JPH095565A - 光部品と光ファイバとの固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、紫外線照射による光部品の
反り変形や精密ステージの膨張などのため、光部品と光
ファイバとの突き合わせ位置（光軸）がずれることを防
止し、これによって両者間で光接続損失を低減できる光
部品と光ファイバとの固定方法を提供することにある。 【要約】 光部品３の接続端面１１ａと光ファイバ１の接続端面１
１ｂとを未硬化の紫外線硬化樹脂を介して突き合わせ、
両者の光軸（点線部分）の位置を一致させた後、突き合
わせ面１２に紫外線照射を施す光部品３と光ファイバ１
との固定方法において、予め突き合わせ面１２と紫外線
照射源６との間の紫外線照射経路上に、開口部（図５で
はスリット１３）を予め形成した紫外線遮断材７を設
け、この紫外線遮断材７の開口部（スリット１３）を通
った紫外線を用いて前記紫外線照射を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線照射を用いた光
部品と光ファイバとの固定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光信号を処理するための光機能デバイス
が各種開発されている。一方、光ファイバ通信や光ファ
イバセンサ等、光ファイバの応用分野も拡大しつつあ
る。ここで、光ファイバを通して送られてきた光信号を
光機能デバイスによって処理する場合、または逆に光機
能デバイス（以下単に光部品と称す）から出力された光
信号を光ファイバにより他の光機能デバイスに伝送する
場合、光導波路や光カプラを始めとする光部品と光ファ
イバとを光結合させることが不可欠である。

【０００３】そのためには光部品と光ファイバとの端面
同士を突き合わせ、両者の光軸を合わせて、そのままの
状態で両者を固定しなければならない。このような光部
品と光ファイバとの固定方法の一例として、光部品とし
て光導波路を用いたものを図８〜図１４に示す。ただ
し、図中の点線は光軸を示すものとする。

【０００４】図１１に示すように、光ファイバ１（例え
ば図１０に示すもの）の端部を、ガラス、セラミック、
樹脂等の材質からなる固定ブロック２（例えば図８、図
９に示すもの）に貫通させ、接着剤等で固定する。そし
て、光ファイバ１の突出している側の固定ブロック２の
端面に研磨を施し、平滑な接続端面１１ｂを形成する。
また、光部品３も同様に接続端面１１ａに研磨を施して
平滑な面にする。

【０００５】このようにして固定ブロック２を装着した
光ファイバ１を、図１１に示すように、ｘｙｚ軸各方向
に移動可能な精密ステージ４上に保持する。また光部品
３を精密ステージ４と対向して配設されている固定台５
上に保持する。

【０００６】次に図１２に示すように、これら光部品３
と光ファイバ１の接続端面１１ａ、１１ｂを、精密ステ
ージ４を移動させることによって突き合わせて、突き合
わせ面１２を形成する。ここで両者の接続端面１１ａ、
１１ｂもしくはそのどちらか一方には、突き合わせ面１
２の形成前に、接着用の紫外線硬化樹脂（図示せず）を
塗布しておく。

【０００７】さらに図１３に示すように、光部品３と光
ファイバ１との間で光を効率よく伝送するために、以下
のように、光軸合わせを行う。すなわち、光部品３の他
端面Ｘ側から入射させた光を光ファイバ１の他端面Ｙ側
へと伝送させ、他端面Ｙに接続された光パワーメータ８
によって、伝送されてきた光の光強度を測定しながら、
精密ステージ４を徐々に移動させる。こうして、前記光
強度が最大になるまで精密ステージ４を移動させて、光
部品３の接続端面１１ａと光ファイバ１の接続端面１１
ｂとの突き合わせ状態における相対位置（以下、光部品
３と光ファイバ１との突き合わせ位置と称する）を調整
する。この調整は１μｍ以下の単位で行う必要がある。

【０００８】このようにして光部品３と光ファイバ１と
の光軸合わせが終了したら、そのままの状態で両者を固
定するため、図１４に示すように、紫外線照射源６から
紫外線を前記突き合わせ面１２に照射する。これによ
り、突き合わせ面１２に介在している紫外線硬化樹脂が
硬化し、光部品３と光ファイバ１とが接着され固定され
る。ここで前述のように光ファイバ１に固定ブロック２
を装着するのは、紫外線硬化樹脂の接着面積を大きくと
ることにより、紫外線硬化樹脂の塗布や接着などの作業
性を良くし、かつ光部品３と光ファイバ１との接着強度
を高めるためである。

