JP5559258B2 - ファイバ接続部品およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバを相互に接続するファイバ接続部品に関する。より具体的には、１本の媒体に平行に配置された複数のコアを有するマルチコアファイバの複数のコアに対し、個別に光を入力／出力するマルチコアファイバ用ファンナウト部品に関する。

ネットワーク需要の急速な拡大に伴い、光通信システムにおいて伝送容量の大幅な拡大が求められている。これに伴い、光ファイバ１本あたりの伝送容量の拡大が必要とされている。しかしながら、１本の光ファイバによって伝送できる容量は、耐パワー性や非線形性の観点から限界に近づきつつある。これを解決する手段の一つとして、同一ファイバ内に複数のコアを有するマルチコアファイバ（以後、マルチコアファイバをＭＣＦと略す）を利用して、光ファイバの空間利用効率を向上させる方法が提案されている。

図１〜図４は、それぞれＭＣＦの様々な構造例を示す図である。図１〜図４では、コアおよびクラッドのみを示しており、被覆等は省略して描いている。それぞれ、ＭＣＦの断面を示しており、コアの配置が異なる例を示している。

図１は、第１の例のＭＣＦの構成を示す図であって、コア数が７つの場合を示す図である。ＭＣＦ１０−１は、コア１０ｂと、クラッド１０ａから構成され、各々のコアの間隔は５μｍ〜５０μｍ程度である。各コア１０ｂは、三角格子を形成されるように配置されており、以下、この配置構成を三角配置型と呼ぶ。

図２は、第２の例のＭＣＦの構成を示す図であって、コア数が１９個の場合を示す図である。ＭＣＦ１０−２は、コア１０ｂと、クラッド１０ａから構成され、各々のコアの間隔は５μｍ〜５０μｍ程度である。図１と同様に、各コア１０ｂは、三角格子を形成されるように配置されている。

図３は、第３の例のＭＣＦの構成を示す図であって、コア数が１２個の場合を示す図である。ＭＣＦ１０−３は、コア１０ｂと、クラッド１０ａから構成され、本構成では、各コア１０ｂは、長方形を形成するように配置されており、以下、この配置構成を長方形配置型と呼ぶ。

図４は、第２の例のＭＣＦの構成を示す図であって、コア数が１０個の場合示している。ＭＣＦ１０−４は、コア１０ｂと、クラッド１０ａから構成され、本構成では、各コアの位置に単純な規則性がなく配置されており、以下、ランダム配置型と呼ぶ。尚、ここで言うランダム配置とは、コアが何の規則性もなく無秩序に配置されているということではなく、隣接するコアの中心で形成される図形が、すべて１種類の同一対称形状の繰り返しではないという意味である。上述の各構成において、クラッド１０ｂの径は、単一のコアを有する光ファイバ（概ねφ８０〜１２５μｍ）と同程度の径、または、単一のコアを有する光ファイバより大きい径である(概ねφ１２５μｍ〜３００μｍ)。ＭＣＦの複数のコアは、ファイバの長手方向について平行に配置される。基本的には、各コアに沿って、別々の光信号が伝送される。したがって、１本の光ファイバの中に複数の伝送路を有していると考えることができ、同一波長の異なる光信号を同時に伝送することもできる。

ＭＣＦは、コア配置によって分類すると、上述の三角配置型、長方形配置型およびランダム配置型の３種類に大別されるが、他に、コア間のクロストーク結合によって分類した結合型、非結合型といった分類もできる。また、各コアの屈折率やコア径を変えたものや、コアの周囲に１〜２０μｍ程度の第２クラッド層を設けたトレンチ型と呼ばれるもの、さらに、各コアの周りに微小な空孔を設けたフォトニック結晶型と呼ばれるものなども提案されている。

ＭＣＦにおいて、コアごとに別々の信号を伝送させるためには、ＭＣＦの複数のコアと、各々が単一のコアを有する複数本の光ファイバとの間で個別に光を入出力させる必要がある。以下、ＭＣＦと接続をされ、８０μｍφから１２５μmφ程度のクラッド径を持った単一のコアを有するファイバを、「通常の光ファイバ」と定義する。ＭＣＦと通常ファイバとの間で、光を入出力可能とするために、ＭＣＦ用ファンナウト部品が必要となる。このように、光の入出力を可能とする接続を「光接続」と定義する。

図５は、従来技術のＭＣＦのファンナウト部品の構成例を示す図である。ＭＣＦ１０および複数本の通常の光ファイバ３０が、ファンナウト部品２０によって、光接続される。通常の光ファイバ３０の一端には、それぞれ光コネクタ１が設けられている。光コネクタ１を、光部品付きの他の光ファイバと接続することによって、信号光を入力／出力／増幅などをさせて、ＭＣＦ１０内に伝送させる。しかしながら、通常の光ファイバでは、ＭＣＦのコア間隔ｄ（３０μm〜５０μm）に比べてファイバ径が大きいため、ＭＣＦの各コアと通常の光ファイバとを個別に光接続させることが困難である。

この問題を解決する手段としては、空間結合を用いる手法および細径ファイバを用いる手法が提案されている。空間結合を用いた手法は、１枚または複数枚のレンズをＭＣＦと通常の光ファイバの間に設ける手法である。しかしながら、レンズ結合トレランスが厳しいことや、装置構成が大規模と成るため、実用には適さない。

一方、細径ファイバを用いた手法では、ＭＣＦのコア間隔ｄと同程度またはそれ以下（１０μm〜５０μm）までクラッド径を細径化した複数本の細径ファイバを用い、複数本の細径ファイバをＭＣＦのコアと一致するように配置させる手法である。以下では、ＭＣＦのコア間隔ｄと同程度またはそれ以下クラッド径（１０μm〜５０μm）の光ファイバを、「細径ファイバ」と定義する。細径ファイバを用いた手法は、接続部品を比較的小型に作ることができるため、空間結合を用いる手法に比べ、より有望な手法である。細径ファイバを作製する手法には、エッチングまたはファイバ延伸などが利用される。

図６は、従来技術のフェルールを使用したファンナウト部品の断面構造を示す図である。ＭＣＦと細径ファイバとの間で、相互のコアの位置合わせが行われる。図６は、フェルール２の断面を示しており、フェルールの孔２ｂの内部に複数本の細径ファイバ４０が最密充填されている。各細径ファイバ４０は、コア４０ｂとクラッド４０ａを有している。ＭＣＦの各コア位置と図６の各細径ファイバのコア位置と合わせるためには、図６のように細径ファイバ４０の径の整数倍の孔径を有するフェルールの孔２ｂや、断面が六角形状の孔に、細径ファイバを最密充填するように挿入して固定する手法が提案されている（例えば非特許文献１）。

Hidehiko Takara 他、"1000-km 7-core fiber transmission of 10 x 96-Gb/s PDM-16QAM using Raman amplification with 6.5 W per fiber"、 Optical Society of America、 OPTICS EXPRESS 10105、２０１２年４月２３日、Vol. 20, No. 9

しかしながら、光ファイバを増幅する用途やクロストークを低減する用途などに用いる場合においては、三角配置型のＭＣＦだけでなく、長方形配置型やランダム配置型をはじめとした種々のコア配置のＭＣＦの使用が想定されている。三角配置型以外のコア配置に対応させるために、細径ファイバのクラッド径を、接続するＭＣＦに応じて適宜選び、ＭＣＦの各コア位置と細径ファイバのコア位置が一致するように、複数本の異なる径を持つ細径ファイバを充填していく配置（非等円充填配置）が考えられる。しかし、丸孔や六角形状の孔を用いた充填構造では、充填配置となるファイバ径の組合せが限定されてしまう問題がある。さらに、孔径を非常に正確に制御しなければ、孔内に細径ファイバを挿入できなかったり、挿入後に密な充填がなされずに間隙が生じてしまい、接続損失が増加したりする。特に、シングルモードのファンナウト部品の場合は、サブミクロン精度でその孔径を制御しなければならない。

一般に、丸穴等の孔径加工は、射出成形後に内径を研磨することによってなされる。ＭＣＦの径に合わせて、その都度射出成形の金型や、内径研磨用の治具を準備しなければならず、コストおよび多様な孔径への柔軟な対応能力に課題がある。また、孔径の異なる複数の細径ファイバを孔内の所定位置に配置するように挿入する作業自体が非常に困難である。サブミクロン精度の孔に細径ファイバ複数本を密に充填しようとすれば、挿入時に摩擦が生じ、細径ファイバが折れてしまう懸念もある。特に、ファイバ径が細くなりかつ充填させるファイバ本数が増加していくと、上述の従来技術の手法では対応は不可能となる。

