JPH0990154A

JPH0990154A - 光導波路デバイス並びにその接続構造及び製造方法

Info

Publication number: JPH0990154A
Application number: JP7249888A
Authority: JP
Inventors: Torahiko Kanda; 虎彦神田; Masanari Mihashi; 眞成三橋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-04-04
Anticipated expiration: 2015-09-27
Also published as: JP2907076B2; US5721798A

Abstract

(57)【要約】【課題】基板を有する光導波路デバイスの光軸無調整で
脱着自在な容易かつ再現性が良い接続。【解決手段】光導波路デバイス３０は基板１を固定した
接続部材２に、基板１上の導波路入出力端面を基準にし
た位置決めにガイドピン孔４を加工したものである。光
導波路デバイス３０同士又は光導波路デバイス３０と光
アレイコネクタ５を接続する時には、ガイドピン６を双
方のガイドピン孔４又はガイドピン孔４及び１１に挿入
して端面３を対面させ、クランプスプリング８により光
導波路デバイス３０同士又は光導波路デバイス３０と光
アレイコネクタ５を挟み込む。ガイドピン６はガイドピ
ン孔４及び１１に挿抜が可能なため、光導波路デバイス
３０同士等を脱着自在に接続できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガイドピンとクラ
ンプスプリングを用いて光導波路デバイス同士を光軸無
調整で脱着自在に接続する光導波路デバイスの接続構
造、この接続構造に用いる光導波路デバイス自体の構造
およびその接続構造にガイドピンを挿入するためのガイ
ドピン孔を加工する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光導波路基板を有する光導波路デ
バイスと光アレイコネクタの接続は次のように行ってい
た。まず光導波路デバイスの導波路入出力端面と光アレ
イコネクタのファイバ端面を対面させる。そして、接続
部を通過してきた光信号をモニタしながら光軸の調心作
業を行った後、接着剤や溶接等の方法によって光導波路
デバイスと光アレイコネクタを固定する。しかし、この
接続方法は能率が悪く、光導波路デバイスが高コストに
なる課題があった。

【０００３】この課題を解決する従来の光導波路デバイ
スの接続構造として図１１に示すものがあった。図１１
において、光導波路基板３１にエッチングや機械加工等
の方法でＶ溝１３を形成し、ガイドピン６をこのＶ溝１
３に嵌め合わせて光導波路基板３１に固定する。ガイド
ピン６と同径で、かつＶ溝１３と同ピッチのガイドピン
孔１１を有する光アレイコネクタ５を対面させ、ガイド
ピン６を光アレイコネクタ５のガイドピン孔１１に嵌合
させる。そして、光アレイコネクタ５の後端部９と、光
導波路基板３１に設けたくぼみ７にクランプスプリング
８を嵌め込むことで、光軸の調整が要らず脱着自在に光
導波路デバイス１と光アレイコネクタ５を接続する（例
えば特開平５−２６４８５５号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
接続構造ではＶ溝１３にガイドピン６を嵌め合わせた
後、押さえ基板１４と接着剤を用いて、ガイドピン６を
光導波路基板３１に完全固着するか（特開平５−２６４
８５５号公報）、あるいはガイドピン６を嵌め合わせた
後、押さえ基板４を加圧してガイドピン６をＶ溝１３に
押しつけて（特開平５−２５７０４０号公報）光導波路
基板３１に固定する。このため、光導波路基板３１と光
アレイコネクタ５の脱着自在な接続は行えるが、光導波
路デバイス１同士の接続はできなかった。また、光導波
路デバイス１と光アレイコネクタ５との脱着を繰り返す
と摩耗粉等が生じ、この摩耗粉が接続端面の間に入り込
み、接続損失が変動する課題もあった。

【０００５】本発明の目的は上述の課題を解決し、光導
波路基板を有する光導波路デバイスと光アレイコネクタ
５の接続のみならず、光導波路デバイス同士についても
光軸無調整で脱着自在な接続が容易かつ再現性良く行え
る接続構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光導波路デバイ
スの接続構造は、第１の光導波路デバイスの第１の光導
波路の入出力端面が設けらた第１の端面と第２の光導波
炉デバイスの第２の光導波路の入出力端面が設けられた
第２の端面とを向き合わせ、前記第１及び第２の端面が
互いに押圧するように前記第１及び第２の光導波路デバ
イスを脱着可能なクランプスプリングで挟み込む光導波
路デバイスの接続構造において、前記第１の端面に少く
とも２本の第１のガイドピン孔を設け、前記第２の端面
に前記第１のガイドピン孔に対応して少くとも２本の第
２のガイドピン孔を設け、前記第１及び第２の端面を向
き合わせる際に対応する前記第１及び第２のガイドピン
孔に挿抜可能なガイドピンを嵌合させて前記第１及び第
２の光導波路の入出力端面を位置合わせすることを特徴
とする。

