JPH11242128A - 熱融着一体型フェルールとその製造方法、ファイバーアレイの製造方法 - Google Patents

熱融着一体型フェルールとその製造方法、ファイバーアレイの製造方法

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JPH11242128A
JPH11242128A JP10360445A JP36044598A JPH11242128A JP H11242128 A JPH11242128 A JP H11242128A JP 10360445 A JP10360445 A JP 10360445A JP 36044598 A JP36044598 A JP 36044598A JP H11242128 A JPH11242128 A JP H11242128A
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optical fiber
heat
groove
fixing
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Nobutsugu Fukuyama
暢嗣 福山
Kazutoshi Toyama
和利 遠山
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NGK Insulators Ltd
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NGK OPT CERAMICS KK
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    • G02B6/3652Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合強度が強く、耐水性に優れ、しかも生産
性が高く、低価格であるフェルールとその製造方法およ
びファイバーアレイの製造方法を提供する。 【解決手段】 第1のガラス基板5と第2のガラス基板
7の少なくとも一部が熱融着により一体化された熱融着
一体型フェルール1である。第1のガラス基板5は、第
2のガラス基板7に面する側に、光ファイバー固定用V
溝9を備えるとともに、第1のガラス基板5の光ファイ
バー固定用V溝9上に、第2のガラス基板7との間に所
定の空隙を有するガイド部12を備えている。この熱融
着一体型フェルールは、光ファイバー固定用V溝9の形
成された第1のガラス基板5の被熱融着面と、第2のガ
ラス基板7の被熱融着面とを接触させ、(Tg1−10
0)〜(Tg2+150)(第1のガラス基板5と第2
のガラス基板7のうち、Tg1は高い方のガラス転移温
度、Tg2は低い方のガラス転移温度)℃の環境温度下
で熱融着することにより製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、熱融着一体型フ
ェルールとその製造方法、および熱融着一体型フェルー
ルを用いたファイバーアレイの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 ファイバーの整列部品には、石英導波
路等の光部品とファイバーとの接続を目的としたファイ
バーアレイと、ファイバー同士を接続するMTコネクタ
ーとの2種類がある。
【0003】 ファイバーアレイの材料には、接続する
他の光学部品、たとえば、導波路など熱膨張率が低いこ
とが多いので、一般的にガラスまたはシリコンが用いら
れている。最近では、品質の良い低コストなガラス材料
の開発が進み、ファイバーアレイの材料は、ガラスが主
流となってきている。
【0004】 従来のV溝を用いた樹脂組立ファイバー
アレイにおいては、V溝基板のV溝上にファイバーを搭
載し、ファイバー押え基板でファイバーをV溝に押さえ
つけ、樹脂等で接着固定していた。V溝の場合、ファイ
バーの頭がV溝の上に出る程度の深さにしておき、そこ
をファイバー押え基板で押さえつけることにより、高精
度なV溝に2点接触し、ファイバーを高精度に配列でき
る。このとき、ファイバー、V溝基板及びファイバー押
え基板を同時に接着固定するため、通常、作業性の良好
な樹脂接着剤を用いて組立を行っていた。
【0005】 しかしながら、接着剤を用いた場合、長
期的にみると、湿度、熱等の環境条件の変化により、V
溝基板とファイバー押え基板との接着部の劣化を招いて
いた。また、V溝上にファイバー押え基板を搭載するた
め、基板同士の位置合わせが必要であるが、この作業が
煩雑なものであり、コスト的にも問題があった。更に、
V溝にファイバーが2点接触するため、組立後のファイ
バーの配列精度は、V溝の精度に依存するが、これだけ
でなく、ファイバー径のばらつき(例えば、16心ファ
イバーアレイの場合、16本のファイバーについて)の
影響を受けていた。
【0006】 この点に鑑み、長期信頼性の確保のため
に、基板をメタライズして半田を接着に用いることも検
討されているが、半田は作業温度が高いことや半田の流
動性等で組立の困難度が高いこと、メタライズするた