【０００９】以上のように、従来の光部品３と光ファイ
バ１との固定方法は、両者の接続端面１１ａと接続端面
１１ｂとを未硬化の紫外線硬化樹脂を介して突き合わ
せ、この突き合わせ面１２にそのまま紫外線照射を施す
というものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では、光部品３や上の例における固定ブロック２の広
い領域が紫外線に晒されてしまい、材質により程度は異
なるが、光部品３の温度が数℃上昇し、光部品３や固定
ブロック２自体に反り変形が発生していた。加えて、精
密ステージ４までもが紫外線に晒され、熱影響により精
密ステージ４が熱膨張してしまうという問題もあった。
したがって、折角調整を終了していた光部品３と光ファ
イバ１との突き合わせ位置が紫外線硬化樹脂の硬化前に
数μｍずれてしまい、それに気づかずに光部品３と光フ
ァイバ１とを固定してしまって、両者の間で大きな光接
続損失を生じていた。

【００１１】

【本発明の目的】本発明の目的は、前記問題に鑑み紫外
線照射による光部品の反り変形や精密ステージの熱膨張
などのため、光部品と光ファイバとの突き合わせ位置
（光軸）がずれることを防止し、これによって両者間で
光接続損失を低減できる前記光部品と前記光ファイバと
の固定方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願請求項１記載の発明
の光部品と光ファイバとの固定方法は、光部品の接続端
面と光ファイバの接続端面とを未硬化の紫外線硬化樹脂
を介して突き合わせ、両者の光軸の位置を一致させた
後、前記光部品と前記光ファイバとの突き合わせ面に紫
外線照射を施す光部品と光ファイバとの固定方法におい
て、予め前記突き合わせ面と紫外線照射源との間の紫外
線照射経路上に、開口部を形成した紫外線遮断材を設
け、この紫外線遮断材の前記開口部を通った紫外線を用
いて前記紫外線照射を施すことを特徴とするものであ
る。また本願請求項２記載の発明は、本願請求項１記載
の光部品と光ファイバとの固定方法において、紫外線遮
断材の開口部として細長いスリットを用い、このスリッ
トの長手方向の軸線と紫外線照射経路の軸線とが光部品
と光ファイバとの突き合わせ面と幾何学的に同一平面内
にくるように、前記紫外線遮断材と前記紫外線照射源と
が位置決めされていることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明の光部品と光ファイバとの固定方法で
は、光部品と光ファイバとの突き合わせ面と紫外線照射
源との間の紫外線照射経路上に、開口部を形成した紫外
線遮断材を設ける。したがって、紫外線はそのほとんど
が紫外線遮断材により遮断され、この紫外線遮断材に形
成された開口部を通過したもののみが前記突き合わせ面
に到達する。このようにすると、所望の場所にだけ紫外
線を照射することができ、紫外線による悪影響のあるよ
うな場所には紫外線が照射されないようにすることがで
きる。

【００１４】特に本願請求項２記載の発明では、前記開
口部としてスリットを用いる。しかもこのスリットの長
手方向の軸線と紫外線照射経路の軸線とが前記突き合わ
せ面と幾何学的に同一平面上にくるように、紫外線遮断
材と紫外線照射源とは位置調整されている。したがっ
て、これら光部品と光ファイバとの突き合わせ面と紫外
線遮断材と紫外線照射源との相対的な位置関係により、
紫外線は前記突き合わせ面とその周りのごく狭い領域の
みしか照射されない。

【００１５】このようにすると不要な紫外線照射によっ
て、光部品に反り変形が生じたり、精密ステージが熱膨
張することが防止されるので、前記突き合わせ面に紫外
線を照射しても、既に調整された光部品と光ファイバと
の突き合わせ位置がずれることは殆どない。よって、光
部品と光ファイバとの光接続損失の増加を防止すること
ができる。