【０００７】なお、本明細書で光導波路とは、光を伝送
する回路または線路であり、光ファイバー，薄膜導波路
などを含むものとする。

【０００８】この光導波路デバイスの接続構造は、第１
の光導波路デバイスは第１のガイドピン孔が設けられた
接続部材と、この接続部材に固定され第１の光導波路の
入出力端面が設けられた基板からなり、第２の光導波路
デバイスは光ケーブルが接続され第２のガイドピン孔及
び第２の光導波路の入出力端面が設けられた光コネクタ
であるようにできるし、第１の光導波路デバイスは第１
のガイドピン孔が設けられた第１の接続部材と、この第
１の接続部材に固定され第１の光導波路の入出力端面が
設けられた第１の基板からなり、第２の光導波路デバイ
スは第２のガイドピン孔が設けられた第２の接続部材
と、この第２の接続部材に固定され第２の光導波路の入
出力端面が設けられた第２の基板からなるようにもでき
る。

【０００９】本発明の光導波路デバイスは、端面に少く
とも２本のガイドピン孔を設けた接続部材と、この接続
部材に固定されこの接続部材の端面と同一平面上の端面
に光導波路の入出力端面が設けられた基板と、前記接続
部材及び前記基板の端面に前記ガイドピン孔に挿抜可能
に嵌合されたガイドピンに相対的に位置決めされて端面
が押圧される他の光導波路デバイスに一端が係止される
クランプスプリングの他端を係止する前記接続部材に設
けられた係止部とを含むことを特徴とし、以下のように
することもできる。

【００１０】係止部は接続部材の端面を一部とする凸部
からなりこの凸部にガイドピン孔が設けられたことを特
徴とする。

【００１１】凸部に凹部を設けガイドピン孔は端面から
前記凹部に達する貫通孔であることを特徴とする。

【００１２】凸部にガイドピン孔と交差する複数のスリ
ットを設けたことを特徴とする。

【００１３】ガイドピン孔は断面形状がガイドピンとほ
ぼ同一の径の円及びこの円周の１又は複数の部分に設け
られたポケットからなることを特徴とする。

【００１４】接続部材は熱膨張係数が基板の２倍以内の
多孔性セラミックスであることを特徴とし、さらに接続
部材の材質は炭化ケイ素からなる多孔性セラミックであ
るようにすることもできる。

【００１５】本発明の光導波路デバイスの製造方法は、
接続部材にガイドピン孔を加工し、前記ガイドピン光の
内壁に充填剤を塗布し、前記充填剤が軟化している状態
でガイドピンより僅かに太いマスタピンを前記ガイドピ
ン孔に挿入し、前記充填剤を硬化させてから前記マスタ
ピンを前記ガイドピン孔から引き抜くことにより、上述
の光導波路デバイスを製造することができる。

【００１６】または本発明の光導波路デバイスの製造方
法は、ガイドピン孔は、粗砥粒軸付き砥石で下孔を加工
してから微細砥粒軸付き砥石で前記加工の内面を仕上加
工して得ることにより、又はガイドピン孔は、接続部材
の端面に微細砥粒軸付き砥石でテーパ状の浅孔を形成
し、粗砥粒軸付き砥石で前記浅孔を深孔に加工し、再び
前記微細砥粒軸付き砥石で前記深孔の内面を仕上げ加工
して得ることをにより、上述の光導波路デバイスを製造
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は第１の発明の実施の形態の光導波路
デバイスの接続構造を示す分解斜視図であり、図２は図
１中の光導波路デバイス３０の斜視図である。なお、本
明細書で請求項の番号と発明の実施の形態の番号は対応
していない。

【００１９】図１１に示した従来の光導波路デバイスの
接続構造に比べて本願発明も２つの光導波路デバイスが
ガイドピンを用いて相互の位置合わせして接続するもの
であるが、ガイドピンがどちらの光導波路デバイスに接
着により永久固定されることなく双方の光導波路デバイ
スに脱着自在に取り付けられる点で異る。

【００２０】図２に示すように光導波路デバイス３０は
光導波路が形成された光導波路基板１が接続部材２に接
着されたものである。基板１は厚さが１ｍｍ程度の短冊
状で接続部材２の端面は基板１の端面と同一平面をな
し、共に光導波路デバイス３０の端面３を形成する。接
続部材２は両端面に接続して基板１の両側に凸部１０を
設けている。接続部材２の端面の凸部１０の部分に位置
し、基板１の端面の上面近傍に形成された光導波路の入
出力端面を基準とする所定の位置に、図２に示すガイド
ピン６の挿抜が可能で、挿入したガイドピン６との間に
隙間のない径の一対のガイドピン孔４を設ける。

