と前記平面基板の外側面とに第２の接着剤を接着することによって前記基板と前記平面基板とを相互に固着する工程と、前記Ｖ溝と直交する方向で前記平面基板と前記Ｖ溝と前記光ファイバの素線とを切断するように、前記基板の前記他方側の領域における前記Ｖ溝内に前記光ファイバの素線を長さ寸法ｆ３の分だけ残して、その長さ寸法ｆ３の分に隣接する前記基板の前記長手方向の中間部の位置にｆ２＞ｆ３である長さ寸法ｆ２の幅の溝部を形成する切断加工により、前記平面基板を第１の平面基板と第２の平面基板とに分割するとともに、前記Ｖ溝を第１のＶ溝と第２のＶ溝とに分割する切断工程と、前記第２の平面基板と前記第２のＶ溝との内部に位置する前記光ファイバの素線の前記長さ寸法ｆ３の分でなる余長を、前記切断工程において形成された前記長さ寸法ｆ２の幅の溝部側へ押し出すことによって取り除く工程とを少なくとも有する光ファイバアレイの製造方法であることを最も主要な特徴とする。

本発明の例示的態様の光ファイバアレイによれば、第１のＶ溝を形成した基板と第１の平面基板が第１の接着剤により光ファイバの素線と一体に固着され、さらに第２のＶ溝を形成した基板と第２の平面基板が第２の接着剤により固着され、第１のＶ溝に固着された光ファイバの素線と第２のＶ溝を形成した基板の第２のＶ溝上に整列して配置される光ファイバの素線とを一直線状になるように配置して正確に位置精度よく接続することができる。

また、本発明の例示的態様の光ファイバアレイの製造方法によれば、平面基板を分割する切断を、溝部を形成するときに一括して行うことができるという利点がある。

また、切断機械により切断加工を施す際には、基板と平面基板とが第１の接着剤及び第２の接着剤によって固着されているので、基板と平面基板とが剥がれることがないという利点がある。

本発明の例示的実施形態に係る光ファイバアレイを示す斜視図である。 図１に示した光ファイバアレイを分解して示した斜視図である。 図１に示した光ファイバアレイの製造方法において用いる基板と平面基板とを示す斜視図である。 図３に示した光ファイバアレイの製造工程を示す断面図である。 図４に示した製造工程の次工程を示す断面図である。 図５に示した製造工程の次工程を示す断面図である。

本発明の例示的態様における光ファイバアレイは、基板と、該基板上に形成された第１のＶ溝と、前記基板上に形成され前記第１のＶ溝と対向する位置に形成された第２のＶ溝と、前記基板上に形成され前記第１及び前記第２のＶ溝と直交する方向に形成された溝部と、前記第１のＶ溝上に配置された光ファイバの素線と、前記第１のＶ溝上及び前記光ファイバの素線上に配置され第１の接着剤により前記基板と前記光ファイバの素線とを固着する第１の平面基板と、前記第２のＶ溝上に配置され第２の接着剤により前記基板と固着される第２の平面基板とを有することにより実現した。

図１は、本発明の例示的態様に係る光ファイバアレイを示している。図２は図１に示した光ファイバアレイを分解した状態で示している。

図１及び図２を参照して、光ファイバアレイ１は、基板２と、基板２上に配置されている複数本の光ファイバの素線６と、及び光ファイバの素線６が配設されている基板２上に配置されている第１の平面基板８と、基板２上に配置されている第２の平面基板１０とを有する。

基板２には、互いに平行して配列されている複数の第１のＶ溝３と、第１のＶ溝３と対向する位置で互いに平行して配列されている複数の第２のＶ溝４とが形成されている。また、基板２には、第１及び第２のＶ溝３，４と直交する方向に溝部５が形成されている。溝部５は、基板２の長手方向Ｌの中間部に位置している。

光ファイバの素線６は、第１のＶ溝３に配置されている。光ファイバの素線６の軸方向と直交する一方側の端面は、基板２の長手方向Ｌと直交する一方側の端面２ａと同一面となるように位置している。また、光ファイバの素線６の軸方向と直交する他方側の端面は、基板２の長手方向Ｌと直交する溝部５の一方側の縦壁面５ａと同一面となるように位置している。