【００１６】ここで本発明における光部品は光導波路に
限定されるものではなく、たとえば、光ファイバ、光カ
プラ、光スイッチなど光ファイバと紫外線硬化樹脂によ
って固定できるものであれば何でもよい。また本発明に
おける光ファイバとは、内部に該光ファイバを内装した
ものであればどのようなものでもよく、光ファイバ素
線、光ファイバ心線、光ファイバユニット、あるいは光
コネクタ等であってもよく、また光ファイバが単心のも
のでも、多心のものであってもよい。

【００１７】また紫外線遮断材の開口部の形状は、光部
品や光ファイバあるいはこれらを固定するのに用いられ
る装置類の形状や配置などにより適宜決定される。な
お、開口部の形状が異なる紫外線遮断材を使い分けても
よいし、例えば、紫外線硬化樹脂を用いている他の部分
にも同時に紫外線を照射するため、紫外線遮断材の開口
部を複数設けてもよい。

【００１８】さらに本発明における紫外線照射源とは、
自ら紫外線を作り出すことができるものに限定されず、
例えば一端を紫外線発生源と接続したライトガイドの他
端に設けられた集光レンズモジュールであってもよい。
このように紫外線を集光レンズによりある程度集束性の
ものに変換しておけば、必要な箇所にのみ効率良く紫外
線を照射できるようになるので、好ましい。

【００１９】本発明における紫外線遮断材の材質は、紫
外線を遮断できるものであれば何でもよい。また紫外線
硬化樹脂の材質は、未硬化時にはガラスとの濡れ性がよ
いものであって、かつ硬化時にはガラスとの接着性がよ
いものが好ましい。また本発明における紫外線遮断材の
スリットの形状は、長手方向に最低１つの軸線を引くこ
とができる細長いものであればどのような形状でもよ
く、台形や楕円形などでもよい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。 （実施例１）図１〜図１０に示すように、光ファイバ１
と光部品３（ガラス導波路）との固定を行う。ただし、
各図の点線は光軸を示すものとする。まず図８、図９に
示すように、例えばガラス、セラミックあるいは樹脂等
の成形体からなる固定ブロック２には、後端面から接続
端面１１ｂへと貫通する貫通孔９が設けられ、かつ貫通
孔９に繋がり、上面側に開口する樹脂注入口１０が設け
られている。

【００２１】また図１０に示すように、光ファイバ１の
外方に施された、例えば紫外線硬化樹脂からなる第一被
覆層１６と第二被覆層１７を予め所定長段剥ぎしてお
く。

【００２２】次に、光ファイバ１を先端から固定ブロッ
ク２の貫通孔９に貫通させ、樹脂注入口１０から樹脂を
流し込み、光ファイバ１と固定ブロック２とを接着し、
固定する。そして光ファイバ１が突出している側の固定
ブロック２の端面を研磨し、平滑な接続端面１１ｂを形
成する。この接続端面１１ｂの形状は例えば２ｍｍ×５
ｍｍの長方形である。

【００２３】このようにして得た固定ブロック２付き光
ファイバ１を、図１に示すように、ｘｙｚ軸各方向に移
動可能な金属製の精密ステージ４に載せる。そして光フ
ァイバ１の接続端面１１ｂ側が精密ステージ４上から前
方にわずかに突出するように、光ファイバ１を精密ステ
ージ４上に保持する。

【００２４】また光ファイバ１の場合と同様に、光部品
３の接続端面１１ａに研磨を施し、平滑な面とする。そ
してこの光部品３を、前記接続端面１１ａ側が多少固定
台５から突出し、かつ光ファイバ１の接続端面１１ｂと
対向するように、固定台５上に保持する。ここで、接続
端面１１ａの形状は光ファイバ１の接続端面１１ｂと同
一で、２ｍｍ×５ｍｍの長方形である。

【００２５】次に図２に示すように、精密ステージ４を
ｘｙｚ軸各方向に移動させることによって、これら光部
品３と光ファイバ１の接続端面１１ａ、１１ｂを突き合
わせ、突き合わせ面１２を形成する。ここで接続端面１
１ａ、１１ｂ双方もしくはどちらか一方には、突き合わ
せ面１２の形成前に、接着用の紫外線硬化樹脂（図示せ
ず）を塗布しておく。

