JP5560567B2 - 光ファイバ接続部品 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバを発光素子や受光素子などが基板上に設けられた光電変換モジュールに機械的、光学的に接続するための光ファイバ接続部品に関するものである。

近年、コンピュータや液晶ディスプレイなどの機器間などにおいて、大容量の写真や動画などを高速に伝送するために、大容量のデジタル信号を高速に伝送させる技術が普及している。大容量のデジタル信号を高速に伝送すべく、近年では、コンピュータ、液晶ディスプレイ、ビデオカメラ、データレコーダーなどの機器間の伝送路として光ファイバを用いる光インターコネクション方式の開発が進められている。

光インターコネクション方式としては、例えば、光ファイバと信号線（メタル線）とを有する複合ケーブルの端部に、光電変換モジュールを内部に含むコネクタを接続してなる光ケーブルによって機器間を接続する方式が用いられている（例えば、特許文献１）。

このような光ケーブルにおいて、複合ケーブルとコネクタとの接続部分では、複合ケーブル内の光ファイバの端面が、光電変換モジュール内の基板上に設けられた発光素子や受光素子などの光素子に、光ファイバ接続部品を介して接続される（例えば、特許文献２）。

図１２は、従来の光ファイバ接続部品の一例を示す断面図である。従来の光ファイバ接続部品は、例えば、図１２（ａ）に示すように、テープ状光ファイバの一括被覆層８３を除去し、光ファイバの周囲に被覆層を有する光ファイバ素線８２に分離して、この分離した光ファイバ素線８２、または被覆層を除去した光ファイバのそれぞれを、図１２（ｃ）に示すような光ファイバ接続部品８１に形成された複数の挿通孔８６の先端面８５まで挿入する。そして、光ファイバ素線８２、または光ファイバを挿入した後、光電変換モジュールの基板へ接続される接続面８４を研磨処理などの端面処理を施し、先端面８５に配置された光ファイバの端面が光素子と光結合するように基板へ接続される。

特開２００６−３１０１９７号公報 特開２００７−２５６３７２号公報

図１２に示すような従来の光ファイバ接続部品８１においては、複数の挿通孔８６へ複数の光ファイバ素線８２、あるいは被覆層を除去した複数の光ファイバを一度に挿入する必要がある。このため、挿入作業が作業者の作業技術レベルに依存し、かつ挿入作業自体も煩雑で難しい。

また、光ファイバ素線８２の挿入方向が光の出力部分となる先端面８５とほぼ垂直であるため、光ファイバ素線８２を挿入する段階で、光ファイバ素線８２を光ファイバ接続部品８１の内部で曲げる必要がある。このため、光ファイバ素線８２を先端面８５まで挿入することが難しく、また、光ファイバ接続部品８１の内部で光ファイバ素線８２が曲げによって断線する可能性がある。さらに、光ファイバ素線８２の端面が光ファイバ接続部品８１の曲げ部にぶつかりながら挿入することになるため、光ファイバ素線８２の端面、つまり光ファイバの端面が破損や劣化してしまうおそれがある。

また、光ファイバ接続部品８１を製造する際、複数の光ファイバ素線８２、あるいは光ファイバを挿入するための挿通孔８６を光ファイバ接続部品８１の内部に設ける加工を施すが、光ファイバ素線８２、あるいは光ファイバの外径とほぼ同じ内径を有し、かつ内部でほぼ垂直に曲がる曲げ部も有するように加工することは、加工作業が非常に難しい。