フェルールの孔内に細径ファイバを簡単に挿入できるようにするため、孔径に数μmの隙間を設ける方法も考えられるが、これでは挿入後に最密充填の状態とすることができない。さらには、上述の従来技術の手法において、ＭＣＦの長手方向をｚ軸、ｚ軸を軸とした回転方向をθｚ方向と定義すると、フェルールの円孔や六角形状は、θｚに回転対称である。このため、ＭＣＦと細径ファイバとを接続する際には、必ずθｚ軸方向の軸周り調心を行い、または、軸周り方向を規定する部品を導入する必要があり、製造コストが増加する。

本発明は上述の課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、任意のコアピッチを有するＭＣＦに対応した複数本の細径ファイバコアを接続するため、コアを最密充填した配置を、誤差が少なくかつ容易に実現するところにある。さらにはＭＣＦとの接続時に、軸周り調心を不要とするＭＣＦ用ファイバ接続部品を提供する。さらに、ＭＣＦ用ファイバ接続部品を作成する方法を提供する。

本発明はこのような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、１本の媒体に２つ以上のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）に対して、前記２以上のコアの各々に光を入出力するためのファイバ接続部品において、１つの面上に直線状に形成され、矩形または前記面の垂直方向に向かって幅が広がる断面形状を有する溝が形成された溝基板と、各々が１つのコアを有し、前記溝内に、前記溝の底部から溝の開口部に向かって、充填されるように順次配置された複数の細径ファイバであって、前記細径ファイバの各コアが、前記ＭＣＦの前記２つ以上のコアの位置と概ね一致するように各々のコア径が選択されている、複数の細径ファイバと、前記溝基板の、ＭＣＦとの接続面に対向する側に、前記溝基板を延長するように構成された細径ファイバ固定部品とを備え、前記複数の細径ファイバは、前記溝基板上において前記溝の底部方向に押されて最密充填されており、前記ファイバ固定部品上において緩やかに展開しながら配置されて前記ファイバ固定部品上にファイバ被覆を含めて固定接着され、前記細径ファイバの各々は、前記ファイバ固定部品上でファイバ径を拡大しながら、８０μｍから１２５μｍの範囲の直径を持つ通常ファイバとなるように構成されていることを特徴とするファイバ接続部品である。

上述の媒体は、光ファイバのクラッドに対応する。上記の溝形状は、Ｖ溝、Ｕ溝、矩形溝またはＷ溝などを任意に選択が可能である。上述の細径ファイバのコア径は、すべて同一であっても良いし、２種類上の異なるコア径を持つ細径ファイバを組み合わせても良い。

請求項２に記載の発明は、請求項１のファイバ接続部品であって、前記複数の細径ファイバが充填された前記溝を覆う弾性体と、前記溝内の充填された前記複数の細径ファイバの少なくとも一部が前記溝の底面に接し、前記複数の細径ファイバが最密充填されるように、前記弾性体を介して、前記底部方向に押圧する押さえ蓋とをさらに備え、前記複数の細径ファイバの内で、前記溝内の最上段に位置する複数の細径ファイバのすべてが前記弾性体と接していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２のファイバ接続部品であって、前記弾性体は、前記細径ファイバのクラッド径以下の厚さのフィルム状弾性樹脂であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３いずれかのファイバ接続部品であって、前記複数の細径ファイバは、前記溝内において充填材料によって固定されており前記溝基板、前記複数の細径ファイバ、前記弾性体および前記押さえ蓋は、共通の１つの断面を構成するように研磨処理されて、前記複数の細径ファイバの各コアが対向する前記ＭＣＦの前記２以上のコアと接続される接続端面を構成することを特徴とする。上述の接続端面は、コア断面に対して垂直でも良いし、垂直からわずかに傾斜を持っていても良い。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４いずれかのファイバ接続部品であって、前記溝中に充填されている前記複数本の細径ファイバのうち、一部は光の入出力を行わない円柱状のロッド部品によって構成されていることを特徴とする。上述のロッド部品は、ダミー部品であって、ダミー部品の径も適切に選択して、接続するＭＣＦの所望のコア配置パターンに適合させる。細径ファイバの径とダミー部品の径は、同一であっても、異なっていても良い。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５いずれかのファイバ接続部品であって、前記溝基板の前記１つ面上に、各々が複数の細径ファイバを収容し、アレイ状に配置された複数の溝を備えていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６のファイバ接続部品であって、前記アレイ状に配置された複数の溝のうちの少なくとも２つの溝は、Ｖ溝構造を有し、前記少なくとも２つの溝には、前記Ｖ溝および前記弾性体によって形成される三角孔の断面の内接円より小さい径を持つ円柱状のピン部品の少なくとも一端が挿入可能なように構成され、前記アレイ状に配置された複数の溝の各々の内の前記複数の細径ファイバと接続される複数のＭＣＦを収納するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）用固定部品であって、前記溝基板の前記Ｖ溝および前記弾性体によって形成される前記三角孔に対向し、前記ピン部品の他端を含む残りの部分を挿入可能な三角孔を有するＭＣＦ用固定部品をさらに備え、前記ピン部品が、前記ファイバ接続部品および前記ＭＣＦ用固定部品の両方に嵌合しながら挿入されて、前記複数の細径ファイバの各々のコアと、対応する前記ＭＣＦの前記２つ以上の各コアが位置合わせされることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、１本の媒体に２つ以上のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）に対して、前記２以上のコアの各々に光を入出力するファイバ接続部品を製造する方法において、１つの面上に直線状に形成され、矩形または前記面の垂直方向に向かって幅が広がる断面形状を有する溝が形成された溝基板を備えるステップと、各々が１つのコアを有し、前記溝内に、前記溝の底部から溝の開口部に向かって、複数の細径ファイバを順次または一括して配置するステップであって、前記複数の細径ファイバは、１本の前記細径ファイバ毎にまたは概ね同一の高さにある複数本の前記細径ファイバ毎に前記溝内に順次配置され、または、複数本を一括して束ねた状態で配置され、前記細径ファイバの各コアが、前記ＭＣＦの前記２つ以上のコアの位置と概ね一致するように各々のコア径が選択されている、配置するステップと、前記複数の細径ファイバが充填された前記溝を覆う弾性体および該弾性体上の押さえ蓋によって、前記底部方向に前記複数の細径ファイバを押圧するステップであって、前記溝内の充填された前記複数の細径ファイバの少なくとも一部は前記溝の底部に接し、前記複数の細径ファイバの内で、前記溝内の最上段に位置する複数の細径ファイバのすべてが前記弾性体と接しており、前記複数の細径ファイバが最密充填されるように、前記弾性体を介して、前記底面方向に前記複数の細径ファイバを押圧するステップとを備えたことを特徴とするファイバ接続部品を製造する方法である。

以上説明したように、本発明により、任意のコアピッチを有するＭＣＦに対応した複数本の細径ファイバコアを接続するためのファイバ接続部品を提供することができる。コアが最密充填された配置を、誤差が少なくかつ容易に実現できる。さらに、ＭＣＦとの接続時に軸周り調心を不要とするＭＣＦ用ファイバ接続部品を提供できる。

図１は、三角配置型による第１の例のＭＣＦの構成を示す図である。 図２は、三角配置型による第２の例のＭＣＦの構成を示す図である。 図３は、長方形配置型による第３の例のＭＣＦの構成を示す図である。 図４は、ランダム配置型による第４の例のＭＣＦの構成を示す図である。 図５は、従来技術のＭＣＦのファンナウトの構成例を示す図である。 図６は、従来技術のフェルールを使用したファンナウト部品の断面構造を示す構成図である。 図７は、本発明のファイバ接続部品の基本構成を説明する図である。 図８は、本発明のＭＣＦ用ファイバ接続部品の外観を示す構成図である。 図９は、弾性体を介さずに細径ファイバ群を押圧した構造を示す図である。 図１０は、本発明の実施例１に対応するＭＣＦ用固定部品の断面構造を示す構成図である。 図１１は、本発明の実施例１のＭＣＦ用ファンナウト部品と対応するＭＣＦ固定部品とを接続したときの構造を示す図である。 図１２は、三角配置型の別のＭＣＦ用ファンナウト部品の構成を示す図である。 図１３は、本発明の実施例２のランダム配置型の１０コアＭＣＦ用ファンナウト部品の断面構造を示す図である。 図１４は、本発明の実施例３の長方形配置型の１２コアＭＣＦ用ファンナウト部品の作製方法および断面構造を示す図である。 図１５は、本発明の実施例４のファンナウト部品およびＭＣＦ固定部品の断面構造を示す図である。 図１６は、本発明の実施例５のファンナウト部品およびＭＣＦ固定部品の断面構造を示す図である。 図１７は、本発明の実施例５のファンナウト部品とＭＣＦ固定部品とを接続したときの構造を示す図である。 図１８は、本発明の実施例６のファンナウト部品およびＭＣＦ固定部品の断面構造を示す図である。