【００２１】図１は、光導波路デバイス３０を他の光導
波路デバイスである光アレイコネクタ５に接続する構造
を示す。光アレイコネクタ５の後端部９にはテープ状の
多心の光ケーブル３２が接続され前端面３３には光ケー
ブル３２の光ファイバ芯線の端面を固定しガイドピン孔
４と同一径の一対のガイトピン孔１１を設ける。これら
前端面３３上の光ファイバ芯線の端面及びガイドピン孔
１１の位置関係は、光導波路デバイス３０の端面３上の
基板１の光導波路の端面及びガイドピン孔４の位置関係
と同一にしてある。

【００２２】一対のガイドピン６をガイドピン孔４及び
１１に挿入して光導波路デバイス３０の端面３と光アレ
イコネクタ５の前端面３３とを合わせ、クランプスプリ
ング８を当接した光アレイコネクタ５と凸部１０との外
側に嵌め込み、クランクスプリング８の弾性力により光
アレイコネクタ５と凸部１０とを挟み込み、光アレイコ
ネクタ５０と光導波路デバイス３０とを接続する。ガイ
ドピン孔４、１１に対するガイドピン６の挿抜及び当接
した光アレイコネクタ５と凸部１０とに対するクランプ
スプリング８の脱着が自在であるため、光アレイコネク
タ５０と光導波路デバイス３０との接続、切り離しは自
在である。

【００２３】図３は図２の光導波路デバイス３０の２つ
を相互に接続する構造の分解斜視図で、ガイドピン６を
双方の光導波路デバイス３０のガイドピン孔４に挿入し
て双方の端面３を対面させ、クランプスプリング８を双
方の接続部材２の凸部１０の外側に嵌め込み、接続を行
った。ガイドピン６は挿抜が可能なため、光導波路デバ
イス３０同士も切離しが可能な接続が行える。

【００２４】次に、図４を用いて第２の発明の実施の形
態の光導波路デバイスを説明する。本形態では、接続部
材２に形成した凸部１０の途中に凹部１２を設け、ガイ
ドピン孔４を端面３から凹部１２に至る貫通孔とした。
この特徴によってガイドピン孔４を加工する際、加工液
の供給や加工屑の排出を効率的に行うことができた。ま
た、ガイドピン６をガイドピン孔４に挿入する毎に僅か
づつ発生する摩擦粉は、ガイドピン孔４の内部に留まら
ず外部に排出され、接続の信頼性を向上することができ
た。この図４に示す光導波路デバイス３０と光アレイコ
ネクタ５の接続及び光導波路デバイス３０相互の接続も
図１及び図３に示す構造と同様に行うことができる。

【００２５】図５は、第３の発明の実施の形態の光導波
路デバイス３０の部分側面図である。本形態では、接続
部材２の凸部１０に複数のスリット１６を設け、このス
リット１６を貫く形でガイドピン孔４を設けてある。ガ
イドピン孔４は、孔の中心が同一軸上にある複数の貫通
孔の集合体となり、ガイドピン孔４を加工する時の加工
液の供給と加工屑の排出、また、ガイドピン６をガイド
ピン孔４に挿入する時の摩擦粉の排出が促進できた。こ
のため、ガイドピン孔４の加工性と接続の信頼性を向上
させることができた。

【００２６】図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ第４の発
明の実施の形態の光導波路デバイス３０の正面図及びＡ
部拡大図である。ガイドピン孔４を断面形状が複数の円
弧を組み合わせたやっこ凧形の形状とした。このガイド
ピン孔４にガイドピン６を挿入すると、図６（ｂ）に太
線で示したガイドピン孔４の内径部２４（ガイドピン６
とほぼ同一の径の円周の部分）がガイドピン６を拘束す
る。内径部２４から外側に出るように設けられ図６
（ｂ）に斜線部分で示した三日月形のポケット１８の部
分は、ガイドピン６の挿入毎に生じる摩擦粉を回収する
ため、接続の信頼性を向上できた。また、ガイドピン孔
４の内径部２４を仕上げ加工する時、このポケット１８
は加工液の供給と加工屑の排出を促進するため、ガイド
ピン孔４の加工性を向上することができた。

【００２７】図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ第６の
発明の実施の形態の光導波路デバイス３０の製造方法を
説明する部分側面図及びＢ部拡大図である。本形態で
は、接続部材２にガイドピン孔４を加工した後、ガイド
ピン孔４の内壁に熱軟化性のロウワックスや、熱硬化性
の樹脂などから選ばれる充填剤１５を塗布する。そし
て、マスタピン１７をガイドピン孔４に挿入する。この
際、充填剤１５として熱軟化性ロウワックスを用いた場
合は予め接続部材２を加熱しておき、マスタピン１７を
挿入した後は冷却した充填剤１５を硬化させる。熱硬化
性樹脂を用いた場合は、マスタピン１７を挿入した後に
接続部材２を加熱して充填剤１５を硬化させ、マスタピ
ン１７を引き抜く。

