JP6513583B2 - Optical fiber side input / output device and method of manufacturing the same - Google Patents

Optical fiber side input / output device and method of manufacturing the same Download PDF

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Description

本発明は、曲げた光ファイバの側方から光を入出力する光ファイバ側方入出力装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an optical fiber side input / output device that inputs and outputs light from the side of a bent optical fiber and a method of manufacturing the same.

光ファイバを切断することなく光信号を前記光ファイバに入出力する技術として、既設の光ファイバ(被入力側光ファイバ)に曲げを与え、この曲げ部位に側面から別の光ファイバ(プローブ光ファイバ)を対向させ、当該プローブ光ファイバの先端部から光信号を入射すると共に、被入力側光ファイバから出射される光信号をプローブ光ファイバの先端部で受光する光ファイバ側方入出力技術が検討されている。   As a technique for inputting and outputting an optical signal to the optical fiber without cutting the optical fiber, the existing optical fiber (input-side optical fiber) is bent, and another bent optical fiber (probe optical fiber is provided at the bent portion) Optical fiber side-way input / output technology for receiving an optical signal from the tip of the probe optical fiber and receiving the optical signal emitted from the input-side optical fiber at the tip of the probe optical fiber It is done.

光ファイバ側方入出力装置の製造方法として、第1の関連技術にあるように、凹型ブロックに形成した凹曲面部と凸型ブロックの突出部とにより光ファイバを挟み込むことで光ファイバに曲げ部を形成し、凹型ブロックに形成した空隙部に紫外線硬化樹脂を充填し、空隙部にプローブ光ファイバを挿入して曲げ部に対する位置合わせを行い、最後に空隙部内の紫外線硬化樹脂に対し紫外線光を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させてプローブ光ファイバを固定する製造方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。   As a method of manufacturing an optical fiber side-to-side input / output device, as in the first related art, a bent portion is formed on an optical fiber by sandwiching an optical fiber with a concave surface portion formed in a concave block and a projecting portion of a convex block. The void formed in the concave block is filled with ultraviolet curing resin, the probe optical fiber is inserted into the void, alignment with respect to the bent portion is performed, and finally the ultraviolet light is applied to the ultraviolet curing resin in the void. A manufacturing method has been proposed in which the probe optical fiber is fixed by irradiating it and curing the ultraviolet curing resin (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、第1の関連技術で示された方法では、プローブ光ファイバを固定後、入出力効率が劣化してしまう問題がある。入出力効率の劣化の理由は、第2の関連技術に示されるように、プローブ光ファイバが数μm程度ずれるだけで入出力効率が著しく劣化してしまうため、紫外線硬化樹脂が硬化する過程での収縮によりプローブ光ファイバが最適位置からずれてしまうからである(例えば、非特許文献1を参照)。   However, in the method described in the first related art, there is a problem that the input / output efficiency is degraded after the probe optical fiber is fixed. The reason for the degradation of the input / output efficiency is that, as shown in the second related art, the input / output efficiency is significantly degraded only by the deviation of about several μm of the probe optical fiber. This is because the probe optical fiber deviates from the optimum position due to the contraction (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開2015−57628「光ファイバ側方入出力装置の製造方法」、日本電信電話株式会社JP-A-2015-57628 "Method of manufacturing optical fiber side input / output device", Nippon Telegraph and Telephone Corporation

「ローカル光入出力器のプローブファイバ位置固定精度に関する検討」,川野 他,信学技報,OFT,光ファイバ応用技術114(269), 29−32, 2014−10−16."Study on the position fixing accuracy of the local optical I / O device," Kawano et al., Shinbun Technical Report, OFT, Applied Technology of Optical Fiber 114 (269), 29-32, 2014-10-16. http://www.technohands.co.jp/products/um−tula.htmlhttp: // www. technohands. co. jp / products / um-tula. html

そこで、本発明の目的は、光ファイバ側方入出力装置において、入出力効率の劣化なくプローブ光ファイバの位置固定を行うことを可能とする光ファイバ側方入出力装置の製造方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical fiber side input / output device that enables position fixing of a probe optical fiber without deterioration of input / output efficiency in an optical fiber side input / output device. It is in.

前記課題を解決するために、本発明は、推定したずれ方向に推定したずれ量だけプローブ光ファイバを移動させて、紫外線を照射させることで、紫外線硬化型樹脂が硬化した時にプローブ光ファイバを最適位置に固定することを目的とする。   In order to solve the above problems, the present invention moves the probe optical fiber by the estimated displacement amount in the estimated displacement direction and irradiates the ultraviolet light, thereby optimizing the probe optical fiber when the ultraviolet curable resin is cured. The purpose is to fix in position.