め、ガラスとの熱膨張の差による応力による問題がある
ことと、半田自体のコストの問題等を抱えていた。
【0007】 更に、V溝基板とファイバー押え基板と
の位置合わせの問題を解消する方法としては、V溝への
ファイバーの2点接触ではなく、V溝内にファイバーが
存在する寸法(ファイバーがもぐる)にしておき、ファ
イバーを挿入する前に両者を樹脂で張り合わせておき、
後からファイバーを挿入する技術も知られているが、基
板同士の張り合わせに、接着剤や半田を用いた場合、上
記と同様の問題が発生する。
【0008】 一方、MTコネクターは、図7に示すよ
うに、通常の125μmファイバーを250μmピッチ
に配列したコネクター30が一般的であり、光ファイバ
ー挿入孔36が250μmピッチで形成されている。こ
の光ファイバー挿入孔36に光ファイバーを挿入し、配
列精度を確保するために、非常に厳しいクリアランスで
孔が形成されている。これは、通常の125μmの光フ
ァイバーに対して127μm程度の孔である。このよう
な孔に光ファイバーを挿入するのは至難の技であるた
め、光ファイバーを効率的に挿入するために、250μ
mピッチの半円ガイド溝32がついており、且つこのガ
イド溝32は、連続的に光ファイバー挿入孔36へ円錐
状のテーパ34でつながっており、光ファイバーが挿入
し易い構造に形成されている。
【0009】 上記のことから、MTコネクターは、通
常、安価であり、かつ、寸法精度が良い樹脂インジェク
ションモールド品が一般的に用いられてきたが、樹脂製
であるため、例えば石英導波路等との接続に用いた場
合、熱膨張が大きく、最適であるとはいえなかった。こ
のため、MTコネクターをガラスで製造することが好ま
しいが、ガラスでMTコネクターのような配列精度で複
数の丸孔を形成することは、従来の技術では困難であ
り、工業的に実現していない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、かかる従
来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする
ところは、接合強度が強く、耐水性に優れ、しかも生産
性が高く、低価格であるフェルールとその製造方法およ
びファイバーアレイの製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、第1のガラス基板と第2のガラス基板の少なくと
も一部が熱融着により一体化された熱融着一体型フェル
ールであって、前記第1のガラス基板は、第2のガラス
基板に面する側に、光ファイバー固定用V溝を備えると
ともに、前記第1のガラス基板の光ファイバー固定用V
溝上に、第2のガラス基板との間に所定の空隙を有する
ガイド部を備えたことを特徴とする熱融着一体型フェル
ール、が提供される。
【0012】 本発明においては、第1のガラス基板と
第2のガラス基板の内表面の最大表面粗さ(Rmax)
が0.2〜2.0μmであることが好ましく、また、第
1のガラス基板と第2のガラス基板との被熱融着面の面
積が0.01mm2以上であることが好ましい。
【0013】 また、本発明によれば、光ファイバー固
定用V溝の形成された第1のガラス基板の被熱融着面
と、第2のガラス基板の被熱融着面とを接触させ、該第
1及び第2のガラス基板の被熱融着面を、(Tg1−1
00)〜(Tg2+150)(ここで、第1のガラス基
板と第2のガラス基板のうち、Tg1は高い方のガラス
転移温度、Tg2は低い方のガラス転移温度)℃の温度
下で熱融着することを特徴とする熱融着一体型フェルー
ルの製造方法が提供される。
【0014】 さらに、本発明によれば、光ファイバー
固定用V溝の形成された第1のガラス基板の被熱融着面
または第2のガラス基板の被熱融着面にガラスフリット
を膜形成させた後、それぞれのガラス基板の被熱融着面
を接触させ、該ガラス基板の被熱融着面を、(Tg3)
〜(Tg4+150)(ここで、Tg3はガラスフリッ
トのガラス転移温度、Tg4は第1のガラス基板のガラ
ス転移温度)℃の温度下で熱融着することを特徴とする
熱融着一体型フェルールの製造方法が提供される。上記
の製造方法において、第1のガラス基板および第2のガ
ラス基板のそれぞれの被熱融着面の最大表面粗さ(Rm
ax)が、0.5μm以下であることが好ましい。
【0015】 更に、本発明によれば、次の工程(a)〜
(e)を含む、前記した熱融着一体型フェルールを用いた
ファイバーアレイの製造方法が提供される。 (a)光ファイバー先端を、光ファイバー固定用V溝上の
ガイド部上方に配置する。 (b)光ファイバー先端を、光ファイバー固定用V溝上に
おろす。 (c)光ファイバー先端を、光ファイバー固定用V溝にガ
イドさせつつ光ファイバーを前記の熱融着一体型フェル
ール内に挿入する。 (d)前記熱融着一体型フェルール全体に第1の液体状接
着剤を塗布・充填する。 (e)前記第1の液体状接着剤を固化する。
【0016】 このファイバーアレイの製造方法におい
ては、第2のガラス基板が、第1のガラス基板の光ファ
イバー固定用V溝上のガイド部上方が開放され、光ファ