そこで、本発明の目的は、光ファイバの端面が破損や劣化することなく、容易に挿入作業を行うことができ、かつ、加工作業も容易である光ファイバ接続部品を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、石英ガラスからなり、直径１００μｍ以下、φ５ｍｍの曲げにしたときの外周部における伸び量２％以下、比屈折率差１．５％以上及びヤング率が１００ＭＰａ以上３ＧＰａ以下の被覆材で被覆されてなる光ファイバの端面を基板上の光素子へ接続させる光ファイバ接続部品であって、前記基板に対して水平な接続面を有する光ファイバ接続部品本体と、前記光ファイバ接続部品本体の内部に、前記光ファイバの断面と同等の内面形状を有し、前記光ファイバの外形と同等あるいはそれよりも若干大きい程度の大きさの内形を有して前記接続面に対して垂直に形成され、前記光ファイバの一端を挿通させる挿通孔とを備え、前記挿通孔は、前記接続面に対向する面側に対して開口されると共に、前記接続面まで貫通形成され、前記光ファイバ接続部品本体は、前記接続面に対して垂直な側面から前記挿通孔へ湾曲して連通する溝部を有し、前記溝部は、前記接続面に対して垂直な側面側が前記接続面側に向かって傾斜していることを特徴とする光ファイバ接続部品を提供する。

前記光ファイバ接続部品本体は、前記挿通孔の端面が前記接続面から離れた位置に形成されていてもよい。

前記光ファイバ接続部品本体は、前記挿通孔の端面と対向する前記接続面上に一体成形されたレンズを有してもよい。

前記光ファイバ接続部品本体は、前記挿通孔に対して複数のレンズが並列に配置されて一体成形されていてもよい。

前記光ファイバ接続部品本体は、前記接続面に対して垂直な側面から前記挿通孔へ湾曲して連通する溝部を有し、前記溝部は、前記接続面に対して垂直な側面側が前記接続面側に向かって傾斜していてもよい。

前記光ファイバ接続部品本体は、前記溝部が前記挿通孔の両側に形成されていてもよい。

前記光ファイバ接続部品本体は、前記挿通孔が複数形成されていてもよい。

前記レンズは、前記光ファイバの被覆外径と等しい大きさの配列ピッチで並列に配置されていてもよい。

本発明によれば、光ファイバの端面が破損や劣化することなく、容易に挿入作業を行うことができ、かつ、加工作業も容易である光ファイバ接続部品を提供することができる。

（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ方向から見た上面図であり、（ｃ）は、（ａ）中のＢ方向から見た側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の溝部の変形例を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の溝部の変形例を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ接続部品を光電変換モジュールに接続させた状態を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＤ方向から見た上面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の挿通孔の変形例を示す断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る光ファイバ接続部品を光電変換モジュールに接続させた状態を示す断面図である。 図８（ａ）中のＥ方向から見た光ファイバ接続部品の拡大断面図である。 （ａ）は、図６に示す本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の変形例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＦ方向から見た上面図である。 図１０に示す光ファイバ接続部品の変形例を示す上面図である。 （ａ）は、従来の光ファイバ接続部品を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の先端面の拡大断面図であり、（ｃ）は、（ａ）中の接続面方向から見た底面図である。 光ファイバの直径と曲げ歪みの関係を示す図である。 光ファイバにおけるコア−クラッド間の非屈折率差と曲げ損失の関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

［第１の実施の形態］
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ方向から見た上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）中のＢ方向から見た側面図である。

図１（ａ）に示す光ファイバ接続部品１は、光電変換モジュール内の基板上に設けられた発光素子や受光素子などの光素子と、光ファイバの端面とを接続するための接続部品に用いられるものである。そして、光ファイバ接続部品１は、図１（ａ）に示すように、接続される基板に対して水平な接続面を有する光ファイバ接続部品本体２と、この光ファイバ接続部品本体２の内部に、接続面７に対して垂直に形成され、光ファイバの一端を挿通させる挿通孔４とを備えたものである。光ファイバ接続部品本体２は、伝送する光の波長に対して透明な材料からなる。

挿通孔４は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、接続面７に対向する上面６側に対して開口されて形成されている。また、挿通孔４は、接続面７まで貫通するように形成されている。光ファイバ接続部品本体２に、このような挿通孔４を設けた光ファイバ接続部品１とすることにより、光ファイバの一端を光ファイバ接続部品１に挿入する際、上面６側から挿通孔４へ接続面７に垂直な方向から光ファイバの一端を挿通することのみで、光ファイバ接続部品１の接続面７まで光ファイバを容易に挿通させることができる。これにより、光ファイバを挿通する段階で、光ファイバを光ファイバ接続部品１の内部で曲げる必要がなく、光ファイバ接続部品１の内部で光ファイバが曲げによって断線したりするのを防止することができる。また、光ファイバを挿通する段階で、光ファイバの端面が光ファイバ接続部品１にぶつかるなどのようなこともなくなるため、光ファイバの端面が破損や劣化することがない。