上記目的を達成するため、本発明では、プローブ光ファイバの先端をブロック化することで接触面を拡大させたプローブ光ファイバを、紫外線硬化樹脂を充填した光ファイバ側方入出力装置の凹型ブロックのプローブ光ファイバ嵌合部分に嵌合させ、プローブ光ファイバを結合効率が最大になるように位置合わせを行う。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a probe optical fiber whose contact surface is enlarged by blocking the tip of the probe optical fiber is a concave block of an optical fiber side input / output device filled with an ultraviolet curing resin. The probe optical fiber is fitted to the fitting portion, and the probe optical fiber is aligned to maximize the coupling efficiency.

具体的には、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、
凹曲面部を有する凹型ブロックと、
突出部を有し、側方から光を入出力する曲げ光ファイバを前記凹型ブロックの凹曲面部と前記突出部で挟み込む凸型ブロックと、
前記曲げ光ファイバと光の入出力を行うプローブ光ファイバを保持し、前記プローブ光ファイバの光軸方向を規定して前記凹型ブロックに固定可能な固定ブロックと、を備える。
Specifically, the optical fiber side input / output device according to the present invention is
A concave block having a concave surface portion,
A convex block in which a bending optical fiber having a projection and which inputs and outputs light from the side is sandwiched between the concave surface of the concave block and the projection;
And a fixing block that holds the bending optical fiber and a probe optical fiber that performs light input / output, defines an optical axis direction of the probe optical fiber, and can be fixed to the concave block.

具体的には、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法は、
本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法であって、
プローブ光ファイバを固定ブロックで光軸方向の位置を規定して固定しプローブ光ファイバブロックを形成する形成工程と、
前記プローブ光ファイバブロックと、凹型ブロックの底面及び側面とが接する接触面に接着剤を塗布し、予め決定した調整値に応じて前記プローブ光ファイバブロックを配置し、前記接着剤で前記プローブ光ファイバブロック及び前記凹型ブロックを固定する固定工程と、を行う。
Specifically, a method of manufacturing an optical fiber side input / output device according to the present invention is
A method of manufacturing an optical fiber side input / output device according to the present invention, comprising
Forming a probe optical fiber block by defining and fixing the position of the probe optical fiber in the direction of the optical axis with a fixing block;
An adhesive is applied to the contact surface where the probe optical fiber block and the bottom surface and the side surface of the concave block are in contact, the probe optical fiber block is disposed according to a predetermined adjustment value, and the probe optical fiber is used with the adhesive. And fixing the block and the concave block.

本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法では、
前記接着剤は、
紫外線硬化樹脂を用いてもよい。
In the method of manufacturing an optical fiber side input / output device according to the present invention,
The adhesive is
An ultraviolet curable resin may be used.

本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法では、
光ファイバを凹型ブロック及び凸型ブロックで挟み込み曲げ光ファイバを形成する曲げ工程と、
前記曲げ光ファイバ及び前記プローブ光ファイバ間で入出力する光信号の結合効率が最大となるように予め推定した調整値に応じて、位置ずれ方向の逆方向に前記プローブ光ファイバを配置するとともに前記紫外線硬化樹脂を塗布する配置工程と、
前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して固定化する照射工程と、を行ってもよい。
In the method of manufacturing an optical fiber side input / output device according to the present invention,
Bending the optical fiber between a concave block and a convex block to form a bent optical fiber;
The probe optical fiber is disposed in the direction opposite to the misregistration direction according to the adjustment value estimated beforehand so that the coupling efficiency of the optical signal input / output between the bending optical fiber and the probe optical fiber is maximized. A placement step of applying a UV curable resin,
And an irradiation step of irradiating the ultraviolet curing resin with ultraviolet light to fix it.

本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法では、
前記プローブ光ファイバが位置ずれした場合において、前記曲げ光ファイバ及び前記プローブ光ファイバ間の結合効率の低下量を測定する測定工程と、
前記プローブ光ファイバを結合効率が最大となるように調心し、前記配置工程で塗布した前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して固定化する照射工程と、
結合効率の低下量からプローブ光ファイバのずれ量を調整値として推定する推定工程と、を行ってもよい。
In the method of manufacturing an optical fiber side input / output device according to the present invention,
Measuring the amount of decrease in coupling efficiency between the bending optical fiber and the probe optical fiber when the probe optical fiber is displaced;
An irradiation step of centering the probe optical fiber so as to maximize coupling efficiency, and irradiating the ultraviolet curing resin applied in the disposing step to fix the ultraviolet curing resin;
And the estimation step of estimating the shift amount of the probe optical fiber as the adjustment value from the decrease amount of the coupling efficiency.

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。   The above inventions can be combined as much as possible.

本発明によれば、推定したずれ方向に推定したずれ量だけプローブ光ファイバを移動させて、紫外線を照射させることで、紫外線硬化型樹脂が硬化した時にプローブ光ファイバを最適位置に固定することができる。また、固定時の位置ずれ方向および位置ずれ量を推定し、逆方向に補正することで、入出力効率の劣化なくプローブ光ファイバの位置固定を行うことができる。   According to the present invention, the probe optical fiber is moved in the estimated displacement direction by moving the probe optical fiber by the estimated displacement amount, and the ultraviolet light is irradiated to fix the probe optical fiber at the optimum position when the ultraviolet curable resin is cured. it can. Further, by estimating the direction of displacement and the amount of displacement at the time of fixation and correcting in the opposite direction, the position of the probe optical fiber can be fixed without deterioration of the input / output efficiency.