第１の平面基板８の長手方向Ｌと直交する一方側の端面８ａは、基板２の一方側の端面２ａと同一面となるように位置している。また、第１の平面基板８の長手方向Ｌと直交する他方側の端面８ｂは、基板２の溝部５の一方側の縦壁面５ａと同一面となるように位置している。

さらに、基板２の長手方向Ｌと直交する幅方向の幅寸法Ｗ１は、第１の平面基板８の長手方向Ｌと直交する幅方向の幅寸法Ｗ２よりも少し短い寸法となっている。また、第１の平面基板８と基板２と光ファイバの素線６とは、第１の接着剤７により固着されている。

第２の平面基板１０は、第２のＶ溝４上に配置されている。第２の平面基板１０の長手方向Ｌと直交する一方側の端面１０ａは、基板２の溝部５の一方側の縦壁面５ａと対向している他方側の縦壁面５ｂと同一面となるように位置している。第２の平面基板１０の長手方向Ｌと直交する他方側の端面１０ｃは、長手方向Ｌにおいて基板２の他方側の端面よりも短くなるように位置している。
なお、長手方向Ｌと直交する幅方向における第２の平面基板１０の幅寸法は、第１の平面基板８の幅寸法Ｗ２と同じ寸法となっている。

第２のＶ溝４は、光ファイバの素線６と接続する基幹光伝送線路となる光ファイバを位置合わせする整列部の役目を果たす。なお、光ファイバの素線６が内接される第１及び第２のＶ溝３，４の内接円の直径Ｄと光ファイバの素線６の外径ｄとの関係は、第１及び第２のＶ溝３，４の内接円の直径Ｄが光ファイバの素線６の外径ｄよりも大きくなるように設定されている（Ｄ＞ｄ）。

また、基板２の長手方向Ｌと平行な一対の外側面２ｂと第２の平面基板１０の長手方向Ｌと平行な一対の外側面１０ｂに第２の接着剤９を接着することによって基板２及び第２の平面基板１０の相互間が固着されている。

光ファイバアレイ１は、例えば、光切替装置として使用される。溝部５の一方側の縦壁面５ａ側の複数本の光ファイバの素線６の端面には、図２に示したように、第２のＶ溝４に基幹光伝送線路となる光ファイバ６１を挿入し、光ファイバ６１の端面を突き合わせ接続し、又は挿入位置を変えることによって、一本の光伝送線路からの光信号を複数本の光伝送線路に切り替えることができる。

光ファイバアレイ１は、光ファイバアレイ１の一方側の端面２ａ，８ａを図示しない光装置に接続して、光ファイバ６１の光信号を図示しない光装置に接続させるために用いられる。

また、第１の接着剤７が光ファイバの素線６、第１のＶ溝３及び第１の平面基板８の三者間に生じている微細な隙間に毛細管現象により流れ込み、第１のＶ溝３の位置まで確実に到達する。

したがって、第１のＶ溝３内の光ファイバの素線６は、確実に第１のＶ溝３に接した状態で第１の接着剤７によって第１のＶ溝３に固着することができる。

さらに、第１の接着剤７は、図１に示したように、光ファイバの素線６の端面付近の基板２上及び光ファイバの素線６の端面付近の第１の平面基板８上を接着していないので、溝部５に臨む光ファイバの素線６の端面と突き合わせ接続を行う際、光ファイバの素線６の端面の軸心と基幹光伝送線路の接続すべき光ファイバの軸心が常に正確に一致することになる。

したがって、第１のＶ溝３上の光ファイバの素線６と第２のＶ溝４上に配置される基幹光伝送線路となる光ファイバ６１とは、一直線状になるように配置されて正確に位置精度よく接続することができる。

以下、実施例１によって説明した光ファイバアレイの製造方法について述べる。図３は、図１に示した光ファイバアレイの製造方法において用いる基板と平面基板とを示している。図４乃至図６は、光ファイバアレイの製造工程を示している。