また、挿通孔４は、光ファイバの周囲に被覆層を有する光ファイバ素線を複数本一列に並べて一括被覆層で被覆したテープ状光ファイバの断面と同等の形状を有するのが好ましい。また、挿通孔４の大きさは、テープ状光ファイバの一括被覆層の外径と同等、あるいはそれよりも若干大きい程度に形成されていることが好ましい。このような挿通孔４とすることにより、テープ状光ファイバの一端側の一括被覆層を除去して、光ファイバ素線、あるいは光ファイバに分離するという作業をしなくても、光ファイバ接続部品１の内部にテープ状光ファイバの一端側を挿通することのみで、光ファイバの光ファイバ接続部品１への挿通作業が行える。また、複数の光ファイバ素線、あるいは光ファイバを複数の挿通孔のそれぞれに一度に挿入する作業も不要であることから、光ファイバの挿通作業が作業者の作業技術レベルに依存することなく、容易に挿通作業を行うことができる。

また、光ファイバ接続部品１において、光ファイバ接続部品本体２は、図１（ａ）、（ｃ）に示すように、接続面７に対して垂直な側面側から挿通孔４へ湾曲して連通する溝部３を有する。溝部３は、光ファイバの一端を挿通孔４に上面６側から接続面７に対して垂直に挿通させた後、光ファイバに曲げを加えて配置し、固定させるものである。つまり、光ファイバ接続部品１では、溝部３を設けることにより、光ファイバの挿通作業後に、光ファイバの配線方向を接続面７に対して垂直な方向から接続面７に対して水平な方向までの範囲で適宜選択することができる。なお、光ファイバの配線方向を選定した後、光ファイバを固定する際には、例えば、エポキシ樹脂などからなる熱硬化性、紫外線硬化性の樹脂材料を開口された挿通孔４、および溝部３へ充填して固定すればよい。

図２は、図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の溝部の変形例を示す断面図である。

図２に示すように、光ファイバ接続部品２１は、図１に示す光ファイバ接続部品１における溝部３を、接続面７に対して垂直な側面側が接続面７側に向かって傾斜するように形成された溝部２３としたものである。このような溝部２３を有することにより、テープ状光ファイバなどを溝部２３上に曲げて配置させた場合に、光ファイバ接続部品２１により近い部分の基板上へテープ状光ファイバなどを配線することができるため、テープ状光ファイバを光電変換モジュール上に浮かせ過ぎずに配線できることや、光電変換モジュールをよりコンパクトにできることなどの利点がある。

図３は、図１に示す本発明の第１の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の溝部の変形例を示す断面図である。

図３に示す光ファイバ接続部品３１は、図１に示す光ファイバ接続部品１において、挿通孔４の両側に接続面７に対して垂直な側面側から挿通孔４へ湾曲して連通する溝部３３ａ、３３ｂを形成したものである。これにより、光ファイバの挿通作業後に、光ファイバの配線方向の選択範囲を図１の光ファイバ接続部品１よりも拡げることができる。なお、図３に示す光ファイバ接続部品３１においても、図２に示す光ファイバ接続部品２１と同様に、溝部３３ａ、３３ｂを接続面７に対して垂直な側面側が接続面７側に向かって傾斜するように形成することにより、図２に示す光ファイバ接続部品２１と同様の作用、効果を得ることができる。

図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ接続部品を光電変換モジュールに接続させた状態を示す断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）中のＣ方向から見た上面図である。なお、図５では、一例として、図３に示す光ファイバ接続部品３１を光電変換モジュールに接続させた場合について説明する。