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の上面図の一例を示す。An example of the top view of the optical fiber side input-output device concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る単心線の被曲げ光ファイバを備える光ファイバ側方入出力装置の側面図の一例を示す。An example of the side view of an optical fiber side input-output device provided with the bending optical fiber of the single-fiber core which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る4心テープファイバを備える光ファイバ側方入出力装置の側面図の一例を示す。An example of the side view of the optical fiber side way input-output device provided with the 4 core tape fiber which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る凸型ブロックの構成図の一例を示す。An example of the block diagram of the convex block which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る凹型ブロックの構成図の一例を示す。An example of the block diagram of the concave block which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る単心線の被曲げファイバを用いてブロック化した上面図と側面図の一例を示す。An example of the top view and the side view which were block-ized using the to-be-bent fiber of the single core wire which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る4心テープファイバの被曲げファイバを用いてブロック化した上面図と側面図の一例を示す。An example of the top view and side view which were block-ized using the to-be-bent fiber of 4 core tape fiber which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の構成条件の一例を示す。An example of the configuration conditions of the optical fiber side input / output device concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の構成条件の一例を示す。An example of the configuration conditions of the optical fiber side input / output device concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の上面図と側面図の一例を示す。An example of a top view and a side view of an optical fiber side way input-output device concerning this embodiment is shown. 最適位置からのZ軸方向のずれ量μmと結合効率の低下量dbとの関係を示す。The relationship between the shift amount μm in the Z-axis direction from the optimum position and the decrease amount db of the coupling efficiency is shown. 本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置における結合効率の測定方法の一例を示す。An example of the measuring method of the coupling efficiency in the optical fiber side input-output device which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置におけるプローブ光ファイバの固定化の一例を示す。An example of fixation of the probe optical fiber in the optical fiber side input-output apparatus which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置におけるプローブ光ファイバの固定結果の一例を示す。An example of a fixed result of a probe optical fiber in an optical fiber sideways input-output device concerning this embodiment is shown.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. These implementation examples are merely illustrative, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. In the present specification and drawings, components having the same reference numerals denote the same components.

(実施形態1)
本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の上面図を図1に示す。光ファイバ側方入出力装置は、凹型ブロック11と、凸型ブロック12と、紫外線硬化樹脂14と、固定ブロック15と、プローブ光ファイバ16と、を備える。光ファイバ側方入出力装置の具体的な機能を以下に説明する。
(Embodiment 1)
A top view of the optical fiber side input / output device according to the present embodiment is shown in FIG. The optical fiber side input / output device includes a concave block 11, a convex block 12, an ultraviolet curing resin 14, a fixing block 15, and a probe optical fiber 16. Specific functions of the optical fiber side input / output device will be described below.

光ファイバ側方入出力装置では、凹型ブロック11及び凸型ブロック12を用いて、被曲げ光ファイバ13を挟み込むことで所望の曲げ形状を形成する。凹型ブロック11及び凸型ブロック12には、所望の曲げ形状となるように曲面部を有する。凹型ブロック11は、ブロック化されたプローブ光ファイバ16を設置するためのザグリを有する。ザグリは、固定ブロック15との嵌合部分となる。ザグリは、推定したずれ方向及び量だけ固定ブロック15を移動可能である。   In the optical fiber sideward input-output device, the concave block 11 and the convex block 12 are used to form the desired bending shape by sandwiching the optical fiber 13 to be bent. The concave block 11 and the convex block 12 have curved portions so as to have a desired bending shape. The concave block 11 has a counterbore for installing the blocked probe optical fiber 16. The counterbore is a fitting portion with the fixed block 15. The counterbly can move the fixed block 15 by the estimated displacement direction and amount.

凹型ブロック11には、使用波長帯域において透明であるアクリルやポリカーボネートをはじめとした光学プラスチックや石英ガラス、かつ紫外線硬化樹脂14で接着可能である材料を用いることが望ましい。ブロック化されたプローブ光ファイバ16は被曲げファイバ13からの漏洩光を最も多く受光できる位置に設置し、紫外線硬化樹脂14により凹型ブロック11の底面に固定する。   For the concave block 11, it is desirable to use a material that can be bonded with an optical plastic or quartz glass, such as acrylic or polycarbonate, which is transparent in the used wavelength range, and an ultraviolet curing resin 14. The blocked probe optical fiber 16 is placed at a position where it can receive most of the leaked light from the bent fiber 13, and is fixed to the bottom of the concave block 11 by the ultraviolet curing resin 14.