【００２６】さらに図３に示すように、光部品３と光フ
ァイバ１との間で効率よく光を伝送するために、以下の
ように、光軸合わせを行う。すなわち、光部品３の他端
面Ｘ側から入射させた光を光ファイバ１の他端面Ｙ側へ
と伝送する。そして、光ファイバ１の他端面Ｙに接続さ
れた光パワーメータ８によって、伝送されてきた光の光
強度を測定しながら、精密ステージ４を微動させる。こ
うして、前記光強度が最大になるまで精密ステージ４を
移動させ、光部品３と光ファイバ１との突き合わせ位置
を調整する。

【００２７】このように光部品３と光ファイバ１との光
軸合わせが終了したら、次のような手順で紫外線照射源
６と紫外線遮断材７の位置を調整し、突き合わせ面１２
に紫外線照射を施す。ここで紫外線遮断材７は図７に示
すように例えば長方形のスリット１３を設けた板で、た
とえばアルミニウム製のものであり、この板の表面には
紫外線の反射を抑制するため、黒色の塗装が施されてい
る。

【００２８】まず図４に示すように、紫外線遮断材７
を、スリット１３の長手方向の軸線２０ａ（太線部分）
が突き合わせ面１２（斜線部分）と幾何学的に同一平面
（仮想平面２１）内にくるように紫外線遮断材７を位置
決めする。

【００２９】次に、図４に示すように、紫外線遮断材７
をはさんで突き合わせ面１２の向こう側に、紫外線発生
機能を備えた紫外線照射源６を配置して、紫外線照射経
路の軸線２０ｂがやはり突き合わせ面１２と幾何学的に
同一平面（仮想平面２１）内にくるように、これを位置
決めする。ここで図４では、図面を見やすくするため、
仮想平面２１の裏側にくる部分を点線で示し、また仮想
平面２１上にある紫外線遮断材７の一部と光部品３を透
過して軸線２０ｂが見えるように示している。

【００３０】しかる後、図５に示すように、この紫外線
照射源６から紫外線遮断材７のスリット１３を通して突
き合わせ面１２に紫外線照射を施し、紫外線硬化樹脂を
硬化せしめ、光部品３と光ファイバ１とを接着し、固定
する。

【００３１】このように紫外線遮断材７と紫外線照射源
６とが位置決めされているので、紫外線は突き合わせ面
１２に介在している紫外線硬化樹脂とその周りのごく狭
い領域にのみに照射される。したがって光部品３の温度
上昇は従来数℃であったものが０．１℃以下にまで低減
された。その結果、紫外線照射による光部品３と光ファ
イバ１との突き合わせ位置のずれは０．１μｍ以下にな
った。

【００３２】ここで本実施例における固定ブロック２は
図８、図９に示すように貫通孔９を設けたものに限定さ
れず、例えば樹脂成形体に機械加工により断面Ｕ字もし
くは断面Ｖ字の溝を設けたものであってもよく、要は、
光ファイバ１と光部品３とを接着する際の接着面積を大
きくできるものであればよい。また、本実施例における
光部品３はガラス導波路であったが、これに限定され
ず、例えば光コネクタ等であってもよい。また、本実施
例における軸線２０ａや軸線２０ｂと突き合わせ面１２
とはほぼ同一平面内に位置してさえいれば、多少の位置
ずれがあってもよく、要は紫外線が突き合わせ面１２と
その周りのごく狭い領域にのみ照射されればよい。

【００３３】（実施例２）図６に示すような固定装置を
用いて光部品３と光ファイバ１との固定を行なった。図
６に示すように、装置基部１８の上に、精密ステージ４
と固定台５とがテラス状に対向して設置されている。こ
こで精密ステージ４はｘｙｚ軸各方向に移動可能であ
る。また精密ステージ４と固定台５との対向部分の上下
にはそれぞれ約３０ｍｍの距離をおいて紫外線照射源６
がｘｙｚ軸各方向に移動可能に設置されている（下方の
紫外線照射源６の図示は省略）。