光電変換モジュール内の基板１０上に発光素子、あるいは受光素子などの光素子１１が設けられており、この基板１０上に、複数のレンズ５が形成されたレンズ基板１３が取付け部材１２によって取付け、固定されている。レンズ基板１３は、形成されたレンズ５と基板１０上に設けられた光素子１１との光軸が合うように基板１０へ固定されている。

光ファイバ接続部品３１おいては、テープ状光ファイバ９の一端側を一括被覆層等の除去をしない状態で、接続面に対して垂直な方向から光ファイバ接続部品本体２内の挿通孔４へ挿通させる。次に、挿通孔４内のみにエポキシ樹脂などの接着剤を充填して、挿通孔４内のテープ状光ファイバ９のみを固定する。次に、光ファイバ接続部品３１の接続面を挿通孔４内のテープ状光ファイバ９の端面とあわせて研磨処理を施す。その後、接続面が研磨処理された光ファイバ接続部品３１を、図５（ａ）に示すように、挿通孔４の端面がレンズ基板１３のレンズ５の真上になるように位置合わせを行い、レンズ基板１３上に設置させる。

光ファイバ接続部品３１をレンズ基板１３に設置した後、光ファイバ接続部品本体２内に挿通させたテープ状光ファイバ９の配線方向を、例えば図５（ｂ）に示すように曲げを加えて溝部３３ａ上へ配置するなど、実装形態にあわせて適宜選定する。その後、光ファイバ接続部品本体２の上面側からエポキシ樹脂などからなる硬化性の接着剤を充填し、テープ状光ファイバ９を光ファイバ接続部品本体２に固定させる。

光ファイバ接続部品３１では、挿通孔４が、接続面に対向する上面側に対して開口されて形成されていることにより、光ファイバ接続部品３１の上面側からテープ状光ファイバ９を容易に挿入し、固定させることができる。また、テープ状光ファイバ９を挿通孔４に挿入した後、図５（ｂ）に示すように、光ファイバ接続部品本体２の内部に形成された溝部３３ａへ曲げて配置しても、挿通孔４に挿通されたテープ状光ファイバ９を接続面に対して常に垂直に固定させることができるため、レンズ５との位置ズレを防止できる。

なお、テープ状光ファイバ９の固定手段としては、光ファイバ接続部品本体２の上面側から開口された部分全体に、エポキシ樹脂などからなる接着剤を充填することにより、テープ状光ファイバ９を所望の角度で完全に固定しても良いし、テープ状光ファイバ９の先端部のみ（例えば、挿通孔４内のみ）を接着剤などで充填し固定して、実装後にテープ状光ファイバ９の配線方向、配線角度を自由に変化できるようにしても良い。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す断面図である。

図４に示す光ファイバ接続部品４１は、図１に示す光ファイバ接続部品１と同様に、接続される基板に対して水平な接続面を有する光ファイバ接続部品本体２と、この光ファイバ接続部品本体２の内部に、接続面７に対して垂直に形成され、光ファイバの一端を挿通させる挿通孔４４とを備えたものであり、光ファイバ接続部品本体２は、伝送する光の波長に対して透明な材料からなる。また、挿通孔４４は、図１に示す光ファイバ接続部品１と同様に、接続面７に対向する上面６側に対して開口されて形成されている。

図１に示す光ファイバ接続部品１では、挿通孔４が、接続面７まで貫通するように形成されているが、図４に示す光ファイバ接続部品４１では、挿通孔４４が接続面７まで貫通されていない非貫通孔として形成されており、挿通孔４４の端面８が光ファイバ接続部品本体４１の内部の接続面７から離れた位置に形成されている。挿通孔４４の端面８から接続面７までの距離（長さ）は、例えば１００μｍ〜１ｍｍの範囲で適宜選定すればよい。

図４に示す光ファイバ接続部品４１では、図１に示す光ファイバ接続部品１の作用、効果が得られることに加え、挿通孔４４が接続面７まで貫通されていない非貫通孔であるため、光ファイバ接続部品本体２の挿通孔４４に光ファイバを挿通させる固定することのみで、接続面７を研磨処理しなくとも、光電変換モジュール内の基板上に設けられた光素子への接続作業を行うことができる。また、挿通孔４４へ光ファイバを挿入し、固定配置した際に、光ファイバの石英部分が光ファイバ接続部品４１内にて覆われており、石英部分が外部に露出しないため、ガラス（石英）がキズや湿度によって劣化するのを防止することができ、信頼性の高い光ファイバ接続部品を光電変換モジュールへ実装することができる。