紫外線硬化樹脂14は、図1のようにブロック化されたプローブ光ファイバ16と凹型ブロック11の側面の間、およびブロック化されたプローブ光ファイバ16と凹型ブロック11の底面の間にのみ充填(塗布)する。   The UV curable resin 14 is filled only between the side of the blocked probe optical fiber 16 and the side of the recessed block 11 as shown in FIG. 1 and between the blocked probe optical fiber 16 and the bottom of the recessed block 11 (application ).

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の側面図を図2及び3を用いて説明する。図2は、単心線の被曲げ光ファイバ13を備える光ファイバ側方入出力装置の側面図を示す。図3は、4心テープファイバの被曲げ光ファイバ13を備える光ファイバ側方入出力装置の側面図を示す。   A side view of an optical fiber side input / output device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a side view of an optical fiber side input / output device comprising a single-fiber bent optical fiber 13. FIG. 3 shows a side view of an optical fiber side input / output device comprising a to-be-bent optical fiber 13 of four-core tape fiber.

図2及び3に示す光ファイバ側方入出力装置は、凹型ブロック11と、凸型ブロック12と、被曲げ光ファイバ13と、紫外線硬化樹脂14と、固定ブロック15と、プローブ光ファイバ16と、ガイドレール19と、土台21と、を備える。図2及び3に示す光ファイバ側方入出力装置を以下に説明する。   The optical fiber side input / output device shown in FIGS. 2 and 3 includes a concave block 11, a convex block 12, a bent optical fiber 13, an ultraviolet curing resin 14, a fixing block 15, and a probe optical fiber 16; A guide rail 19 and a base 21 are provided. The optical fiber side input / output device shown in FIGS. 2 and 3 will be described below.

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置では、凹型ブロック11には被曲げ光ファイバ13を所定の高さに導くように予め案内溝が設けられている。これにより、プローブ光ファイバ16を凹型ブロック11に固定した後も、被曲げ光ファイバ13とプローブ光ファイバ16の高さ方向の軸を一致させることができる。凹型ブロック11の底面に隣接したガイドレール19により、凸型ブロック12は図の左右方向に可動であり、被曲げ光ファイバ13を挟み込んだり、開放することができる。   In the optical fiber side input / output device according to the present embodiment, the concave block 11 is provided with a guide groove in advance so as to guide the bent optical fiber 13 to a predetermined height. Thus, even after the probe optical fiber 16 is fixed to the concave block 11, the axes in the height direction of the bendable optical fiber 13 and the probe optical fiber 16 can be made to coincide with each other. By means of the guide rails 19 adjacent to the bottom surface of the concave block 11, the convex block 12 is movable in the lateral direction of the drawing, and can hold or bend the optical fiber 13 to be bent.

図3に示すように、被曲げ光ファイバ13が4心テープファイバの場合は、プローブ光ファイバ16を所定の間隔で4本配置した4心ファイバアレイを凹型ブロック11に固定する。紫外線硬化樹脂14は、図2及び3のように固定ブロック15を用いてブロック化されたプローブ光ファイバ16と凹型ブロック11の側面および底面の間にのみ充填する。   As shown in FIG. 3, when the optical fiber 13 to be bent is a four-core tape fiber, a four-core fiber array in which four probe optical fibers 16 are arranged at predetermined intervals is fixed to the concave block 11. The ultraviolet curing resin 14 is filled only between the side surface and the bottom surface of the probe optical fiber 16 blocked with the fixing block 15 as shown in FIGS. 2 and 3 and the concave block 11.

これにより、紫外線硬化樹脂14の収縮によるプローブ光ファイバ16の位置ずれが高さ方向およびプローブ光ファイバ16の長手方向(図中右方向)のみと考えてよくなり、調整値として用いる位置ずれ方向および位置ずれ量の推定が容易になる。凹型ブロック11の底面とブロック化されたプローブ光ファイバ16の隙間の高さ方向の長さは短いほうが望ましい。これは、短いほうが紫外線硬化樹脂14の硬化収縮による位置ずれ量を低減できるからである。なお、紫外線硬化樹脂14は光透過率が高く、硬化収縮率が小さいものが望ましい。   As a result, the positional deviation of the probe optical fiber 16 due to the contraction of the ultraviolet curing resin 14 may be considered only in the height direction and the longitudinal direction of the probe optical fiber 16 (right direction in the figure). It becomes easy to estimate the displacement amount. The length in the height direction of the gap between the bottom surface of the concave block 11 and the blocked probe optical fiber 16 is preferably short. This is because the shorter one can reduce the amount of misalignment due to the cure shrinkage of the ultraviolet curable resin 14. The UV curable resin 14 desirably has a high light transmittance and a low cure shrinkage.