本発明のファイバ接続部品は、溝を有する基板上に複数本の細径ファイバを充填する構造を持つ。以下、この溝を持つ基板を溝基板と呼ぶ。基板は、石英、ガラス、Ｓｉ基板、セラミック基板またはポリマー基板などとすることができる。また、適切な溝形状を選択し、孔径の等しいまたは異なる複数本の細径ファイバ、円柱状のダミーファイバ、または、ガラスロッドもしくはポリマーロッドなどのダミー部品を組合せて、所望のコア配置パターンを構成する。細径ファイバ、ダミーファイバおよびダミー部品などが等円充填配置または非等円充填配置された構造を持つ。この配置構造は、細径ファイバ等の部品を溝上に順次１本ずつ搭載させていくか、または、列毎に１本ないし複数本ずつ順次搭載していくかもしくは複数本のファイバを束ねた状態で一括して搭載していくことによって作製される。

本発明のファイバ接続部品の構成により、ファイバを搭載する時に摩擦などが生じないため、ファイバの折れ等の心配なく比較的容易に細径ファイバ群を溝内に搭載することができる。さらに、本発明のファイバ接続部品の構成によれば、従来技術における丸孔や六角形状の孔とは異なり、溝基板の形状が上下非対称であるため、軸周り方向を溝部品のみによって規定することができる。細径ファイバのコアと、ＭＣＦの各コアとの間の位置の対応を、溝内に充填される部品（すなわち細径ファイバおよびダミー部品）の形状（例えば、径）とその位置によって規定できる。

したがって、ＭＣＦの様々な配置に対して、使用する細径ファイバの径を適切に選択し、必要に応じてダミー部品も組み合わせることで、細径ファイバを最密に充填した配置であってかつ様々なコア配置のパターンに簡単に対応ができる。本発明のファイバ接続部品は、典型的には、ＭＣＦと通常のファイバとの間を光接続するファンナウト部品に適用することができる。

本発明のファイバ接続部品において、細径ファイバが最密充填に配置されているとは、孔内において最も稠密にファイバが詰め込まれた配置、すなわち隣接するファイバ同士で囲まれる間隙面積の合計が最小になるよう配置されていることを意味している。

図７は、本発明のファイバ接続部品の基本構成を説明する図である。詳細は、実施例とともにさらに後述するが、本発明のファイバ接続部品は、溝基板５上のＶ溝５ａに複数の細径ファイバ４０が搭載されている。複数の細径ファイバ４０は接着剤３によって相互に固定され、細径ファイバ全体を上方から、押さえ蓋６によって押圧する構造を持つ。

すなわち、１本の媒体（クラッド）に２つ以上のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）に対して、２以上のコアの各々に光を入出力するためのファイバ接続部品であって、１つの面上に直線状に形成され、矩形または前記面の垂直方向に向かって幅が広がる断面形状を有する溝（例えば、Ｖ溝）が形成された溝基板５と、各々が１つのコアを有し、前記溝内に、前記溝の底部から溝の開口部に向かって、充填されるように順次配置された複数の細径ファイバ４０であって、この細径ファイバの各コアが、ＭＣＦの２つ以上のコアの位置と概ね一致するように各々のコア径が選択されている、複数の細径ファイバとを備えている。

溝形状としては、代表例として、以下Ｖ溝５ａを基本として説明するがこれには限られず、Ｕ溝、矩形溝またはＷ溝などを任意に選択が可能である。本発明のファイバ接続部品の構成によれば、異なる径を持つファイバを搭載させる際も、順に搭載することができる。このため、所定の配置へ所定のファイバを対応させることが可能となる。すなわち、長方形配置やランダム配置などの種々の配置によるＭＣＦや、各コア径が異なるＭＣＦなど、任意のコア配置、コア形状に容易対応することができる。また、本発明の構成によれば、従来技術の手法のように予めサブミクロン精度に形成されている孔に細径ファイバを挿入するような困難な作業を必要としない。細径ファイバを溝内に順次または一括して搭載すれば良いので、従来技術のＭＣＦの接続方法と比べて実装作業が非常に簡単である。

溝を形成する方法としては、特定角度の先端を持つブレードを用いたダイシングやエッチングを利用することができる。また、フラットな面を有する３つ以上の部品を対向させて貼り合わせることによっても、所望の角度を持った孔を形成できる。ここでＶ溝の角度および深さは、作製したいファイバ接続部品のコア配置に合わせて設定し、同時に細径ファイバの径、および細径ファイバの数も所望のコア配置になるよう設定する。溝の形状がＶ溝などの場合は、その溝のエッジ（底面）は、出来る限り、その溝角度を保った状態が好ましい。ダイシングにおいてそのような精密なエッジ作製が困難な場合は、ダイシング後に溝研磨を施すか、もしくは、エッチングを行うか、または、フラットな面を有する３つ以上の部品の貼合わせ等により、溝を形成させれば良い。

図８は、本発明のＭＣＦ用ファイバ接続部品の外観を示す構成図である。詳細は、後述するが、本発明のファイバ接続部品は、溝基板５および押さえ蓋６によって保持された細径ファイバ５および細径ファイバを固定する部品７から構成される。細径ファイバ４０は、エッチングまたは線引き加工により作製される。ＭＣＦと入出力を行うための細径ファイバは、ファイバ接続部品の押さえ蓋６より外部においては、ファイバ破断を防ぐような被覆層等を有している。また、ファイバ接続部品とは逆側にあるファイバ端にはコネクタなどがとりつけられる。一方で、入出力を伴わない細径ファイバまたはロッド部品は、最適な充填配置とするために必要な部品であるが、少なくとも溝内においてのみ存在していれば良い。したがって、被覆は不要でありファイバ接続部品の外部において必ずしも存在している必要は無い。

本発明のファイバ接続部品は、上述のように溝５ａを含む溝基板５と押さえ蓋６との間に、細径ファイバ４０を順次搭載することによって構成できるが、この溝への安定的な充填配置構造を実現するためには、溝に細径ファイバを順次搭載していき、その後、単純に蓋を被せて押圧するだけでは、問題が生じ得る。溝の角度誤差、細径ファイバのクラッド径誤差が全くない状態であれば、図７に示した本発明のファイバ接続部品の充填構造を形成できる。

しかしながら、現実的には、サブミクロンオーダで細径ファイバ群を作製すること、および、Ｖ溝において深さ誤差をなくし、０．１度以内の角度誤差に抑えかつ十分な平坦度で溝を形成するには限界がある。このような製作誤差は、８０〜１２５μｍ程度の径を持つ「通常のファイバ」を溝に充填する場合には、問題にならない場合もあるが、本発明で使用する細径ファイバ４０の場合には、その誤差の影響を受けやすい。特に、ＭＣＦ光接続部品の場合、例えば、７コアのときは１０本以上の細径ファイバを、１９コアのときは２８本の細径ファイバを搭載する必要がある。したがって、ファイバの数が増える分だけ、累積誤差は大きくなりえる。

図９は、本発明のファイバ続部品において弾性体を介さずに細径ファイバ群を押圧した場合の構造を示す図である。ファイバ群４０に微小な寸法誤差がある中で、ガラス板などを押さえ蓋６として、細径ファイバ群４０を溝底面方向に押圧する場合、ガラス板面がフラットであるため、溝最上部の全てのファイバを押圧できない場合が生じる。そのため、図９に示したように、最上段の４本のファイバ群のうちの例えば内側の２本と、押さえ蓋６との間に間隙が生じ得る。このような十分に押圧されないファイバが存在することによって、ファイバ同士の間隙が広くなり、所期の充填配置からのずれが大きくなる。または、図９では明示されていないが、押さえ蓋６がわずかに斜めに傾いた状態で固定されることもあり得る。さらに、ファイバ径の異なる細径ファイバ群を搭載させる場合は、上述の累積誤差の影響はより顕著となる。誤差などによって最上段の細径ファイバ群のうちの一部のファイバしか押圧できない場合、溝形状およびＭＣＦのコア配置によって定まる所定の充填配置からのずれは大きくなり、低損失な接続を実現することが難しくなる場合がある。