まず、図３に示したように、互いに平行になるように複数のＶ溝２１が形成された基板２０と、複数のＶ溝２１を形成した基板２０の一面に載せる平面基板３１を用意する。なお、基板２０及び平面基板３１は、例えば、セラミック板やガラス板などを採用する。

基板２０の幅寸法Ｗ１（図２を参照）は、平面基板３１の幅寸法Ｗ２（図２を参照）よりも小さく、図４に示したように、基板２０の長手方向Ｌの長さ寸法Ｌ１が平面基板の長さ寸法Ｌ２よりも長く作られている。

Ｖ溝２１が形成された基板２０には、第１の工程としてＶ溝２１の一端側から光ファイバの素線６を所定長さに挿入する。なお、Ｖ溝２１へ挿入する前の光ファイバは、光ファイバの素線６を素線とすると、この素線が樹脂材からなる被覆部１６に覆われているものである。

したがって、光ファイバは、図４に示したように、被覆部１６の端部をｆ１＋ｆ２＋ｆ３の長さ寸法に剥ぎ出し、その後にＶ溝２１に配置する。この際、光ファイバの素線６を覆っている被覆部１６の端面は、基板２０の一方側の端面２１ａに当接させた状態とする。

次に、Ｖ溝２１を形成した基板２０の一方側の領域に介在させた第１の接着剤７（図１を参照）により、Ｖ溝２１に配置した光ファイバの素線６上に平面基板３１を載せて基板２０と光ファイバの素線６と平面基板３１との三者を一体に固着する。

さらに、光ファイバの素線６を固着した基板２０の一方側と平面基板３１の一方側を除く他方側の部分（領域）においては、基板２０の外側面２０ｂと平面基板３１の外側面３１ｂとに、図１に示した第２の接着剤９を接着することによって基板２０の他方側と平面基板３１の他方側とを相互に固着する。この際、図４に示したように、基板２０の長手方向Ｌと直交する一方側の端面２１ａと平面基板３１の長手方向Ｌと直交する一方側の端面３１ａとの長手方向Ｌにおける位置の差寸法Ｌ３だけ長手方向Ｌでずれた状態で基板２０と平面基板３１とが固着される。

したがって、光ファイバの素線６は、基板２０の一方側の端面２１ａと平面基板３１の一方側の端面３１ａとの長手方向Ｌにおける差寸法Ｌ３があるので、この差寸法Ｌ３の部分で基板２０のＶ溝２１に配置された状態で露出している。

次に、図５に示すように、Ｖ溝２１と直交する方向で平面基板３１とＶ溝２１と光ファイバの素線６とを切断し溝部５を形成する。この際、基板２０及び平面基板３１の中央部には、光ファイバの素線６の中間部分の長さ寸法ｆ２の幅で切断し溝部５を形成するように切断機械７１により切断加工を施し、溝部５の長さ寸法ｆ２の幅で光ファイバの素線６も取り除く。なお、切断機械の具体例としては、ダイシングソーを使用して切断加工を行う。

よって、基板２０に溝部５を形成するときに一括して平面基板３１を分割する切断を行うことができる。

さらに、基板２０の一方側の端面２１ａと平面基板３１の一方側の端面３１ａとの長手方向Ｌにおける寸法差Ｌ３の部分の基板２０及び光ファイバの素線６を切断機械７２により切断加工を施し、基板２０及び光ファイバの素線６の寸法差Ｌ３の部分を取り除く。なお、切断機械の具体例としては、ダイシングソーを使用して切断加工を行う。

なお、切断機械７１，７２により切断加工を施す際には、基板２０と平面基板３１とが第１の接着剤７及び第２の接着剤９によって固着されているので、基板２０と平面基板３１とが剥がれることがない。

平面基板３１は、切断加工により、第１の平面基板８と第２の平面基板１０とに分割される。Ｖ溝２１は、第１のＶ溝３と第２のＶ溝４とに分割される。

分割した後、図６に示したように第２の平面基板１０と第２のＶ溝４内に位置する長さ寸法ｆ３の余長の光ファイバの素線６ａは、溝部５側へ押し出すことによって取り除くことにより、溝部５の縦壁面５ａ及び基板２の一方側の端面２ａ及び第１の平面基板８の一方側の端面８ａ及び他方側の端面８ｂのそれぞれに光ファイバの素線６の両端面が露出した光ファイバアレイが完成する。