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置における凸型ブロック12及び凹型ブロック11の構成図をそれぞれ図4及び5を用いて説明する。図4は、凸型ブロック12の上面図として(a)に示し、単心線の被曲げ光ファイバ13を用いる場合の側面図として(b)に示し、4心テープファイバの被曲げ光ファイバ13を用いる場合の側面図として(c)に示した。図5は、凹型ブロック11の上面図として(d)に示し、側面図として(e)に示した。   The configuration diagrams of the convex block 12 and the concave block 11 in the optical fiber side input / output device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5, respectively. FIG. 4 is shown in (a) as a top view of the convex block 12 and in (b) as a side view in the case of using a single-fiber bent optical fiber 13, wherein the bent optical fiber 13 of a four-core tape fiber is shown. (C) is shown as a side view in the case of using. FIG. 5 is shown in (d) as a top view of the concave block 11 and in (e) as a side view.

固定ブロック15を用いたプローブ光ファイバ16のブロック化について、図6及び7を用いて以下に説明する。図6はプローブ光ファイバ16が単心線の場合における上面図(f)と側面図(g)を示し、図7はプローブ光ファイバ16が4心テープファイバの場合における上面図(h)と側面図(i)を示す。以上に示した固定ブロック15を用いてプローブ光ファイバ16をブロック化することで、紫外線硬化樹脂14との接触面を多くすることで強度を向上させ、またプローブ光ファイバ16自体の補強することができる。   Blocking of the probe optical fiber 16 using the fixing block 15 will be described below with reference to FIGS. 6 and 7. 6 shows a top view (f) and a side view (g) in the case where the probe optical fiber 16 is a single cored wire, and FIG. 7 shows a top view (h) and a side view in the case where the probe optical fiber 16 is a four-core tape fiber. Figure (i) is shown. By blocking the probe optical fiber 16 using the fixing block 15 described above, the strength can be improved by increasing the contact surface with the ultraviolet curing resin 14, and the probe optical fiber 16 itself can be reinforced. it can.

ここで、本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法を説明する。
1:固定時の位置ずれ方向および位置ずれ量を推定する。
2:1で推定した位置ずれ方向の逆方向に、推定した位置ずれ量だけ位置ずれさせた状態で紫外線硬化樹脂14を固定する。
これにより、固定後プローブ光ファイバは紫外線硬化樹脂14の収縮により結合効率が最大となる最適な位置に移動し、結合効率の劣化の小さい装置を製造可能である。
Here, a method of manufacturing the optical fiber side input / output device according to the present embodiment will be described.
1: Estimate the direction of misalignment and the amount of misalignment when fixed.
The ultraviolet curing resin 14 is fixed in the opposite direction of the positional deviation direction estimated in 2: 1 in the state of being displaced by the estimated positional deviation amount.
As a result, after fixation, the probe optical fiber moves to the optimum position where the coupling efficiency is maximized by the contraction of the ultraviolet curing resin 14, and it is possible to manufacture a device with a small deterioration of the coupling efficiency.

以下に固定時の位置ずれ方向および位置ずれ量の推定方法を説明する。
1.被曲げ光ファイバ13を凹型ブロック11及び凸型ブロック12で挟み込み曲げを形成する。
2.ブロック化したプローブ光ファイバ16を結合効率が最大となるように位置合わせを行う。
3.プローブ光ファイバ16がずれうる方向へ位置ずれした時の結合効率の低下量を測定する。
4.プローブ光ファイバ16を結合効率が最大となるように位置合わせし、紫外線硬化樹脂14を照射して固定化する。
5.結合効率の低下量からプローブ光ファイバ16のずれ量を推定する。
The estimation method of the displacement direction and the displacement amount at the time of fixation will be described below.
1. The bent optical fiber 13 is sandwiched between the concave block 11 and the convex block 12 to form a bend.
2. The blocked probe optical fibers 16 are aligned to maximize coupling efficiency.
3. The amount of decrease in coupling efficiency when the probe optical fiber 16 is displaced in the direction in which it can be displaced is measured.
4. The probe optical fiber 16 is positioned so as to maximize the coupling efficiency, and the ultraviolet curing resin 14 is irradiated and fixed.
5. The shift amount of the probe optical fiber 16 is estimated from the decrease amount of the coupling efficiency.

(実施形態2)
本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の具体的な構成条件の一例を図8及び9を用いて以下に説明する。凹型ブロック11及び凸型ブロック12の曲面部の曲げ半径および角度は、1.825mm、90度とする。被曲げ光ファイバ13には、直径0.25mmの単心線を用いる。凹型ブロック11の材料はポリカーボネートを用いてもよい。凹型ブロック11に備わるザグリは、固定ブロック15に保持されているプローブ光ファイバ16の光軸方向が維持されるよう、プローブ光ファイバ16の光軸と垂直な平坦面を有する。図8中におけるザグリの平坦面の角度θは、例えば37度とする。
Second Embodiment
An example of the specific configuration conditions of the optical fiber side input / output device according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. The bending radius and angle of the curved surface portion of the concave block 11 and the convex block 12 are 1.825 mm and 90 degrees. As the optical fiber 13 to be bent, a single core of 0.25 mm in diameter is used. The material of the concave block 11 may be polycarbonate. The counterbore provided in the concave block 11 has a flat surface perpendicular to the optical axis of the probe optical fiber 16 so that the optical axis direction of the probe optical fiber 16 held by the fixing block 15 is maintained. The angle θ of the flat surface of the counterbore in FIG. 8 is, for example, 37 degrees.