本発明のファイバ接続部品では上述の累積誤差の問題が生じないよう、図７に示したように溝５ａ上の複数本の細径ファイバ群が、ゴムなどの弾性体４および押さえ蓋６を用いて、溝下方向に偏るように押しつけられる構造とする。弾性体４は、溝５ａ内の最上段に配置された複数本のすべての光ファイバと接している。この構成によって、溝５ａが深さの寸法誤差を有していても、溝の角度さえ決まれば、常に細径ファイバ４０やロッド部品等が常に接触した状態を保つことができる。間隙がない状態を保ちながら、所望の充填構造を維持した状態でファイバ接続部品を作製することができる。

要約すれば、本発明のファイバ接続部品は、概ね以下の手順で製作することができる。すなわち、１本の媒体（クラッド）に２つ以上のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）に対して、２以上のコアの各々に光を入出力するファイバ接続部品を製造する方法は、概ね以下の３つのステップを含む。すなわち、第１のステップは、１つの面上に直線状に形成され、矩形または前記面の垂直方向に向かって幅が広がる断面形状を有する溝が形成された溝基板を備えるステップである。溝は、例えば、Ｖ溝とすることができる。

第２のステップは、各々が１つのコアを有し、上述の溝内に、溝の底部から溝の開口部に向かって、複数の細径ファイバを順次または一括して配置するステップであって、複数の細径ファイバは、１本の細径ファイバ毎にまたは概ね同一の高さにある複数本の細径ファイバ毎に前記溝内に順次配置されるかまたはすべての細径ファイバが一括して搭載され、細径ファイバの各コアが、ＭＣＦの２つ以上のコアの位置と概ね一致するように各々のコア径が選択されている、配置するステップである。細径ファイバのコア径は、すべて同一であっても良いし、異なる径のものを含んでいても良い。

第３のステップは、複数の細径ファイバが充填された溝を覆う弾性体および該弾性体上の押さえ蓋によって、溝の底部方向に複数の細径ファイバを押圧するステップであって、溝内の充填された複数の細径ファイバの少なくとも一部は溝の底部に接し、複数の細径ファイバが最密充填されるように、弾性体を介して、底面方向に複数の細径ファイバを押圧するステップである。

本発明のファイバ接続部品では、Ｖ溝の角度誤差や細径ファイバ径の誤差があったとしても、弾性体４が弾性変形して、弾性体５が溝５ａの最上列の全てのファイバと接することが可能となる。最上段のファイバ群と、ゴム４との間には無駄な間隙が生じることはなく、押さえ蓋６が斜めに傾くこともないため、所定の充填配置からの誤差を最小限に抑えることができる。

従来技術のファイバファンナウト部品による光接続方法では、所定の径となるよう予め高精度に作製された孔内にファイバを挿入するのに、隙間（クリアランス）が必要となる。このため、ファイバが最密充填された構造を実現することができなかった。本発明のファイバ接続部品を使用することによって、細径ファイバの所望の配置位置に容易に制御しつつ複数本のファイバを搭載しながら、かつ最密充填構造をとることが可能となる。従来技術では、所望の位置に配置することと最密充填構造との両立は不可能であった。

図７に示した本発明のファイバ接続部品の構成では、弾性体４がない状態で細径ファイバ群５０を順次搭載して行き、その後、弾性体４および押さえ蓋６を被せ、押圧する順序で構成されるものとして説明した。しかしながら、予め弾性体４および押さえ蓋６を被せておいて、まず孔を形成し、その後ファイバ群４０を搭載する順序の構成でも、下記のように充填構造を実現できる。すなわち、細径ファイバ４０を容易に孔に挿入できるよう、弾性体４と溝基板５との間にスペーサ治具などを介しておけば良い。クリアランスの大きな孔を用意し、すべての細径ファイバ群４０が搭載された後でスペーサ治具を外して、その後、弾性体４の作用によって押圧すれば、クリアランスが小さくなり、充填構造が実現可能となる。弾性体によって細径ファイバを押圧するという点では、最後に押さえ蓋６で押さえる手順と同じである。弾性体５は例えばゴムを利用可能であって、押圧することで容易に形状が変形する程度の弾性率をもつものが好ましい。例えば、シート状、フィルム状のゴムを用いることが好ましい。

図７における弾性体４は、細径ファイバ４０のクラッド４０ｂの径以下の厚さであることが好ましい。これは、クラッド径以上の厚さをもつゴムを介して細径ファイバ４０を押圧すると、弾性変形量が大きいため、Ｖ溝５ａによって形成される三角孔の形状を維持できない可能性がある。弾性体４をクラッド径以下の厚さとし、その上から押さえ蓋６によって押すことで、弾性変形量を制限し、ほぼ三角孔の形状を維持することができる。上述の膜厚を持つゴムは、市販の弾性フィルム（ゴムフィルム）が好ましいが、同様に弾性率（粘弾性率）の大きな樹脂フィルム、例えば粘着剤フィルムなどを用いても良い。

細径ファイバ群４０を溝５ａに搭載させる際は、予め同じ径を持つ細径ファイバ群を列ごとにまたは一括してまとめた状態とすることが作業上好ましい。複数のファイバをまとめる手法としては、各細径ファイバの被覆部を、樹脂などによって複数本のファイバが一列に並ぶようにテープで固定化した状態とする方法などがある。これにより、細径ファイバ４０を１本ずつ溝に搭載させる従来技術の作業に比べ、大幅に作業時間を短縮することが可能であって、しかもより容易に細径ファイバを扱うことができる。テープ化する手段としては、「通常のファイバ」を多心テープ化する際と、同様の手段を適用することができる。

本発明のファイバ接続部品は、図７に示したように、１つの基板上に１つの溝５ａを備えたものだけでなく、溝を２つ以上備えた溝アレイ部品としても良い。２つ以上の溝からなる溝アレイのうちで、上述のように複数本の細径ファイバを充填させるためのＶ溝を少なくとも１つ以上有していれば良い。本発明のファイバ接続部品を使用して充填させた細径ファイバ群を内包するＶ溝を含む複数のＶ溝を一列にアレイ化するとともに、このＶ溝ピッチに合わせてＭＣＦもアレイ化することもできる。これによって、複数本のＭＣＦを本発明のファイバ接続部品で一括して接続させることが可能となる。これは、後述の実施例４でさらに詳細に説明する。

さらに、上述の溝アレイの内少なくとも２つのＶ溝を位置決め用Ｖ溝として利用し、Ｖ溝５ａと押さえ蓋６とで形成される三角孔断面の内接円よりわずかに径の小さいファイバまたは金属ピンなどを挿入可能な構造とすることもできる。上述のアレイ化したＶ溝を含む２つの部品において、一方がＭＣＦを含むＭＣＦ固定用の部品、もう一方が細径ファイバ群を含む本発明のファイバ接続部品とする。これら２つの部品同士を接続する際に、対向させて配置し、上述の径の小さいファイバまたは金属ピンを、２つの部品に形成された位置決め用三角孔に挿入する。これによって、これら２つの部品が位置合わせをされながら、嵌合される接続構造を実現できる。詳細は、実施例５でさらに説明する。

本発明の構成によって、本発明のファイバ接続部品同士または、アレイ化した部品同士を、アクティブアライメントによって調心したりθz軸方向を調整したりする必要がなくなる。Ｖ溝を形成するピッチが十分な精度を持っていれば、ＭＴコネクタやＭＰＯコネクタを使用する場合のように、ＭＣＦと細径ファイバとをパッシブで接続することができる。本発明のファイバ接続部品におけるＭＣＦの接続断面は、すべてのコアに対して低損失な接続を実現し、Ｖ溝部品の面とすべての細径ファイバのコア面が同一と成るように、研磨処理がなされているのが好ましい。

以下より具体的に説明する実施例における本発明のファイバ接続部品は、溝５ａと、ゴムフィルム（粘着フィルム）４と、蓋６などの押さえ部品とで形成された構造を基本としている。しかし、溝同士を上下対称に貼り合わせて菱形形状としても同様に適用できる。また、必要に応じて、クリップなどのバネ部品を用いて、押さえ蓋に押圧力を加えた状態を維持する構造としても良い。詳細は、実施例６でさらに説明する。