【００３４】この紫外線照射源６は集光レンズモジュー
ル（例えばレンズ直径２０ｍｍ）であり、この紫外線照
射源６の紫外線入射口にはライトガイド１４の一端が接
続され、このライトガイド１４の他端は固定具１９によ
って紫外線発生源１５に接続されている。この紫外線照
射源６には、紫外線照射経路を遮断するように、スリッ
ト１３が形成された紫外線遮断材７が保持されている。
このような固定装置を用いて、実施例１と同様に光部品
３と光ファイバ１とを接着し、固定した。

【００３５】以上のように、光部品３と光ファイバ１と
を固定するのに必要な部品が一体化された固定装置を用
いることにより、光部品３と光ファイバ１とを固定する
作業性が向上する。

【００３６】本実施例２では、紫外線照射源６、ライト
ガイド１４、紫外線発生源１５、および紫外線遮断材７
は固定装置本体とは別体で設けられているが、一体にな
っていてもよい。例えば、精密ステージ４と固定台５の
下側に紫外線照射源６を設置し、これを用いて精密ステ
ージ４と固定台５の上側に保持されている光部品３と光
ファイバ１との突き合わせ面１２に紫外線を照射する場
合には、紫外線遮断材７は精密ステージ４と固定台５の
下部でスライドできるように精密ステージ４や固定台５
に固定しておいてもよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の光部品と光ファイバとの固定方
法によれば、紫外線照射を限られたごく狭い領域にのみ
行うことができ、不要な部分への照射を避けることがで
きるので紫外線照射による光部品の反り変形や精密ステ
ージの熱膨張などのため、光部品と光ファイバとの突き
合わせ位置がずれることがなくなり、これによって両者
間における光接続損失を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例における一工程を側方から示す図。

【図２】 本発明の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例における一工程を側方から示す図。

【図３】 本発明の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例における一工程を側方から示す図。

【図４】 本発明の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例における一工程を示す斜視図。

【図５】 本発明の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例における一工程を側方から示す図。

【図６】 本発明の光部品と光ファイバとの固定方法を
実施するための固定装置の一例を示す斜視図。

【図７】 本発明の一実施例において用いられる紫外線
遮断材を示す斜視図。

【図８】 本発明の一実施例において光ファイバに装着
される固定ブロックを示す縦断面図。

【図９】 図８に示された固定ブロックを同図の矢印方
向から示した側面図。

【図１０】 本発明における光ファイバの一実施態様を
示す側面図。

【図１１】 従来の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例を側方から示す図。

【図１２】 従来の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例を側方から示す図。

【図１３】 従来の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例を側方から示す図。

【図１４】 従来の光部品と光ファイバとの固定方法の
一例を側方から示す図。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２ 固定ブロック ３ 光部品 ４ 精密ステージ ５ 固定台 ６ 紫外線照射源 ７ 紫外線遮断材 ８ 光パワーメータ ９ 貫通孔 １０ 樹脂注入口 １１ａ 接続端面（光部品３側） １１ｂ 接続端面（光ファイバ１側） １２ 突き合わせ面 １３ スリット １４ ライトガイド １５ 紫外線発生源 １６ 第一被覆層 １７ 第二被覆層 １８ 装置基部 １９ 固定具 ２０ａ 軸線（スリットの長手方向） ２０ｂ 軸線（紫外線照射経路） ２１ 仮想平面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光部品の接続端面と光ファイバの接続端
   面とを未硬化の紫外線硬化樹脂を介して突き合わせ、両
   者の光軸の位置を一致させた後、 前記光部品と前記光ファイバとの突き合わせ面に紫外線
   照射を施す光部品と光ファイバとの固定方法において、 予め前記突き合わせ面と紫外線照射源との間の紫外線照
   射経路上に、開口部を形成した紫外線遮断材を設け、 この紫外線遮断材の前記開口部を通った紫外線を用いて
   前記紫外線照射を施すことを特徴とする光部品と光ファ
   イバの固定方法。
2. 【請求項２】 紫外線遮断材の開口部として細長いスリ
   ットを用い、 このスリットの長手方向の軸線と紫外線照射経路の軸線
   とが光部品と光ファイバとの突き合わせ面と幾何学的に
   同一平面内にくるように、前記紫外線遮断材と前記紫外
   線照射源とは位置決めされていることを特徴とする請求
   項１記載の光部品と光ファイバとの固定方法。