【００２８】充填剤１５が硬化すると、ガイドピン孔４
の円筒内壁にはマスタピン１７の円筒形状が転写され、
内壁の微小な凹凸が充填剤１５で満たされる。この作用
によって、ガイドピン孔４の内壁の微小な突起は平坦化
され、ガイドピン６を挿入して接続を行う毎に発生する
摩擦粉を抑制できた。また、ガイドピン６とガイドピン
孔４の接触部分が増加するので、外部からの応力によっ
て生じる光導波路デバイス相互等の接続部のズレやそれ
による接続損失の変動を防止できた。なお、マスタピン
１７が転写されたガイドピン孔４にガイドピン６が隙間
なく挿抜可能なようにするためマスタピン１７の径をガ
イドピン６より僅かに大きくしておく。

【００２９】図８は第７の発明の実施の形態の光導波路
デバイスの製造方法で、具体的に言えば光導波路デバイ
ス３０のガイドピン孔４の加工方法を工程順に示す接続
部材２の凸部１０の断面図であり、図９はこの方法に用
いる装置である。

【００３０】本形態では図８（ａ）に示すように、超音
波援用スピンドルモータ２５で粗砥粒軸付き砥石２２を
回転し、接続部材２の端面３に下孔２９を加工する。粗
砥粒軸付き砥石２２は粗加工用の大径砥粒を用いている
ため、目詰まり等による過大な研削抵抗とそれによる加
工精度の低下を最小限に止めることができた。

【００３１】次に、詰８（ｂ）に示すように、エアスピ
ンドルモータ２６で微細砥粒軸付き砥石１９を回転し、
この砥石１９で下孔２９の内面を仕上加工してガイドピ
ン孔４を成形する。砥石１９での仕上加工の際は、予め
下孔２９が設けられているため研削除去量は少量とな
る。この作用で微細砥粒軸付き砥石１９の減耗は抑えら
れる。ガイドピン孔４となる下孔２９は寸法精度の誤差
１μｍ以下、位置精度の誤差も１μｍ以下に加工でき
た。

【００３２】図９は、上述の第７の発明の実施の形態及
び後述の第８の発明の実施の形態の光導波路デバイスの
製造方法に用いる装置の斜視図で、微細砥粒軸付き砥石
１９を取り付けたエアスピンドルモータ２６と粗砥粒軸
付き砥石２２を取り付けた超音波援用スピンドルモータ
２５とを並設し、ステージ２７上に接続部材２を一方の
端面を上に向けて固定する。ステージ２７を移動させて
接続部材２のガイドピン孔４の加工位置を微細砥粒軸付
き砥石１９の直下及び粗砥粒軸付き砥石２２の直下に位
置決めできる。エアスピンドルモータ２６及び超音波援
用スピンドルモータ２５は上下方向に送り可能で、微細
砥粒軸付き砥石１９及び粗砥粒軸付き砥石２２による加
工部分には加工液２８が供給される。

【００３３】図１０は第８の発明の実施の形態の光導波
路デバイスの製造方法を工程順に示す凸部１０の断面図
である。本形態では、まず図１０（ａ）に示すように、
エアスピンドルモータ２６で微細砥粒軸付き砥石１９を
回転し、この砥石１９の先端２０のみを用いた軽研削で
テーパ状の浅孔２１を加工する。この加工量は僅かで加
工抵抗が小さいため、浅孔２１は高精度に位置決めされ
て形成された。

【００３４】次に、図１０（ｂ）に示すように、超音波
援用スピンドルモータ２５で保持した粗砥粒軸付き砥石
２２を用い、この浅孔２１を深孔２３に加工する。この
時は、浅孔２１が砥石２２の振れやあばれを拘束する。
このため、深孔２３は高精度に位置決めされた状態のま
ま加工できた。そして、図１０（ｃ）に示すように、微
細砥粒軸付き砥石１９で深孔２３の内面を仕上加工して
ガイドピン孔４を成形する。砥石１９での仕上加工の際
には、研削量は少量であるため砥石１９の減耗は抑えら
れる。ガイドピン孔４となる深孔２３の精度は、寸法精
度と位置精度を合わせた誤差が１μｍ以下に加工でき
た。

【００３５】［実施例］次に、具体的な条件を含めた本
発明の実施例を説明する。

【００３６】第１の実施例では、まず厚さ１．０ｍｍの
Ｓｉ基板にＳｉＯ₂を成膜し、フォトリソグラフィ法で
製作した石英系の光導波路基板１を、縦横３０ｍｍ×
１．９ｍｍの短冊状にダイシング加工した。そしいて、
図２に示すように予め凸部１０を設けたセラミックス製
の接続部材２に、この光導波路基板１を接着剤で固定し
た。