以下、図面を用いて本発明の様々な実施例について詳細に説明する。

図７、図８、図１０、図１１を用いて、本発明の実施例１のＭＣＦ用ファンナウト部品の構造について説明する。以下、ファイバ接続部品の詳細を、ＭＣＦ用ファンナウト部品を例として説明する。既に図７でその概要を説明したように、本発明のＭＣＦ用ファンナウト部品には、溝基板５上のＶ溝５ａに複数の細径ファイバ４０が搭載されている。複数の細径ファイバ４０は接着剤３によって相互に固定され、細径ファイバ全体を上方から、押さえ蓋６によって押圧する構造を持つ。複数の細径ファイバ４０と押さえ蓋６の間には、弾性体であるゴム４が挿入されている。

本実施例のファンナウト部品は、図２に示したのと同様のコア配置であって、７個のシングルモード伝送コアを有するＭＣＦに対応している。対応するＭＣＦのクラッド径は２００μｍ、コア間隔は５０μｍ、コア径は全て１０μｍ程度である。細径ファイバ４０のクラッド径は５０μｍであり、コア径はＭＣＦと同様に１０μｍ程度である。細径ファイバ４０は、８０μｍの市販ファイバの先端部（長さ５ｍｍ）をフッ酸水溶液に浸漬させ、クラッドをエッチングすることによって、先端クラッド径として５０μｍまで細径化された細径ファイバが作製される。

一方、Ｖ溝基板５は、１ｍｍ厚のガラス基板に深さ６０度の先端形状を有するブレードによってＶ溝研削加工することで作成できる。Ｖ溝の角度は６０度、Ｖ溝の深さは２０５μｍである。このＶ溝５ａの上に、１０本の細径ファイバ４０を、１段目、２段目、３段目、４段目の順に搭載してゆく。最後に、厚さ３０μmのシリコーンゴムフィルム４と１ｍｍ厚のガラス板からなる押さえ蓋６を置き、１０本の細径ファイバ４０が溝５ａの底面方向に偏るよう、上から適切な圧力を加える。１０本の細径ファイバ４０の各々は、そのままＵＶ樹脂３によって硬化することにより一体として接着固定される。細径ファイバ群を搭載する際は、１本ずつ搭載しても良いが、同一の列（溝底部からの高さ）にあるファイバ毎に搭載することもできる。すなわち、１本の細径ファイバ毎にまたは概ね同一の高さにある複数本の細径ファイバ毎に前記溝内に順次配置することができる。例えば、１段目（溝の最下段）は１本、２段目は２本まとめて、３段目は３本まとめてといったように、概ね同一の高さにある列毎の細径ファイバ群を単位として、被覆部をテープ化して、列毎を束ねた状態で搭載できる。また、本実施例では、全てほぼ同一の細径ファイバであるため、１０本の全てのファイバを束ねた状態で搭載することもできる。接着剤３が、ファイバ−ファイバ間およびファイバ−溝間にそれぞれ充填されることで、１０本の細径ファイバが一体に接着固定される。

本実施例のＭＣＦ用ファンナウト部品では、図７に示したように１０本のファイバのコア面とＶ溝基板５および押さえ蓋６の断面が全て同一面となるように処理される。Ｖ溝からはみ出る余分なファイバ部をカットした後に、細径ファイバ群は、Ｖ溝基板５および押さえ蓋６の断面において、接着層ごと研磨処理が施されている。この研磨処理は、「通常のファイバ」をＶ溝上に固定している商用のファイバブロック部品（ファイバアレイ部品とも呼ばれる）の作製と同様の工程によって実現される。図７に示した断面は、図８に示したファンナウト部品構造の最前面の端面に対応しており、後述するように、この端面がＭＣＦを含むファイバ接続部品の端面と接続される。

Ｖ溝５ａの角度については、加工に使用するブレードの精度に依存して非常に精度良く作製することができる。一方、深さ方向については、一般には最大０．５μｍ程度の誤差が生じる。しかしながら、本実施例のファンナウト部品の構造によれば、すべての細径ファイバが溝の底部方向に押されて、最密充填配置となるように充填されている。このため、Ｖ溝の角度さえ決まっていれば、コアの配置位置が自動的に決定し、溝の深さ方向の製作誤差は最密充填配置を乱す要因とならない。

ここで溝の深さ方向にｙ軸をとり、溝の最下部を原点とすると、Ｖ溝の角度が６０度であるので、細径ファイバの半径をｒ（＝２５μｍ）とするとき、１段目の細径ファイバは ｙ＝３／２×ｒ＝７５μｍ の位置で２点内壁と接することとなる。そのため、ｙ＜７５μｍの範囲であれば、溝の角度を６０度に必ずしも維持する必要は無く、ブレードの先端形状がやや丸みを有していても問題ない。

一方、深さｙが７５μｍ≦ｙ≦１６７．４μｍ[＝（３／２＋３√３)ｒ]の範囲では、Ｖ溝は６０度の傾斜角度を維持する必要があるが、これは比較的容易に達成できる。たとえ、Ｖ溝の角度に６０度に対してごくわずかに誤差（０．１〜０．２度程度）があったとしても、弾性体５による押圧効果により細径ファイバは整列され、各コアの最適位置からのずれを最小限に抑えることができる。したがって、コア位置の不整合による結合損失は十分に小さいレベルに抑えられる。

本実施例のファンナウト部品の場合、上述の計算のようにＶ溝の深さは最低１６７．４μｍであれば良いが、押圧しても細径ファイバ群が溝に収まるために１９０μｍ程度以上あることが好ましい。１０本の細径ファイバ４０のうち、４段目（最下段）の両端位置にあってＶ溝と接する２つの細径ファイバおよびＶ溝底面の１段目（最下段）の細径ファイバは、実際にはＭＣＦのコアに対応しておらず、実際に光を入出力しないダミーファイバである。このため、Ｖ溝に収容される部分以外は接着固定後に適宜折るなどして排除しても良い。また、細径ファイバではなく、５０μｍ径のガラスロッド等のダミー部品で代用しても良い。

上述のダミーファイバ（ダミー部品）以外の７本の細径ファイバは、Ｖ溝に収容されている部分のファイバ径が、エッチングにより５０μｍにまで細径化されている。しかし、図７の紙面奥方向にあるＶ溝基板の後方部では、細径ファイバはエッチング液に浸漬させていないため、８０μｍのファイバ径を維持している。図８に示した本実施例のＭＣＦ用ファンナウト部品の外観構造のように、細径ファイバはガラス板などの細径ファイバ固定部品７上に接着固定される。

細径ファイバ固定部品７には、細径ファイバ７本をそれぞれ個別に収容するための溝や、７本を一括して収容するための幅広な溝などを形成しても良い。この固定部品７よりさらに後方では、各ファイバには被覆を設けられており、各ファイバは固定されていない状態にあって通常の光ファイバと同様に扱うことができる。そのため、細径ファイバ４０の最端部には単心形光コネクタのプラグや多心形光コネクタのプラグを装着することができる。また、他の光ファイバと融着接続するなどすることによって、光の入出力を容易に行うことができる。

細径ファイバ４０の固定のために用いる接着剤３は、光コネクタや光スプリッタ、ファイバブロックにおける接着用途に既に使用されており、温度および湿度変動や長期間の使用に対して安定な熱硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。Ｖ溝内に収容された細径ファイバは、溝の内壁や細径ファイバ同士の接触によって、溝に対する位置の変動は抑制される。従って、各細径ファイバの溝に対する位置は、温度および湿度変動や長期間の使用に対して、十分に安定である。

Ｖ溝部品５（Ｖ溝基板）外形寸法は溝長手軸方向については、本実施例では５ｍｍとしたが、細径ファイバを保持し収容できれば他の任意の長さで良い。取り扱いの容易さから、およそ１ｍｍ〜５０ｍｍ程度の範囲の長さで適宜設定される。Ｖ溝長手軸方向と直角の方向の長さについても、本実施例では１ｍｍとしたが、溝が形成できれば任意の長さで良く、およそ０．５ｍｍ〜２０ｍｍ程度の範囲の長さで適宜設定される。

図１０は、実施例１のファンナウト部品に対応するＭＣＦ用固定部品の断面構造を示す図である。図８に示した細径ファイバを最密充填して配置した構成に対応するＭＣＦ１０は、図１に示したコア配置の構造を持っている。図１０に示すように、ＭＣＦ１０は、溝の角度が６０度で、深さが２８５μｍのＶ溝に接着剤３を介して固定されている。このとき、ＭＣＦ１０の各コアの位置が図７に示したファンナウト部品のコア配置と一致するように、ファイバの断面の回転方向を調整して設置される。