プローブ光ファイバ16は、単一モードファイバの先端に屈折率分布型レンズが接続されたものを用いており、レンズ径0.125mm、ビームウエスト径25μm、ビームウエスト距離1mmのものを用いた。固定ブロック15として機能するプローブ光ファイバ補強用ブロックにはアクリルを用いた。図9に示すように、補強用ブロックと凹型ブロック11底面との間隔は0.5mmになるよう設計した。紫外線硬化樹脂14には、光透過率92%、硬化収縮率4%のものを用いた。   As the probe optical fiber 16, a single-mode fiber with a gradient index lens connected to the tip is used, and a lens diameter of 0.125 mm, a beam waist diameter of 25 μm, and a beam waist distance of 1 mm are used. Acrylic was used for the probe optical fiber reinforcing block that functions as the fixing block 15. As shown in FIG. 9, the distance between the reinforcing block and the bottom of the concave block 11 was designed to be 0.5 mm. The UV curable resin 14 used had a light transmittance of 92% and a cure shrinkage of 4%.

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置におけるプローブ光ファイバ16の固定時の位置ずれ方向及び位置ずれ量の推定についてそれぞれ図10及び11を用いて以下に説明する。図10には、光ファイバ側方入出力装置の上面図として(j)に示し、側面図として(k)に示した。   The estimation of the direction of displacement and the amount of displacement when the probe optical fiber 16 is fixed in the optical fiber lateral input / output device according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 10 and 11, respectively. In FIG. 10, (j) is shown as a top view of the optical fiber side input / output device, and (k) is shown as a side view.

位置ずれ方向の推定について、本実施形態として挙げている光ファイバ側方入出力装置では、補強ブロックの位置ずれ方向はZ軸の負の方向であるとみなしてよい。なぜなら、UV硬化樹脂がY軸方向に対して左右対称となるように充填されている点と、X方向については補強ブロックを凹型ブロックの側面に10μm以下となるように十分近づけているため、収縮量は0.1μmであり無視できる点と、が挙げられる。   With regard to the estimation of the displacement direction, in the optical fiber side input / output device mentioned as the present embodiment, the displacement direction of the reinforcing block may be regarded as the negative direction of the Z axis. This is because the UV curing resin is filled so as to be symmetrical with respect to the Y-axis direction, and the reinforcing block is sufficiently close to 10 μm or less to the side surface of the concave block in the X direction, so shrinkage occurs. The amount is 0.1 μm and can be ignored.

また、φ方向についても凹型ブロックの側面と補強ブロックは垂直になるように設計されているため変動せず、紫外線硬化樹脂14は硬化後収縮するためZ軸の負の方向に変動する点があるためである。   In addition, the side faces of the concave block and the reinforcing block are designed to be perpendicular also in the φ direction, so they do not change, and there is a point that the ultraviolet curing resin 14 changes in the negative direction of the Z axis because it shrinks after curing It is for.

図11には、最適位置からのZ軸方向のずれ量μmと結合効率の低下量dbとの関係を示した。図11は、位置ずれ量の推定において、固定前に位置ずれ方向(本実施形態ではZ軸方向)へ位置ずれさせたときの結合効率の低下量を測定した。測定後、結合効率が最大となる位置にプローブ光ファイバ16を調心し、紫外線光を照射し、紫外線硬化樹脂14を硬化させて固定化した。   FIG. 11 shows the relationship between the shift amount μm in the Z-axis direction from the optimum position and the decrease amount db of the coupling efficiency. In FIG. 11, in the estimation of the positional displacement amount, the amount of decrease in coupling efficiency was measured when the positional displacement was made in the positional displacement direction (in the present embodiment, in the Z-axis direction) before fixing. After the measurement, the probe optical fiber 16 was aligned at a position where the coupling efficiency is maximized, and was irradiated with ultraviolet light to cure and fix the ultraviolet curing resin 14.

その結果、固定後の結合効率は、固定前と比較して1.8dB程度低下した。結合効率の低下量が1.8dBであるため、図11に示すように、Z軸方向に―6μm変位したと推定できる(紫外線硬化樹脂14の硬化収縮率をもとに算出した変位量は−6.8μmであり、計算結果ともほぼ一致する)。   As a result, the coupling efficiency after fixation was reduced by about 1.8 dB as compared to that before fixation. Since the amount of decrease in coupling efficiency is 1.8 dB, as shown in FIG. 11, it can be estimated that the displacement by −6 μm in the Z-axis direction (the displacement calculated based on the cure shrinkage of the ultraviolet curable resin 14 is − It is 6.8 μm and almost agrees with the calculation result).