【００３７】接続部材２と光導波路基板１の導波路入出
力部の端面３を研磨によって平面に加工した後、接続部
材２の端面３に光導波路基板１の導波路端面を基準にし
て位置決めしたガイドピン光４を穿孔加工した。本実施
例では、２５０μｍ間隔で２心の導波路端面を有する光
導波路基板１を使用し、２心の導波路端面と一直線上、
かつ２心の中心点から各々２．３ｍｍの位置に、孔径
０．７ｍｍ、深さ３ｍｍのガイドピン孔４を２個加工し
た。

【００３８】ガイドピン孔４は第８の発明の実施の形態
の方法により、メッシュ４００のダイヤモンド砥粒をメ
タルで固定した径０．６５ｍｍの粗砥粒軸付き砥石２２
と、メッシュ２０００のダイヤモンド砥粒をメタルで固
定した径０．７０ｍｍの微細砥粒軸付き砥石１９を用い
て加工した。図９及び図１０に示すように、まず微細砥
粒軸付き砥石１９をエアスピンドル２６にチャックし、
加工液２８を供給しながら砥石１９の先端２０で接続部
材２の端面３に、深さ０．２ｍｍの浅孔２１を形成し
た。そして、ステージ２７によって超音波援用スピンド
ル２５にチャックした粗砥粒軸付き砥石２２の直下に接
続部材２を移動し、加工液２８を供給しながら浅孔２１
を深さ３ｍｍの深孔２３に加工した。

【００３９】その後、再びステージ２７によって微細砥
粒軸付き砥石１９の直下に深孔２３を移動し、加工液２
８を供給しながら深孔２３の内面を孔径０．７ｍｍに仕
上げ加工し、ガイドピン孔４を形成した。ガイドピン孔
４の加工は、光導波路基板１の入力側と出力側について
行った。長さ１１ｍｍ，直径が０．７ｍｍのステンレス
製ガイドピン６を用い、図１に示すように光アレイコネ
クタ５のガイドピン孔１１と光導波路デバイス１のガイ
ドピン孔４の双方に挿入し、クランプスプリング８を当
接した光アレイコネクタ５と接続部材２の凸部１０の外
側に嵌め込み、光導波路デバイス３０の２心の光導波路
基板１と２心の光アレイコネクタ５の接続を行った。

【００４０】本実施例で接続部において生じた初期の過
剰損失は２ｄＢ以下、平均では０．８ｄＢであり、光導
波路基板１と光アレイコネクタ５の脱着を１００回繰り
返した際の平均値は０．９ｄＢとなった。

【００４１】第２の実施例では、上述の第１の実施例と
同様、２心の導波路端面を有する光導波路基板１を接続
部材２に接着した後、接続部材２にガイドピン孔４を２
個、光導波路基板１の入力側と出力側に各々加工した。
この光導波路基板１と接続部材２からなる光導波路デバ
イス３０を２個使用し、長さ５．８ｍｍ，直径０．７ｍ
ｍのステンレス製ガイドピン６を、図３に示すように双
方の光導波路デバイス３０のガイドピン孔４を挿入し、
クランプスプリング８を当接した接続部材２の凸部１０
の外側に嵌め込み、光導波路デバイス３０同士を接続し
た。

【００４２】ガイドピン６は挿入・引抜きが可能であ
り、脱着自在な光導波路デバイス３０の接続が行えた。
この実施例では、接続部の初期の過剰損失は３ｄＢ以
下、平均では１．６ｄＢとなり、光導波路デバイス１同
士の脱着を１００回繰り返した時の平均値は、１．９ｄ
Ｂとなった。

【００４３】次に、第３の実施例を詳細に説明する。本
実施例では、第１の実施例と同様の石英系光導波路基板
１を用い、図４に示すように、凸部１０の途中に凹部１
２を予め設けたセラミックス製の接続部材２に光導波路
基板１を接着固定した。凹部１２は端面３から３ｍｍの
位置に形成した。そして、端面３を平面に研磨加工した
後、光導波路基板１の入力側と出力側について、接続部
材２の端面３に深さ３ｍｍのガイドピン孔４を加工し
た。

【００４４】径０．６５ｍｍの粗砥粒軸付き砥石２２に
よって深孔２３（図１０）を加工すると、凹部１２の効
果で深孔２３は貫通孔となる。径０．７ｍｍの微細砥粒
軸付き砥石１９で仕上加工する時には、深孔２３の出口
側からも加工液が浸透供給され、加工屑が効率的に排出
される。このため、特に仕上加工用の微細砥粒軸付き砥
石１９の寿命は、第１の実施例と比較して１．５倍に向
上できた。