回転方向の調整は、ＭＣＦ１０の端面画像から各コアを観察しながら、ＭＣＦ１０を所定位置になるよう回転させ、その後接着固定することでなされる。図７に示したファンナウト部品の接続端面と同様に、図１０に示したＭＣＦ用固定部品の接続端面も研磨処置がなされる。ＭＣＦ１０の固定法は、図１０のようなＶ溝に収容する方法以外にも、従来技術として述べたフェルールに納める方法などのその他いずれの方法も選択できる。図１０に示したＶ溝に収容する方法によれば、一度溝に合わせてＭＣＦ１０の軸周りの回転方向のコア位置を合わせて固定をするだけで済む。その後、図７に示したファンナウト部品と接続する際に、軸周りでθｚの調心作業を行う必要がなく調整工程を簡略化できる。

図１１は、本発明の実施例１のＭＣＦ用ファンナウト部品と対応するＭＣＦ固定部品とを接続したときの構造を示す図である。細径ファイバ４０を充填したＶ溝を含むファンナウト部品４１とＭＣＦ１０を充填したＶ溝を含むＭＣＦ固定部品４２は、図１１に示すように、ファンナウト部品４１では、細径ファイバ４０が押さえ蓋６で固定され、ＭＣＦ固定部品４２ではＭＣＦ１が押さえ蓋１１で固定されている。２つの部品４１、４２の端面同士を対向させて接続される。既に述べたように、２つの部品４１、４２の各コアの位置が合うようにＸＹ軸について調心して、接着剤３を２つの部品４１、４２の各端面間に充填し、硬化させることによって、両部品は接合される。既に述べたように、接着剤３は光通信デバイス用に使用に適したＵＶ硬化樹脂などが好ましい。２つの部品４１、４２の調心方法としては、例えば、細径ファイバ４０から光を入力し、ＭＣＦ１０の一端から出力される光のパワーをモニタしながら、位置決めを行うアクティブアライメントを用いることができる。複数の細径ファイバ４０は、各々が被覆４０ｃで覆われており、ＭＣＦ１０も被覆１０ｃで覆われている。接合された２つの部品４１、４２は、筐体に固定され、図５に示したような従来技術のファンナウト部品２０と同様のものとして扱うことができる。

本実施例のファンナウト部品では、Ｖ溝基板５と押さえ蓋６との間のゴム４は、固定後も部品４１に一体化されている。しかし、押さえ蓋６で押圧して複数の細径ファイバ４０を固定した後にゴム４だけを取り外し、その後押さえ蓋６をかぶせて接着する構成としても良い。その際は、ゴム４とファイバ４０との間には接着剤３をしみこませないように接着剤量を適量の値に設定すれば良い。ガラス基板５および細径ファイバ４０のクラッドに表面処理を施し、予めガラス表面の―ＯＨ基を取り除くなどして接着性を低下させてもよい。また、ゴム４で押圧した状態を長期的に維持するために、接着固定後はＶ溝基板５と押さえ蓋６とを固定するクリップやバネなどを装着しても良い。

２つの部品４１、４２の接続断面は直角に研磨し、両部品同士を接続しているが、反射減衰量を向上させる目的で、両部品の端面を斜めに研磨しても良い。特に、直角よりも３〜１０度程度の傾斜をつけて研磨することが好ましく、６〜８度程度が特に好ましい。２つの部品４１、４２の端面の研磨角度は、対の関係になるよう設定される。例えば、一方の端面が＋８度の傾斜で研磨される場合は、他方の端面は−８度の傾斜で研磨される。また、本実施例では各コアを伝搬する光は、シングルモードのものとして説明をしたが、マルチモードの光であっても良い。また、細径ファイバ４０はエッチングによって形成するのでなく、線引き加工によって形成しても良い。

図１２は、三角配置型の別のＭＣＦ用ファンナウト部品の構成を示す図である。本実施例では、図１に示した三角配置型で１０コアを持つＭＣＦを例に説明をしたが、図２に示した１９コアを持つＭＣＦに対しても本実施例と同様の構成を適用できる。接続するＭＣＦのコア間隔に対応した構成の細径ファイバを選択し、Ｖ溝基板５の溝内に順次搭載して、ゴム４を介して押さえ蓋で押して接着固定することにより、ファンナウト部品を提供することができる。図１２に示したファンナウト部品において、Ｖ溝内には、１９本の細径ファイバと、９本のダミーファイバが最密充填配置で搭載されている。Ｖ溝によって形成される三角形の各頂点の位置に、３本ずつのダミーファイバを配置している。

上述のように、本実施例のファンナウト部品の構成により、ファイバを搭載時に摩擦などが生じないため、ファイバの折れ等の心配なく比較的容易に細径ファイバ群を溝に順次搭載していくことができる。本発明のファンナウト部品の構成によれば、従来技術における丸孔や六角形状の孔とは異なり、溝基板が上下非対称であるため、軸周り方向を溝基板のみで規定することができる。各細径ファイバのコアと、ＭＣＦの各コアとの対応を、溝形状と、溝内に収納されるファイバの配置位置とによって規定できる。したがって、細径ファイバの最密充填配置を誤差が少なくかつ容易に実現できる。さらにはＭＣＦとの接続時に軸周り調心を不要とするＭＣＦ用ファイバ接続（ファンナウト）部品を提供することができる。

次に、三角配置型以外のコア配置を持つＭＣＦに適用できる実施例２のファンナウト部品について説明する。本実施例は、ランダム配置型のＭＣＦと通常の光ファイバとを接続する場合に適応可能な構成を持っている。

図１３は、本発明の実施例２のランダム配置型の１０コアＭＣＦ用ファンナウト部品の断面構造を示す図である。本ファンナウト部品は、図４に示したのと同様のランダム配置で１０個のシングルモード伝送コアを有するＭＣＦに対応している。図１３は、このＭＣＦと接続されるファンナウト部品の断面構造を示している。図４に示したように、対応するＭＣＦのクラッド径は２００μｍ、コア間隔は不規則なランダム配置となっており、コア径は全て１０μｍ程度である。本実施例のファンナウト部品における細径ファイバは、クラッド径の異なる３種類の細径ファイバから構成されている。それぞれのクラッド径は、最も太い細径ファイバ４０ａが８５μｍ、最も細い細径ファイバ４０ｃが３４．５μｍ、中間の太さの細径ファイバ４０ｂが５０μｍである。本実施例では、各ファイバ先端部のみが細径化されるように、母材を線引き加工することにより形成される。

Ｖ溝基板１３は、１ｍｍ厚のガラス基板に深さ６０度の先端形状を有するブレードによってＶ溝研削加工することで作製される。Ｖ溝の角度は６０度で、Ｖ溝の深さは２８０μｍである。細径ファイバ４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、図１３の配置になるよう、所定の順で搭載されている。また、細径ファイバ以外にも、直径５０μｍのガラスロッド１４が３本搭載されている。１０本の細径ファイバおよび３本のロッド部品を搭載した後、厚さ２０μｍの粘着フィルム１７および蓋１２を被せて押圧することによって、ファンナウト部品は構成される。

図１３に示すように、押さえ蓋１２は、溝基板１３の最上部の溝幅に概ね対応した幅でわずかに溝方向に突出した突起部１２ａを有している。この突出部１２ａは、Ｖ溝上の細径ファイバ群をより効率的に下方に押圧できる構造となっている。接着剤３を充填後、細径ファイバ群を固定する際には、押さえ蓋１２に対して、上方向から溝の底面方向に向かって押圧力を適切に加えることによって、細径ファイバ群は溝の底面方向に偏った状態を維持して最密に充填配置され、接着固定される。前述の実施例１の構成と同様に、図４のような構造を持つＭＣＦをＶ溝などに固定してＭＣＦ固定部品を構成し、本ファンナウト部品と接続することによって、ランダム配置型のコアを持つＭＣＦも通常のファイバと容易に光接続することができる。

上述の２つの実施例においては、細径ファイバを最密に充填配置するために、Ｖ溝基板の基板面の上方から押さえ蓋によって押圧する構成を例として説明したが、本発明のファンナウト部品の構成はこれに限られない。溝構造の中に細径ファイバを押圧することのできる構成であれば、他の方法も可能である。

図１４は、本発明の実施例３の長方形配置型の１２コアＭＣＦ用ファンナウト部品の作製方法および断面構造を示す図である。図１４の（ａ）はファンナウト部品を作製途中の接続部の断面構造を、（ｂ）は作製が完了した後であって、接着固定された後の断面構造を示している。本実施例のファンナウト部品は、図３に示したのと同様のコア配置であって、１２個のシングルモード伝送コアを有するＭＣＦに対応している。ＭＣＦとの接続部の最終的な断面構造は、図１４の（ｂ）に示されたものとなる。