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置における結合効率の測定方法の一例を図12を用いて以下に説明する。図12における光ファイバ側方入出力装置において、被曲げ光ファイバ13端には光源22が接続され、プローブ光ファイバ16にはパワーメータ23が接続されている。図12に示すようにプローブ光ファイバ16を動かし、パワーメータ23で受光する光のパワーが最大となるように調心する。調心方法は、市販の超音波リニアアクチュエータなどを用いることで1μm程度の分解能でプローブ光ファイバを動かす。   An example of a method of measuring the coupling efficiency in the optical fiber side input / output device according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. In the optical fiber sideward input / output device in FIG. 12, the light source 22 is connected to the end of the optical fiber 13 to be bent, and the power meter 23 is connected to the probe optical fiber 16. As shown in FIG. 12, the probe optical fiber 16 is moved, and alignment is performed so that the power of light received by the power meter 23 is maximized. The alignment method moves the probe optical fiber with a resolution of about 1 μm by using a commercially available ultrasonic linear actuator or the like.

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置におけるプローブ光ファイバ16の固定化について図13を用いて以下に説明する。図13に示すように、上述で推定した位置ずれ量をもとに、新たな凹型ブロック11及び凸型ブロック12およびブロック化したプローブ光ファイバ16を用意し、補強用ブロックをZ軸方向に+6μmだけ位置ずれさせた状態で紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂14を硬化させて固定化する。   Immobilization of the probe optical fiber 16 in the optical fiber side input / output device according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 13, based on the positional displacement amount estimated above, a new concave block 11, convex block 12 and blocked probe optical fiber 16 are prepared, and the reinforcing block is arranged in the Z axis direction +6 μm. Ultraviolet rays are irradiated in a state where only the position is shifted, and the ultraviolet curing resin 14 is cured and fixed.

Z軸方向に+6μm位置ずれさせると、凹型ブロック11の底面から補強用ブロックの間隔が6μm増加し506μmとなり、硬化収縮による位置ずれが増加すると考えられるが、硬化収縮による位置ずれ量は間隔が500μmの場合と比べて0.1μm以下であるため、無視できる。   When the +6 μm position is deviated in the Z-axis direction, the distance between the reinforcement block and the bottom of the concave block 11 is increased by 6 μm to 506 μm, and the position deviation due to curing shrinkage is considered to increase. Since it is 0.1 μm or less compared to the case of, it can be ignored.

本実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置におけるプローブ光ファイバ16の固定化結果について図14を用いて以下に説明する。プローブ光ファイバ16の固定の結果、固定後の結合効率は、最適位置に調心したときと比較して低下量が0.1dB以下であった。本実施形態の製造方法により製造した光ファイバ側方入出力装置で結合効率を10回測定した結果、平均値は、最適位置に調心したときの結合効率とほぼ同等であった。   The immobilization result of the probe optical fiber 16 in the optical fiber side input / output device according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. As a result of fixation of the probe optical fiber 16, the coupling efficiency after fixation had a decrease of 0.1 dB or less compared to when it was centered at the optimum position. As a result of measuring the coupling efficiency 10 times with the optical fiber lateral input / output device manufactured by the manufacturing method of the present embodiment, the average value was almost equal to the coupling efficiency when aligned to the optimum position.

具体的には、図14は、固定化中(紫外線照射中)の結合効率の時間推移を示す。図14中の「A.」では、紫外線硬化樹脂14の硬化と共にZ軸方向に―6μm移動するため最適位置に戻り、最適位置に調心したときの結合効率に収束している。また、図14中の「B.」では、Z軸方向に+6μm移動させたときの結合効率を示す。   Specifically, FIG. 14 shows the time course of the coupling efficiency during immobilization (during UV irradiation). In “A.” in FIG. 14, the UV curable resin 14 is moved by −6 μm in the Z-axis direction along with the curing of the UV curable resin 14 so that it returns to the optimum position and converges to the coupling efficiency when aligned to the optimum position. Further, “B.” in FIG. 14 shows the coupling efficiency when moved by +6 μm in the Z-axis direction.

なお、上述した本実施形態は、一例である。凹型ブロック11及び凸型ブロック12の寸法や材料、プローブ光ファイバ16により、位置ずれ量や方向が異なるが、実施形態と同様の手順および方法で固定化可能である。4心テープファイバでも実施形態と同様の手順および方法で固定化可能である。紫外線硬化樹脂14以外の接着剤においても適用可能である。   The above-described embodiment is an example. Although the displacement amount and direction differ depending on the dimensions and materials of the concave block 11 and the convex block 12 and the probe optical fiber 16, they can be fixed by the same procedure and method as in the embodiment. The four-core tape fiber can be immobilized by the same procedure and method as the embodiment. It is applicable also to adhesives other than ultraviolet curing resin 14.

本発明は情報通信産業に適用することができる。   The present invention can be applied to the information communication industry.