【００４５】また、脱着の繰り返しによって生じる摩擦
粉がガイドピン孔４の外部に排出され易いため、光導波
路基板１の入出力端面３相互の間または光導波路基板１
の端面３と光アレイコネクタ５の前端面３３との間に摩
擦粉が侵入して生じる突発的な過剰損失が抑制できた。
本実施例の接続部材２を用いて光導波路デバイス３０同
士の接続を行ったところ、接続部の過剰損失が３ｄＢ、
平均値は１．６ｄＢであり、脱着を１００回繰り返した
時の過剰損失の平均値は１．７ｄＢとなった。

【００４６】第４の実施例を図５を用いて説明する。本
実施例では、接続部材２の凸部１０に、０．１ｍｍ幅の
スリット１６を０．７ｍｍピッチで設けた後、ガイドピ
ン孔４を加工した。粗砥粒軸付き砥石２２によって深孔
２３を加工する時も、微細砥粒軸付き砥石１９で仕上加
工する時も、スリット１６から加工液が浸透供給され、
加工屑も効率的に排出された。

【００４７】このため、微細砥粒軸付き砥石１９だけで
なく、粗砥粒軸付き砥石２２の寿命も第１の実施例と比
較して１．５倍に向上でき、脱着で生じる摩擦粉の影響
も抑制できた。本実施例の接続部材２を用いて光導波路
デバイス１同士の接続を行った結果、接続部の過剰損失
が３ｄ、平均値は１．６ｄＢで脱着を１００回繰り返し
た時の平均値は１．７ｄＢであった。

【００４８】第５の実施例を、図６を用いて説明する。
本実施例のガイドピン孔４は、前述と同様の方法で粗砥
粒軸付き砥石２２によって深孔２３を加工した後、砥石
２２を回転中心から左右上下にそれぞれ０．１ｍｍずつ
移動させて穿孔加工してポケット１８を成形し、最後に
微細砥粒軸付き砥石１９で内径部２４を仕上加工して形
成した。ポケット１８によって、仕上げ加工時の加工液
の浸透供給と、加工屑の排出が促進され、本実施例では
微細砥粒軸付き砥石１９の寿命を１．５倍に向上でき
た。

【００４９】このようにガイドピン孔４を加工した光導
波路デバイス３０同士の接続を行ったところ、ポケット
１８が脱着で生じる摩擦粉の影響を抑制し、接続部の過
剰損失が３ｄＢ、平均値は１．６ｄＢで脱着を１００回
繰り返した時の平均値は１．７ｄＢとなることご確認さ
れた。

【００５０】上述の第１から第５の実施例では、接続部
材２の材質を炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる多孔性セラ
ミックスとした。本発明者らの実験によると、接続部材
２を多孔性セラミックス製とすることで、例えば樹脂製
や金属製と比べて耐腐食性を改善でき、摩耗に対する耐
久性を１．５倍に向上できた。ガイドピン孔４の加工性
の点では、接続部材２を緻密性の焼結セラミックス製と
した場合と比較して、粗砥粒軸付き砥石２２と微細砥粒
軸付き砥石１９の寿命を２倍以上に向上できた。

【００５１】また、光導波路基板１のＳｉ基板との熱膨
張係数差が２倍を超えるセラミックス製の接続部材２を
使用し、室温から７０度まで温度を上昇させる耐熱試験
や、マイナス４０度まで冷却する耐寒試験を行ったとこ
ろ、膨張収縮量の違いによる光導波路デバイス１が破損
する等の問題が生じた。すなわち、本発明者らの検討に
よると、例えば熱膨張係数が２．５倍の接続部材２に光
導波路基板１を約２０度の接着して７０度まで急加熱し
た場合、光導波路基板１のＳｉ基板に２ｋｇｆ／ｍｍ²
前後の引張り応力が加わり、ダシング加工の際に生じた
クラックやチッピングが起点となって、光導波路デバイ
ス１が破断する現象が観察された。このため、接続部材
２の材質は、多孔性セラミックスで、かつ光導波路デバ
イス１の基板と熱膨張係数差が２倍以内の多孔性炭化ケ
イ素セラミックスとした。

【００５２】第６の実施例を、図７を用いて詳細に説明
する。本実施例では、第１の実施例と同様、石英系光導
波路基板１を接続部材２に接着固定して端面３を平面に
研磨加工した後、光導波路の入力側と出力側に、深さ３
ｍｍのガイドピン孔４を加工した。次に、充填剤１５と
して、熱硬化性の樹脂をガイドピン孔４の内壁に塗布
し、直径０．７ｍｍのテフロン製マスタピン１７をガイ
ドピン孔４に挿入した後、接続部材２を加熱して充填剤
１５を硬化させた。