本実施例のファンナウト部品に接続するＭＣＦのクラッド径は１９０μｍであって、コアは長方形配置をとり、隣接するコア同士の間隔は４０μｍである。コア径は全て１０μｍ程度である。本実施例のファンナウト部品における１２本の細径ファイバ４０は、クラッド径が４０μｍであり、実施例１と同様にファイバ先端部のみをエッチングすることにより形成されている。エッチングでは、被覆部分を一列に並べてテープで固定された４本のテープファイバをエッチング液に浸漬させることで細径化する。エッチングされていない被覆を有す部分では、ファイバが４本単位で一体化されている。

本実施例における溝は、フラットな面を有する３枚のファイバ押さえ部品１５ａ、１５ｂ、１５ｃより形成される矩形の溝である。溝を形成するファイバ押さえ部品１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各内壁は、面がフラットになるよう研磨処理がなされている。図１４の例では、ファイバ押さえ部品１５ｃを底面とし、左右のファイバ押さえ部品１５ａ、１５ｂの間に細径ファイバ４０が収まる構造とし、最初の溝幅を約１７０μｍ程度とする。本実施例では、ファイバ押さえ部品１５ａを固定しており、一方でファイバ押さえ部品１５ｂは、図の左右方向へ動かすことのできる可動構成となっている。上述の３方を囲まれることで形成される矩形の溝内に、最初に、最下段の１段目に対応する４本のテープファイバの細径ファイバを収容する。その後、同様に２段目のテープファイバの細径ファイバ、３段目のテープファイバの細径ファイバを順次収容する。この時点では、溝幅方向に約１０μｍのクリアランスがあるため、最密に充填された状態とはなっていない。しかし、このクリアランスがあることによって、容易に４本の細径ファイバを収容することが可能となっている。

図１４の（ｂ）に示したように、すべての細径ファイバが収納された後で、矩形の溝の中にＵＶ硬化型接着剤３を滴下し、溝上に厚さ３０μｍのシリコーンゴムフィルム４およびガラスの押さえ蓋１２を載せて、押圧力を加える。押圧力を適切に加えながら、ファイバ押さえ部品１５ｂを図の左方向へ向かって、溝幅が１６０μｍ（＝４０μｍ×４）程度となるよう動かす。押圧方法および可動方法は、類似のほかの手段を用いることもできる。ゴム、フラットな面を有する金属板またはガラス板等を介して、加重計などのネジまたはバネなどをつけた治具により、適切に応力を加えていくことで実現できる。

ファイバ押さえ部品１５ｂが動かして、細径ファイバ４本の径とほぼ等しい溝幅とすることにより、クリアランスによって緩やかに充填された状態から各細径ファイバ群は密に充填された状態になる。細径ファイバを充填した後は、細径ファイバ全体にＵＶ光源を照射してファイバ相互に溝内で接着固定させる。その後、可動のファイバ押さえ部品１５ｂおよび押さえ蓋１２等も接着剤などで固定することで、一体のファンナウト部品を形成させる。最後に余分なファイバ部をカットし、実施例１などと同様に接続端面に研磨処理を施すことで、図１４の（ｂ）に示すような断面が形成される。実施例１のファンナウト部品と同様に、図３に示したような長方形配置型のコアが配置された構造を持つＭＣＦをＶ溝などに固定してＭＣＦ用固定部品を構成し、本ファンナウト部品と接続することで、長方形配置型のＭＣＦも通常のファイバと容易に光接続をすることができる。

上述の各実施例においては、ファンナウト部品は１本のＭＣＦとの接続を行うための構成について説明してきた。これらの実施例の構成をアレイ化することによって、複数本のＭＣＦを本発明のファイバ接続部品で一括して接続させることが可能となる。すなわち、溝基板の１つ面上に、各々が複数の細径ファイバを収容し、アレイ状に配置された複数の溝を備えることによって、数本のＭＣＦを本発明のファイバ接続部品で一括して接続させることが可能となる。

図１５は、本発明の実施例４のファンナウト部品とＭＣＦ固定部品の断面構造を示す図である。本実施例のファンナウト部品は、実施例１のファンナウト部品と同様に図１に示した三角配置型のコアを持つＭＣＦと、細径ファイバ７本とを接続するための部品である。図１５の（ａ）は、ＭＣＦを固定したＶ溝型のＭＣＦ固定部品を示し、図１５の（ｂ）は、細径ファイバを充填したファンナウト部品を示している。細径ファイバ７本の充填は、実施例１に示した方法と同様になされており、本実施例では同一構成のファイバ充填用の溝が、１体の部品として４つ形成されている。図１５の（ｂ）のように、各溝内には、細径ファイバ１０本が充填されて接着、固定、および研磨がなされている。１０本の細径ファイ場のうち、ダミーファイバが３本ふくまれている。図１５の（ａ）のように、ＭＣＦに関しても、ＭＣＦを固定するＶ溝が４つ形成されており、各溝にＭＣＦが接着、固定され、その端面は研磨がなされている。

ファンナウト部品およびＭＣＦ固定部品の両部品のＶ溝は、５００μｍのピッチで形成されており、両部品とも同一のピッチを持っている。図１１で示したのと同様に、両部品を対向させて配置し、アクティブアライメント等で、ＸＹ軸のほか、Ｚ軸を基準としたθｚ軸の調心を行う。４つのＭＣＦ用Ｖ溝に対応するように４つの細径ファイバ群用のＶ溝を位置合わせする。本実施例の構成により、同一ファンナウト部品で４つのＭＣＦを一括して光り接続することが可能となる。本実施例では、４つのＭＣＦとの接続を示したが、同時接続するＭＣＦの本数に制限はない。

実施例４の溝をアレイ化したファンナウト部品は、さらに位置合わせを容易に行うことができる構成に応用が可能である。すなわち、本実施例では、アレイ状に配置された複数の溝のうちの少なくとも２つの溝が、Ｖ溝構造を有し、この少なくとも２つの溝には、Ｖ溝および弾性体によって形成される三角孔の断面の内接円より小さい径を持つ円柱状のピン部品の少なくとも一端が挿入可能なように構成することができる。

ファンナウト部品に対応する部品として、アレイ状に配置された複数の溝の各々の内の前記複数の細径ファイバと接続される複数のＭＣＦを収納するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）用固定部品を備える。このＭＣＦ用固定部品は、溝基板のＶ溝および弾性体によって形成される三角孔に対向し、ピン部品の他端を含む残りの部分を挿入可能な三角孔を有している。このピン部品が、ファイバ接続部品およびＭＣＦ用固定部品の両方に嵌合しながら挿入されて、前記複数の細径ファイバの各々のコアと、対応する前記ＭＣＦの前記２つ以上の各コアが位置合わせされる。

図１６は、本発明の実施例５のファンナウト部品とＭＣＦ固定部品の断面構造を示す図である。本ファンナウト部品は、実施例１と同様に図１に示したコア配置を持つＭＣＦと細径ファイバ７本とを接続するための部品である。ＭＣＦ１０を固定するＶ溝を備えたＭＣＦ固定部品１００を図１６の（ａ）に、細径ファイバ群４０を固定するファンナウト部品１１０を図１６の（ｂ）にそれぞれ示している。２つの部品１００、１１０の基本的な構成は、基板５上に４つのＶ溝が形成された実施例４の構成と同じである。本実施例では、ファンナウト部品１００およびＭＣＦ固定部品１１０のいずれにおいても、両端にある２つのＶ溝１８ａ、１８ｂを空洞として、ＭＣＦ、細径ファイバまたは接着剤は存在させない構成とする。接着剤は、その量を制御して導入すれば、毛細管現象により、幅の広いＶ溝には回り込まないよう充填させることができる。

図１７は、本発明の実施例５のファンナウト部品およびＭＣＦ固定部品を接続したときの構造を示す図である。各部品１００、１１０の両端にある２つのＶ溝１８ａ、１８ｂには、Ｖ溝および蓋６によって形成される三角孔内にファイバ・ピンまたは金属ピン１６が挿入できる構造となっている。ファイバ・ピンまたは金属ピン１６は、三角孔断面の内接円と比べて、例えば０．５μｍ〜３μｍ程度わずかに小さい径を持っている。本実施例の構造によって、対応する２つの部品同士を接続する際は、アクティブアライメントを必要とせず、２本のピン１６同士が嵌合することによって、ピンおよび溝の位置精度のみでパッシブに調心することができる。図１７の左側には嵌合前の状態を、右側には嵌合させた後の状態を示している。ピン１６が、ファンナウト部品１００およびＭＣＦ固定部品１１０の２つの部品を貫いて接続することで、例えば、多心コネクタであるＭＴコネクタなどと同様に位置合わせが簡単にできる。本実施例では、２本のＭＣＦ１０を一括して接続する例を示したが、接続するＭＣＦの数に制限はない。