図１２は、従来の光ファイバ接続部品の一例を示す断面図である。図１２（ａ）に示すように、テープ状光ファイバの一括被覆層８３を除去した後、従来の光ファイバ接続部品８１内に挿通された光ファイバ素線８２としては、図１２（ｂ）に示すように、通常、コアとクラッドからなる光ファイバ８２１の周囲に第１の被覆層（プライマリ層）８２２と、この第１の被覆層８２２よりもヤング率が高い第２の被覆層（セカンダリ層）８２３とが形成されてなる。従来の光ファイバ接続部品８１においては、光ファイバ素線８２を挿通孔８６に挿通させた後、光ファイバ接続部品８１の接続面８４を研磨処理した際、図１２（ｂ）に示すように、第１の被覆層８２２が研磨処理によって剥がれてしまう場合がある。

このため、第１の被覆層８２２にて被覆されていない光ファイバ８２１の先端部が研磨処理によって破損したり、或いは、光ファイバ８２１の先端部が曲がってしまうために、基板上の光素子との位置ずれが発生して光結合において光軸ずれによる接続損失が増加し、伝送信号の劣化を招いてしまう。また、位置ずれ（光軸ずれ）によって実装組み立て作業が煩雑になってしまう。

図４に示す光ファイバ接続部品４１では、光ファイバ接続部品本体２の挿通孔４４の端面８まで光ファイバを挿通させて固定することのみで、接続面７を研磨処理しなくとも、光電変換モジュール内の基板上に設けられた光素子への接続作業を行うことができる。このため、従来のように光ファイバ素線の第１の被覆層が研磨処理によって剥がれることによって発生する光素子、あるいはレンズなどとの位置ずれを防止することができる。

なお、光ファイバ接続部品４１においては、溝部３を第１の実施の形態と同様に図２、図３に記載の溝部と同様の形状としてもよい。

［第３の実施の形態］
図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）中のＤ方向から見た上面図である。

図６（ａ）に示す光ファイバ接続部品６１は、図１に示す光ファイバ接続部品１と同様に、接続される基板に対して水平な接続面を有する光ファイバ接続部品本体６２と、この光ファイバ接続部品本体６２の内部に、接続面６７に対して垂直に形成され、光ファイバの一端を挿通させる挿通孔６４とを備えたものであり、光ファイバ接続部品本体６２は、伝送する光の波長に対して透明な材料からなる。また、挿通孔６４は、図１に示す光ファイバ接続部品１と同様に、接続面６７に対向する上面側に対して開口されて形成されている。

図６に示す光ファイバ接続部品６１は、図１に示す光ファイバ接続部品１にレンズ６５を一体成形したものである。すなわち、光ファイバ接続部品６１は、挿通孔６４の端面と対向する接続面６７上に一体成形されたレンズ６５を有するものである。また、挿通孔６４は、接続面６７まで貫通されていない非貫通孔に形成されており、挿通孔６４の端面が光ファイバ接続部品本体６２の内部の接続面６７から離れた位置に形成されている。さらに、光ファイバ接続部品６１は、光電変換モジュールへ取付ける際に、取付け部材などを挿入するための取付け穴６６が形成されている。

挿通孔６４は、図６（ｂ）に示すように、接続面６７に対向する上面側に対して開口されて形成されているため、光ファイバ接続部品本体６２の上面側から光ファイバ素線やテープ状光ファイバなどを挿通孔６４に直接挿入することができる。また、接続面６７は、接続される光電変換モジュールに対して水平となる面に形成されており、光電変換モジュールの基板に光ファイバ接続部品６１を配置し、取付け部材などを取付け穴６６に挿入して固定することのみで、レンズ基板などを介さずに基板との接続ができる。