【００５３】充填剤１５が硬化してからマスタピン１７
を引き抜き、同様の方法で製作した光導波路デバイス３
０を２個用意し、ステンレス製ガイドピン６を双方の光
導波路デバイス３０のガイドピン孔４に挿入し、クラン
プスプリング８を双方の接続部材２の凸部１０に嵌め込
んで接続を行った。本実施例では、接続部の過剰損失は
３ｄＢ以下、平均では１．６ｄＢとなった。脱着の繰り
返しによる摩擦粉の発生と摩耗粉による突発的な過剰損
失が抑制でき、光導波路デバイス１同士の脱着を１００
回繰り返した時の過剰損失の平均値は、１．７ｄＢであ
った。

【００５４】さらに、ガイドピン６とガイドピン孔４の
接触面積が増加する効果により、接続部に７．８Ｎの引
張りやせん断力を加えた時の接続損失変動は、充填剤１
５を用いない場合と比べて２／３以下に抑制できた。

【００５５】以上の実施例において、光導波路基板１は
Ｓｉ基板からなる２心の導波路端面を有する石英系導波
路を用い、孔径０．７ｍｍのガイドピン孔４をピッチ
２．３×２＝４．６ｍｍで接続部材２の端面３に設けた
が、４心の導波路端面を有するものや、ニオブ酸リチウ
ム基板からなる光導波路デバイス１を用いた場合、さら
にガイドピン孔４の孔径とピッチを本実施例の０．７ｍ
ｍと４．６ｍｍとは異なるものとしても、同様の結果が
得られた。

【００５６】なお、本発明の光導波路デバイスの接続部
材は図２に示す形状のものに限定されることはない。接
続部材のクラプスプリングを係止する係止部は凸部のほ
かに、例えば接続部材全体を固定した基板の両側にガイ
ドピン孔を設けることができる十分な幅と厚みを有する
ものにすれば、くぼみ、穴状等のものであってもよい。

【００５７】また、クランプスプリングは図１に示す形
状のものに限定されず、例えば、ループ状の弾性体を２
本用いるようにしてもよい。

【００５８】さらに、粗砥粒軸付き砥石を回転させるも
のとして図９に示す超音波援用スピンドルモータに限定
されず他の高出力モータを用いることもできる。微細砥
粒軸付き砥石を回転させるものとしてエアスピンドルモ
ータに限定されず他の高精度モータを用いることもでき
る。

【００５９】また、接続部材の材質としては、炭化ケイ
素の焼結セラミックスに限定されず、例えば、アルミ
ナ，ジルコニア等のセラミックスを用いることができ
る。

【００６０】また、光コネクタとして複数の心線を有す
る光アレイコネクタのほか単心のコネクタにも本発明を
適用できるのは言うまでもない。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の光導波炉デバ
イスの接続構造は、基板を接続部材に固定したものと光
コネクタの接続のみならず基板を接続部材に固定した光
導波路デバイス同士についても光軸無調整で脱着自在な
接続が容易かつ再現性良く行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施の形態の光導波路デバイスの
接続構造を示す分解斜視図である。

【図２】図２は図１中の光導波路デバイス３０の斜視図
である。

【図３】図２の光導波路デバイス３０の２つを相互に接
続する構造の分解斜視図である。

【図４】第２の発明の実施の形態の光導波路デバイスの
斜視図である。

【図５】第３の発明の実施の形態の光導波路デバイスの
部分側面図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ第４の発明の実施
の形態の光導波路デバイスの正面図及びＡ部拡大図であ
る。

【図７】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ第６の発明の実施
の形態の光導波路デバイスの製造方法を説明するための
部分側面図及びＢ部拡大図である。