図１８は、本発明の実施例６のファンナウト部品およびＭＣＦ固定部品の断面構造を示す図である。本実施例は、図７に示した実施例１の構成と同様に作製した１５本の細径ファイバ４０をそれぞれ充填させたＶ溝基板５ａ、５ｂからなる２つの部品を用意し、これら２つの部品を、６本の細径ファイバを介して上下から貼り合わせた構成となっている。各部品では、実施例１で記述したように細径ファイバ群はＶ溝内に接着固定されるが、それぞれの細径ファイバの表面には表面処理を施して、接着性を低下させており、実施例１におけるゴム４を接着させずに取り外した構成としている。２つの部品の貼り合わせの際には、Ｖ溝基板面の上下方向から２つのＶ溝基板が押圧される。押圧状態を保ちながら接着固定することで、間に介した５本の細径ファイバも含め、充填構造を維持して、一体のファンナウト部品が作製される。本構成のファンナウト部品は、図１〜図４に示した三角配置型、長方形配置型およびランダム配置型のいずれのコア配置のＭＣＦにも対応可能な構造である。

以上の各実施例では、図１０などで示したようにＶ溝基板は直方体（板状）の基板上にＶ溝を形成した構造のものを例として説明してきたが、その基板形状は直方体に限られない。例えば、溝を形成する部品は、半円筒形のものでも良い。すなわち、半円筒形状の部品の平面部に溝を形成し、その溝内に細径ファイバ群を最密充填させた構成としても良い。さらに、溝内に細径ファイバを充填させた上述の２つの半円筒部品を、各々の平面部同士を対向させて貼合わせることで、図１８に示した実施例６の構成と同様に、孔の断面形状を有する円筒形状の部品を作製することができる。このとき、この円筒形状部品は、フェルール部品と同様のものとなる。

以上、詳細に述べたように、本発明のファンナウト部品によって、任意のコアピッチを有するＭＣＦに対応した複数本の細径ファイバコアを接続するためのファイバ接続部品を提供することができる。三角配置型のＭＣＦだけでなく、長方形配置型やランダム配置型をはじめとした種々のコア配置のＭＣＦに対応することができる。細径ファイバを最密充填配置された状態を、誤差が少なくかつ容易に実現することができる。さらに、ＭＣＦとの接続時に軸周り調心を不要とするＭＣＦ用ファイバ接続部品を提供できる。

本発明は、一般的に通信システムに利用することができる。特に、光システムにおける光ファイバの接続のために利用できる。

１ 光コネクタ
２ フェルール
３ 接着剤
４ 弾性体
５ 溝基板
６、１１、１２ 押さえ蓋
７ 細径ファイバ固定部品
１０、１０−１〜１０−４ ＭＣＦ
１０ａ コア
１０ｂ クラッド
１４ ガラスロッド
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ ファイバ押さえ部品
１６ 金属ピン
３０、４０ 細径ファイバ
４１、１１０ ＭＣＦファンナウト部品
４２、１００ ＭＣＦ固定部品

Claims (8)

1. １本の媒体に２つ以上のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）に対して、前記２以上のコアの各々に光を入出力するためのファイバ接続部品において、
   １つの面上に直線状に形成され、矩形または前記面の垂直方向に向かって幅が広がる断面形状を有する溝が形成された溝基板と、
   各々が１つのコアを有し、前記溝内に、前記溝の底部から溝の開口部に向かって、充填されるように順次配置された複数の細径ファイバであって、前記細径ファイバの各コアが、前記ＭＣＦの前記２つ以上のコアの位置と概ね一致するように各々のコア径が選択されている、複数の細径ファイバと、
   前記溝基板の、ＭＣＦとの接続面に対向する側に、前記溝基板を延長するように構成された細径ファイバ固定部品と
   を備え、
   前記複数の細径ファイバは、前記溝基板上において前記溝の底部方向に押されて最密充填されており、前記ファイバ固定部品上において緩やかに展開しながら配置されて前記ファイバ固定部品上にファイバ被覆を含めて固定接着され、
   前記細径ファイバの各々は、前記ファイバ固定部品上でファイバ径を拡大しながら、８０μｍから１２５μｍの範囲の直径を持つ通常ファイバとなるように構成されていること
   を特徴とするファイバ接続部品。
2. 前記複数の細径ファイバが充填された前記溝を覆う弾性体と、
   前記溝内の充填された前記複数の細径ファイバの少なくとも一部が前記溝の底面に接し、前記複数の細径ファイバが最密充填されるように、前記弾性体を介して、前記底部方向に押圧する押さえ蓋と
   をさらに備え、
   前記複数の細径ファイバの内で、前記溝内の最上段に位置する複数の細径ファイバのすべてが前記弾性体と接していることを特徴とする請求項１に記載のファイバ接続部品。
3. 前記弾性体は、前記細径ファイバのクラッド径以下の厚さのフィルム状弾性樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のファイバ接続部品。
4. 前記複数の細径ファイバは、前記溝内において充填材料によって固定されており
   前記溝基板、前記複数の細径ファイバ、前記弾性体および前記押さえ蓋は、共通の１つの断面を構成するように研磨処理されて、前記複数の細径ファイバの各コアが対向する前記ＭＣＦの前記２以上のコアと接続される接続端面を構成することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のファイバ接続部品。
5. 前記溝中に充填されている前記複数本の細径ファイバのうち、一部は光の入出力を行わない円柱状のロッド部品によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のファイバ接続部品。
6. 前記溝基板の前記１つ面上に、各々が複数の細径ファイバを収容し、アレイ状に配置された複数の溝を備えていることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のファイバ接続部品。
7. 前記アレイ状に配置された複数の溝のうちの少なくとも２つの溝は、Ｖ溝構造を有し、前記少なくとも２つの溝には、前記Ｖ溝および前記弾性体によって形成される三角孔の断面の内接円より小さい径を持つ円柱状のピン部品の少なくとも一端が挿入可能なように構成され、
   前記アレイ状に配置された複数の溝の各々の内の前記複数の細径ファイバと接続される複数のＭＣＦを収納するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）用固定部品であって、前記溝基板の前記Ｖ溝および前記弾性体によって形成される前記三角孔に対向し、前記ピン部品の他端を含む残りの部分を挿入可能な三角孔を有するＭＣＦ用固定部品をさらに備え、
   前記ピン部品が、前記ファイバ接続部品および前記ＭＣＦ用固定部品の両方に嵌合しながら挿入されて、前記複数の細径ファイバの各々のコアと、対応する前記ＭＣＦの前記２つ以上の各コアが位置合わせされることを特徴とする請求項６に記載のファイバ接続部品。
8. １本の媒体に２つ以上のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）に対して、前記２以上のコアの各々に光を入出力するファイバ接続部品を製造する方法において、
   １つの面上に直線状に形成され、矩形または前記面の垂直方向に向かって幅が広がる断面形状を有する溝が形成された溝基板を備えるステップと、
   各々が１つのコアを有し、前記溝内に、前記溝の底部から溝の開口部に向かって、複数の細径ファイバを順次または一括して配置するステップであって、前記複数の細径ファイバは、１本の前記細径ファイバ毎にまたは概ね同一の高さにある複数本の前記細径ファイバ毎に前記溝内に順次配置されるか、または、複数本を束ねた状態で一括して搭載され、前記細径ファイバの各コアが、前記ＭＣＦの前記２つ以上のコアの位置と概ね一致するように各々のコア径が選択されている、配置するステップと、
   前記複数の細径ファイバが充填された前記溝を覆う弾性体および該弾性体上の押さえ蓋によって、前記底部方向に前記複数の細径ファイバを押圧するステップであって、前記溝内の充填された前記複数の細径ファイバの少なくとも一部は前記溝の底部に接し、前記複数の細径ファイバの内で、前記溝内の最上段に位置する複数の細径ファイバのすべてが前記弾性体と接しており、前記複数の細径ファイバが最密充填されるように、前記弾性体を介して、前記底面方向に前記複数の細径ファイバを押圧するステップと
   を備えたことを特徴とするファイバ接続部品を製造する方法。

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