光ファイバ接続部品６１において、挿通孔６４は、接続面６７上に形成された複数のレンズ６５が並列（一直線上）に配置されている範囲をカバーするような幅を有して形成されていることが好ましい。

また、光ファイバ接続部品６１においては、上述の通り、挿通孔６４が、その端面が光ファイバ接続部品本体６２の接続面６７まで貫通されないように、接続面６７から所定の距離離れてレンズ６５上に形成されている。これにより、挿通孔６４へ光ファイバを挿入し、固定配置した際に、光ファイバの石英部分が光ファイバ接続部品６１内にて覆われており、石英部分が外部に露出しないため、ガラス（石英）がキズや湿度によって劣化するのを防止することができ、信頼性の高い光ファイバ接続部品を光電変換モジュールへ実装することができる。

図７は、本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の挿通孔の変形例を示す断面図である。図６においては、多数本の光ファイバからなるテープ状光ファイバの端末を被覆された状態の光ファイバ素線へ分離せずにそのまま挿通孔６４に挿入しても、光電変換モジュールの光素子と光接続することができるが、テープ状光ファイバの端末を光ファイバ素線へ分離し、この光ファイバ素線を挿通孔６４へ挿入することでもよい。このとき、図７に示すように、挿通孔７４の先端部に、光ファイバ素線の外径と同等な幅を有し、光ファイバ素線を挿入するための溝７８をさらに設けることが好ましい。この溝７８を設けることにより、光ファイバ素線の端部が位置ずれするなどしてレンズ７５との光軸にずれが発生するのを防止することができる。

図８（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る光ファイバ接続部品を光電変換モジュールに接続させた状態を示す断面図である。光ファイバ接続部品６１では、上記のような挿通孔６４を有することにより、図８（ａ）に示すように、光ファイバ接続部品６１の上面側からテープ状光ファイバ９などを挿通孔６４の端面まで容易に挿入し、固定させることができる。また、テープ状光ファイバ９などを挿通孔６４に挿入した後、図８（ｂ）に示すように、光ファイバ接続部品本体６２の内部に形成された溝部６３ａ、６３ｂへ曲げて配置してもテープ状光ファイバ９などの端部を接続面６７に対して常に垂直に固定させることができる。さらに、テープ状光ファイバ９などをそのまま挿通孔６４に挿入し、固定することのみで、接続面６７を研磨処理しなくとも基板１０に設けられたＶＣＳＥＬなどの光素子１１と、テープ状光ファイバ９の端面とを容易に接続できる。これにより、テープ状光ファイバ９の端面が研磨処理などによって位置ずれして、光素子１１との光軸ずれが発生することを防止することができる。

また、光ファイバ接続部品６１において、溝部６３ａ、６３ｂは、図６（ｂ）に示すように、複数のレンズ６５が並列に配置されている範囲をカバーする幅を持つ挿通孔６４と同じ幅で形成されている。このような溝部６３ａ、６３ｂとすることにより、図８に示すように、テープ状光ファイバ９などの一括被覆層を除去せずに、テープ状光ファイバ９などを一括被覆層が付いたままで挿通孔６４へ挿入し、配置させることができる。

また、溝部６３ａ、６３ｂは、挿通孔６４に連通しており、光ファイバ接続部品本体６２の内部から接続面６７に垂直な側面側に向かって湾曲して形成されている。このような溝部６３ａ、６３ｂが形成されていることにより、光ファイバ素線やテープ状光ファイバを挿通孔６４に固定した後、光ファイバ接続部品本体６２内に形成された溝部６３ａ、６３ｂへ曲げて配置させる際に、光ファイバへ局所的な曲げ応力が印加されて座屈してしまうのを防止するとともに、曲げ応力を緩和させることができる。

また、溝部６３ａ、６３ｂは、図６（ａ）に示すように、挿通孔６４を中心として両側に形成されているのが好ましい。図１２に示すような従来の光ファイバ接続部品においては、光ファイバの挿入方向が光出力軸とほぼ直角な方向の一方向のみであったため、光ファイバ接続部品を光電変換モジュールへ実装する際に、光ファイバの配線方向が一方向のみとなる。このため、光ファイバの配線方向を考慮して光電変換モジュールを作製するなどの必要があったが、本実施の形態ように、挿通孔６４を中心として両側に形成されていることにより、挿通孔６４へテープ状光ファイバなどを挿入した後、テープ状光ファイバの配線方向を適宜選択できる。