【図８】第７の発明の実施の形態の光導波路デバイスの
製造方法を工程順に示す断面図である。

【図９】図８に示す光導波路デバイスの製造方法に用い
る製造装置の斜視図である。

【図１０】第８の発明の実施の形態の光導波路デバイス
の製造方法を工程順に示す断面図である。

【図１１】従来の光導波路デバイスの接続構造の分解斜
視図である。

【符号の説明】１光導波路基板２接続部材３端面４ガイドピン孔５光アレイコネクタ６ガイドピン７くぼみ８クランプスプリング９後端部１０凸部１１ガイドピン孔１２凹部１３Ｖ溝１４押さえ基板１５充填剤１６スリット１７マスタピン１８ポケット１９微細砥粒軸付き砥石２０先端２１浅孔２２粗砥粒軸付き砥石２３深孔２４内径部２５超音波援用スピンドルモータ２６エアスピンドルモータ２７ステージ２８加工液２９下孔３０光導波路デバイス３１光導波路基板３２光ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の光導波路デバイスの第１の光導波
路の入出力端面が設けられた第１の端面と第２の光導波
路デバイスの第２の光導波路の入出力端面が設けられた
第２の端面とを向き合わせ、前記第１及び第２の端面が
互いに押圧するように前記第１及び第２の光導波路デバ
イスを脱着可能なクランプスプリングで挟み込む光導波
路デバイスの接続構造において、前記第１の端面に少くとも２本の第１のガイドピン孔を
設け、前記第２の端面に前記第１のガイドピン孔に対応
して少くとも２本の第２のガイドピン孔を設け、前記第
１及び第２の端面を向き合わせる際に対応する前記第１
及び第２のガイドピン孔に挿抜可能なガイドピンを嵌合
させて前記第１及び第２の光導波路の入出力端面を位置
合わせすることを特徴とする光導波路デバイスの接続構
造。
【請求項２】第１の光導波路デバイスは第１のガイド
ピン孔が設けられた接続部材と、この接続部材に固定さ
れ第１の光導波路の入出力端面が設けられた基板からな
り、第２の光導波路デバイスは光ケーブルが接続され第
２のガイドピン孔及び第２の光導波路の入出力端面が設
けられた光コネクタであることを特徴とする請求項１記
載の光導波路デバイスの接続構造。
【請求項３】第１の光導波路デバイスは第１のガイド
ピン孔が設けられた第１の接続部材と、この第１の接続
部材に固定され第１の光導波路の入出力端面が設けらた
れた第１の基板からなり、第２の光導波路デバイスは第
２のガイドピン孔が設けられた第２の接続部材と、この
第２の接続部材に固定され第２の光導波路の入出力端面
が設けられた第２の基板からなることを特徴とする請求
項１記載の光導波路デバイスの接続構造。
【請求項４】端面に少くとも２本のガイドピン孔を設
けた接続部材と、この接続部材に固定されこの接続部材
の端面と同一平面上の端面に光導波路の入出力端面が設
けられた基板と、前記接続部材及び前記基板の端面に前
記ガイドピン孔に挿抜可能に嵌合されたガイドピンに相
対的に位置決めされて端面が押圧される他の光導波路デ
バイスに一端が係止されるクランプスプリングの他端を
係止する前記接続部材に設けられた係止部とを含むこと
を特徴とする光導波路デバイス。
【請求項５】係止部は接続部材の端面を一部とする凸
部からなりこの凸部にガイドピン孔が設けられたことを
特徴とする請求項４記載の光導波路デバイス。
【請求項６】凸部に凹部を設けガイドピン孔は端面か
ら前記凹部に達する貫通孔であることを特徴とする請求
項５記載の光導波路デバイス。
【請求項７】凸部にガイドピン孔と交差する複数のス
リットを設けたことを特徴とする請求項５又は６記載の
光導波路デバイス。
【請求項８】ガイドピン孔は断面形状がガイドピンと
ほぼ同一の径の円及びこの円周の１又は複数の部分に設
けられたポケットからなることを特徴とする請求項４な
いし７記載の光導波路デバイス。
【請求項９】接続部材は熱膨張係数が基板の２倍以内
の多孔性セラミックスであること特徴とする請求項４な
いし８記載の光導波路デバイス。
【請求項１０】接続部材の材質は炭化ケイ素からなる
多孔性セラミックスであることを特徴とする請求項９記
載の光導波路デバイス。
【請求項１１】接続部材にガイドピン孔を加工し、前
記ガイドピン孔の内壁に充填剤を塗布し、前記充填剤が
軟化している状態でガイドピンより僅かに太いマスタピ
ンを前記ガイドピン光に挿入し、前記充填剤を硬化させ
てから前記マスタピンを前記ガイドピン孔から引き抜く
ことを特徴とする請求項４ないし１０記載の光導波路デ
バイスを製造する光導波路デバイスの製造方法。
【請求項１２】ガイドピン孔は、粗砥粒軸付き砥石で
下孔を加工してから微細砥粒軸付き砥石で前記下孔の内
面を仕上加工して得る請求項４ないし１０記載の光導波
路デバイスを製造する光導波路デバイスの製造方法又は
請求項１１記載の光導波路デバイスの製造方法。
【請求項１３】ガイドピン孔は、接続部材の端面に微
細砥粒軸付き砥石でテーパ状の浅孔を形成し、粗砥粒軸
付き砥石で前記浅孔を深孔に加工し、再び前記微細砥粒
軸付き砥石で前記深孔の内面を仕上げ加工して得ること
を特徴とする請求項４ないし１０記載の光導波路デバイ
スを製造する光導波路デバイスの製造方法又は請求項１
１記載の光導波路デバイスの製造方法。