第１の接着剤７は、少なくともｆ３（図５を参照）の部分には侵入せず、また寸法ｆ２と寸法ｆ３の関係はｆ２＞ｆ３である。

なお、切断機械７１によって溝部５を形成する切断加工時には、基板２０、光ファイバの素線６及び平面基板３１の切断加工によって出る切断加工屑が溝部５側へ落ちるので第１のＶ溝３内や第２のＶ溝４内に切断加工屑が入り込むことはない。

また、溝部５の形成は、切断機械７２によるＬ３の部分を取り除く、切断加工の後に行ってもよい。

１，６１ 光ファイバアレイ
２，２０ 基板
２ａ 端面
３ 第１のＶ溝
４ 第２のＶ溝
５ 溝部
５ａ 溝部の一方側の縦壁面
５ｂ 溝部の他方側の縦壁面
６ 光ファイバの素線
７ 第１の接着剤
８ 第１の平面基板
８ａ 第１の平面基板の一方側の端面
９ 第２の接着剤
１０ 平面基板
１０ａ 第２の平面基板の一方側の端面
２１ Ｖ溝
３１ 平面基板
７１，７２ 切断機械

Claims (2)

1. 長手方向にＶ溝が形成された基板を用意し、前記Ｖ溝の一端側から被覆を除去した光ファイバの素線を所定の長さ寸法ｆ１＋ｆ２＋ｆ３だけ挿入する工程と、
   前記光ファイバの素線上に平面基板を載せ、前記基板の、前記長手方向に関し前記光ファイバの素線を挿入した前記Ｖ溝の一端側である一方側の領域に介在させた第１の接着剤により、少なくとも先端の長さ寸法ｆ３の部分を含まない前記光ファイバの素線の一部と前記基板と前記平面基板との三者を一体に固着する工程と、
   前記基板の前記一方側の領域を除く他方側の領域において、前記基板の外側面と前記平面基板の外側面とに第２の接着剤を接着することによって前記基板と前記平面基板とを相互に固着する工程と、
   前記Ｖ溝と直交する方向で前記平面基板と前記Ｖ溝と前記光ファイバの素線とを切断するように、前記基板の前記他方側の領域における前記Ｖ溝内に前記光ファイバの素線を長さ寸法ｆ３の分だけ残して、その長さ寸法ｆ３の分に隣接する前記基板の前記長手方向の中間部の位置にｆ２＞ｆ３である長さ寸法ｆ２の幅の溝部を形成する切断加工により、前記平面基板を第１の平面基板と第２の平面基板とに分割するとともに、前記Ｖ溝を第１のＶ溝と第２のＶ溝とに分割する切断工程と、
   前記第２の平面基板と前記第２のＶ溝との内部に位置する前記光ファイバの素線の前記長さ寸法ｆ３の分でなる余長を、前記切断工程において形成された前記長さ寸法ｆ２の幅の溝部側へ押し出すことによって取り除く工程とを少なくとも有することを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
2. 請求項１記載の光ファイバアレイの製造方法において、
   前記第１の接着剤により前記光ファイバの素線の一部と前記基板と前記平面基板との三者を一体に固着する工程では、前記光ファイバの素線を挿入する前記Ｖ溝の一端側において前記光ファイバの素線を長さ寸法Ｌ３だけ露出させるように、前記長手方向に直交する前記平面基板の前記一端側の端面と前記長手方向に直交する前記基板の前記一端側の端面とを前記長手方向に長さ寸法Ｌ３だけずらした状態で、前記光ファイバの素線上に前記平面基板を載せて固着がなされ、
   前記溝部を形成する前記切断工程の前または後のいずれかに、前記基板及び前記光ファイバの素線の、前記平面基板が載せられていない前記一端側の長さ寸法Ｌ３の部分を、切断加工によって取り除く工程をさらに有することを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。

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