なお、テープ状光ファイバ９の固定手段としては、第１の実施の形態と同様に、光ファイバ接続部品本体６２の上面側から開口された部分全体に、エポキシ樹脂などからなる接着剤を充填することにより、テープ状光ファイバ９を所望の角度で完全に固定しても良い。あるいは、テープ状光ファイバ９の先端部のみ（例えば、挿通孔６４内のみ）を接着剤などで充填し固定して、実装後にテープ状光ファイバ９の配線方向、配線角度を自由に変化できるようにしても良い。

また、本実施の形態においては、光ファイバ接続部品本体６２の溝部６３を第１、第２の実施の形態と同様の形状とすることで、同様の作用、効果を得ることができる。

光ファイバ接続部品６１において、レンズ６５は、光ファイバ接続部品本体６２の接続面６７に一体成形されており、レンズ６５は、図６（ｂ）に示すように、複数のレンズが並列（一列）に配置されて設けられている。このようなレンズ６５を光ファイバ接続部品本体６２に一体成形した光ファイバ接続部品６１とすることにより、光ファイバ接続部品６１に挿通孔６４を形成するための孔あけ加工を必要としないため、例えば、１２心の光ファイバ素線を有するテープ状光ファイバなど、素線数が多い場合でも挿通孔６４や溝部６３ａ、６３ｂを形成するための加工のみで良く、加工コストを大幅に低減できる。

図９は、図８（ａ）中のＥ方向から見た光ファイバ接続部品の拡大断面図である。挿通孔６４には、コア及びクラッドからなる光ファイバ９１の周囲に、被覆層９２で覆われた光ファイバ素線を一括被覆層９３にて複数本（図９では４本）一括して被覆したテープ状光ファイバが挿入され、屈折率整合剤などからなる接着剤１４にて接着固定されている。接着剤１４としては、例えば、エポキシ樹脂などの硬化性樹脂を用いることができる。また、接着剤１４は、伝送される光の波長に対して透明な樹脂を用いることが好ましい。テープ状光ファイバを挿入した後に、接着剤１４で固定することで、テープ状光ファイバの端面を研磨しなくとも、光素子との接続を行うことができる。なお、挿通孔６４へ挿入するテープ状光ファイバの端面、つまり光ファイバ９１の端面が綺麗な面状態ではなくとも、接着剤１４の材料として、光の波長が透過する材料、具体的には屈折率が１．３〜１．７である材料を用いることにより、光ファイバ９１の端面状態によらず少ない透過損失にて光結合を行うことができる。

レンズ６５は、接続面６７を基準として挿通孔６４の端面から距離Ｌ１だけ離間して形成されている。距離Ｌ１としては、光ファイバ９１の開口数（ＮＡ）とレンズ６５の直径によって適宜選択される。例えば、１００μｍ〜１ｍｍの範囲で適宜選定することができる。また、隣り合うレンズ６５の間の距離（任意のレンズの中心から隣りのレンズの中心までの距離；ピッチ）Ｌ２は、光ファイバ素線の外径Ｌ３と同じであることが好ましい。ピッチＬ２としては、例えば、１２５μｍ〜２５０μｍの範囲で光ファイバ素線の外径Ｌ３に合わせて選択すればよい。レンズ６５をこのようなピッチＬ２とすることにより、テープ状光ファイバを光ファイバ素線に分離せずにそのまま挿入しても、テープ状光ファイバ内の光ファイバ９１のコアのピッチを高精度にレンズのピッチに合わせることができる。