11:凹型ブロック
12:凸型ブロック
13:被曲げ光ファイバ
14:紫外線硬化樹脂
15:固定ブロック
16:プローブ光ファイバ
19:ガイドレール
21:土台
22:光源
23:パワーメータ
11: concave block 12: convex block 13: bent optical fiber 14: ultraviolet curing resin 15: fixed block 16: probe optical fiber 19: guide rail 21: base 22: light source 23: power meter

Claims (4)

凹曲面部及びザグリを有する凹型ブロックと、
突出部を有し、側方から光を入出力する曲げ光ファイバを前記凹型ブロックの凹曲面部と前記突出部で挟み込む凸型ブロックと、
前記曲げ光ファイバと光の入出力を行うプローブ光ファイバを保持し、前記プローブ光ファイバの光軸方向を規定して前記凹型ブロックの前記ザグリに嵌合される固定ブロックと、
を備え
前記凹型ブロックの前記ザグリは、前記プローブ光ファイバの光軸方向に平行な底面及び前記プローブ光ファイバの光軸方向に垂直な平坦面を有し、
前記固定ブロックは、先端が前記平坦面に突き当てられ、
前記プローブ光ファイバの光軸方向において、前記固定ブロックの両側に接着剤が均等に充填されていることを特徴とする光ファイバ側方入出力装置。
A concave block having a concave surface portion and a counterbore ,
A convex block in which a bending optical fiber having a projection and which inputs and outputs light from the side is sandwiched between the concave surface of the concave block and the projection;
A fixed block which holds the bending optical fiber and a probe optical fiber that performs light input / output, defines an optical axis direction of the probe optical fiber, and is fitted to the counterbore of the concave block;
Equipped with
The counterbore of the concave block has a bottom surface parallel to the optical axis direction of the probe optical fiber and a flat surface perpendicular to the optical axis direction of the probe optical fiber,
The fixed block has its tip end butted against the flat surface,
An optical fiber side input / output device characterized in that an adhesive is uniformly filled on both sides of the fixed block in the optical axis direction of the probe optical fiber .
請求項1に記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法であって、
前記プローブ光ファイバを前記固定ブロックで定しプローブ光ファイバブロックを形成する形成工程と、
前記ザグリの底面に対して垂直な方向の前記プローブ光ファイバブロックの位置ずれに対する、前記曲げ光ファイバ及び前記プローブ光ファイバ間の結合効率の低下量の関係を測定する測定工程と、
前記ザグリの底面に対して垂直な方向において、前記結合効率が最大値となるように前記プローブ光ファイバブロックの最適位置を決定する調心工程と、
前記プローブ光ファイバの光軸方向において、前記固定ブロックの両側に前記接着剤を均等に充填して硬化させる硬化工程と、
前記結合効率を再度測定して前記最大値からの低下量を測定し、該低下量と前記関係とから前記接着剤の硬化に伴う前記位置ずれを検出し、該位置ずれを調整値として推定する推定工程と、
を行うことを特徴とする光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
A method of manufacturing an optical fiber side input / output device according to claim 1, wherein
And forming a fixed Mr probe optical fiber block said probe optical fiber in the fixing block,
Measuring the relationship between the amount of decrease in coupling efficiency between the bending optical fiber and the probe optical fiber with respect to the positional deviation of the probe optical fiber block in the direction perpendicular to the bottom surface of the counterbore;
An aligning step of determining an optimum position of the probe optical fiber block such that the coupling efficiency is maximized in a direction perpendicular to the bottom surface of the counterbore;
A curing step of uniformly filling and curing the adhesive on both sides of the fixed block in the optical axis direction of the probe optical fiber;
The bonding efficiency is measured again to measure the amount of reduction from the maximum value, and from the amount of reduction and the relationship, the displacement due to the curing of the adhesive is detected, and the displacement is estimated as an adjustment value. Estimation step,
A method of manufacturing an optical fiber side input / output device characterized in that
他の前記プローブ光ファイバブロックと、他の前記凹型ブロックが有する前記ザグリの底面及び平坦面とが接する接触面に前記接着剤を塗布し、前記最適位置から前記位置ずれの方向と逆方向に前記調整値だけずらした位置に前記プローブ光ファイバブロックを配置する配置工程と、The adhesive is applied to a contact surface where another probe optical fiber block and the bottom surface and flat surface of the counterbore of the other concave block are in contact with each other, and from the optimum position in the direction opposite to the displacement direction. Arranging the probe optical fiber block at a position shifted by an adjustment value;
前記接着剤を硬化させて前記プローブ光ファイバブロック及び前記凹型ブロックを固定する固定工程と、A fixing step of curing the adhesive to fix the probe optical fiber block and the concave block;
をさらに行うことを特徴とする請求項2に記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。The method of manufacturing an optical fiber side input / output device according to claim 2, further comprising:
前記接着剤は、
紫外線硬化樹脂であり、
紫外線を照射することで前記紫外線硬化樹脂を硬化することを特徴とする請求項3に記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
The adhesive is
UV curable resin,
The method according to claim 3 , wherein the ultraviolet curable resin is cured by irradiating ultraviolet light.
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