図１０（ａ）は、図６に示す本発明の第３の実施の形態に係る光ファイバ接続部品の変形例を示す断面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のＦ方向から見た上面図である。また、図１１は、図１０に示す光ファイバ接続部品の変形例を示す上面図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示した光ファイバ接続部品６１においては、複数のレンズ６５が並列に配置された部分に対して光ファイバ接続部品本体６２の内部に挿通孔６４を１つ形成したもので説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０（ａ）、（ｂ）示した光ファイバ接続部品のように、複数の挿通孔６４ａ、６４ｂを形成し、この挿通孔６４ａ、６４ｂの端面に対向するように複数のレンズ６５ａ、６５ｂのそれぞれを並列に配置したものであってもよい。

また、図１１に示すように、溝部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄと、この溝部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄと連通する複数の挿通孔６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄと、この挿通孔６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄの端面に対向するように形成された複数のレンズ６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄを有する光ファイバ接続部品であってもよい。

図１０、図１１のような光ファイバ接続部品とすることにより、複数本のテープ状光ファイバを適用することができる。つまり、図１０では、２本、図１１では、４本のテープ状光ファイバを光ファイバ接続部品本体の内部に挿通し、固定配置させることができる。

本発明の各実施の形態では、光ファイバ接続部品の内部において、光ファイバが曲げられた状態で固定配置される場合がある。このため、図１３に示す光ファイバの直径と曲げ歪みの関係から、各実施の形態の光ファイバ接続部品では、φ５ｍｍの曲げ状態を考慮して機械的な曲げ耐性を有する石英直径１００μｍ以下の光ファイバ（伸び量２％以下の光ファイバ）を適用することが好ましい。また、図１４に示す光ファイバにおけるコア−クラッド間の非屈折率差と曲げ損失の関係から、光学的な曲げ耐性を有するコア−クラッド間の比屈折率差が１．５％以上光ファイバ（曲げ損失１ｄＢ以下の光ファイバ）が好ましく、例えば、マルチモード光ファイバを用いることが好ましい。

また、本発明の各実施の形態では、光ファイバ切断時のコアの軸ズレや曲げ応力印加時のコアの軸ズレを防止すべく、光ファイバの被覆材は、ヤング率が１００ＭＰａ以上３ＧＰａ以下であることが好ましい。テープ状光ファイバの被覆材についても光ファイバの被覆材と同様に、ヤング率が１００ＭＰａ以上３ＧＰａ以下であることが好ましい。

以上、本発明の各実施の形態を説明したが、上記に記載した各実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、各実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１ 光ファイバ接続部品
２ 光ファイバ接続部品本体
３ 溝部
４ 挿通孔
５ レンズ
６ 上面
７ 接続面
８ 端面
９ テープ状光ファイバ
１０ 基板
１１ 光素子
１２ 取付け部材
１３ レンズ基板

Claims (3)

1. 石英ガラスからなり、直径１００μｍ以下、φ５ｍｍの曲げにしたときの外周部における伸び量２％以下、比屈折率差１．５％以上及びヤング率が１００ＭＰａ以上３ＧＰａ以下の被覆材で被覆されてなる光ファイバの端面を基板上の光素子へ接続させる光ファイバ接続部品であって、
   前記基板に対して水平な接続面を有する光ファイバ接続部品本体と、
   前記光ファイバ接続部品本体の内部に、前記光ファイバの断面と同等の内面形状を有し、前記光ファイバの外形と同等あるいはそれよりも若干大きい程度の大きさの内形を有して前記接続面に対して垂直に形成され、前記光ファイバの一端を挿通させる挿通孔とを備え、
   前記挿通孔は、前記接続面に対向する面側に対して開口されると共に、前記接続面まで貫通形成され、
   前記光ファイバ接続部品本体は、前記接続面に対して垂直な側面から前記挿通孔へ湾曲して連通する溝部を有し、前記溝部は、前記接続面に対して垂直な側面側が前記接続面側に向かって傾斜していることを特徴とする光ファイバ接続部品。
2. 前記光ファイバ接続部品本体は、前記溝部が前記挿通孔の両側に形成されている請求項１に記載の光ファイバ接続部品。
3. 前記光ファイバ接続部品本体は、前記挿通孔が複数形成されている請求項１または２に記載の光ファイバ接続部品。

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