イバー固定用V溝上のみを覆うように熱融着された熱融
着一体型フェルールを用いる場合には、工程(e)の後、
次の工程(f)〜(g)を含むことが望ましい。 (f)第2の液体状接着剤で被覆光ファイバー部を覆う。 (g)前記第2の液体状接着剤を固化する。
【0017】 また、ファイバーアレイの製造方法にお
いて、工程(a)の前に、第1のガラス基板の光ファイバ
ー固定用V溝、もしくは光ファイバー自体に液体状接着
剤を塗布する工程を有することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。図1(a)(b)(c)(d)は本発
明の熱融着一体型フェルールの基本構造を示す一実施例
で、図1(a)は概略正面図、図1(b)は右側面図、図1
(c)は斜視図、図1(d)は分解斜視図である。図1(a)(b)
(c)(d)において、熱融着一体型フェルール1は、被覆光
ファイバー固定用溝13aと光ファイバー固定用V溝9
を有する第1のガラス基板5と、第1のガラス基板5の
被覆光ファイバー固定用溝13aと相補関係にある被覆
光ファイバー固定用溝13bと第1のガラス基板5の光
ファイバー固定用V溝9の一部とともに光ファイバーガ
イド部(ガイド部)12を構成するための空隙16を有
する第2のガラス基板7とが、熱融着によって一体化さ
れたものである。
【0019】 このように、被覆光ファイバー固定用溝
13a、13b及び空隙16を除いた第1のガラス基板
5及び第2のガラス基板7の全体を熱融着面とすること
により、第1のガラス基板5と第2のガラス基板7との
熱融着面8の面積を大きく確保することができ、信頼性
を向上することができる。また、図2(a)(b)のように、
光ファイバーガイド部12にテーパ11を設けると、光
ファイバーの挿入性の向上と光ファイバー固定用V溝9
のエッジ部分での光ファイバーの断線などの損傷を低減
または防止することができる。更に、被覆光ファイバー
固定用溝13aと被覆光ファイバー固定用溝13bから
被覆光ファイバー収納部15が形成されることにより、
光ファイバー固定用V溝9に光ファイバーを真直に挿入
することができるとともに、被覆光ファイバーをフェル
ールに確実に固定することができる。
【0020】 なお、図1(a)(b)(c)(d)に示す熱融着一
体型フェルール1は、熱融着時における第1のガラス基
板5と第2のガラス基板7との位置精度を維持すること
が多少困難であり、被覆光ファイバーを挿入する際に生
じる被覆光ファイバーの損傷を防止するために、被覆光
ファイバー収納部15を超音波加工する必要があること
から、多少コストが掛かる。以上のような図1(a)(b)
(c)(d)における問題を解消するためには、図3(a)(b)
(c)〜図4(a)(b)(c)に示す熱融着一体型フェルールが好
ましい。
【0021】 図3(a)(b)(c)は本発明の熱融着一体型
フェルールの他の実施例であり、図3(a)は斜視図、図
3(b)は分解斜視図、図3(c)はフェルールに光ファイバ
ーを挿入した状態(ファイバーアレイ)を示す断面説明
図である。この実施例の場合、熱融着一体型フェルール
20は、被覆光ファイバー支持部14と光ファイバー固
定用V溝9を有する第1のガラス基板5と、第1のガラ
ス基板5の光ファイバー固定用V溝9の一部とともに光
ファイバーガイド部12を構成するための開放部17を
有する第2のガラス基板7とが、熱融着によって一体化
されている。これにより、図1(a)(b)(c)(d)に示す熱融
着一体型フェルール1と比較して、第1のガラス基板5
と第2のガラス基板7の熱融着面8を最小限にすること
ができるため、光ファイバー固定用V溝9の寸法精度を
向上させることができる。また、第1のガラス基板5は
段差構造であるため、研削加工で良く、しかもフェルー
ルの構造をシンプルにすることができるため、コストの
低減に寄与することができる。
【0022】 尚、この熱融着一体型フェルール20
は、被覆光ファイバー4が被覆光ファイバー支持部14
で支持されているだけであるため、光ファイバー固定用
V溝9に光ファイバー2を真直に挿入する工夫が必要で
あるとともに、図3(c)に示すように、フェルール20
と被覆光ファイバー4を一体化する場合、曲げに耐え得
る接着剤19を用いてフェルール20と被覆光ファイバ
ー4を堅固に固定することが重要である。
【0023】 図4(a)(b)(c)は本発明の熱融着一体型
フェルールのさらに別の実施例であり、図4(a)は斜視
図、図4(b)は分解斜視図、図4(c)はフェルールに光フ
ァイバーを挿入した状態(ファイバーアレイ)を示す断
面説明図である。この場合の熱融着一体型フェルール2
2は、被覆光ファイバー支持部14と光ファイバー固定
用V溝9を有する第1のガラス基板5と、第1のガラス
基板5の被覆光ファイバー支持部14の上方に位置する
被覆光ファイバー固定用溝13bと第1のガラス基板5
の光ファイバー固定用V溝9の一部とともに光ファイバ
ーガイド部12を構成するための間隙16を有する第2
のガラス基板7とが、熱融着によって一体化されたもの
である。
【0024】 これにより、図1(a)(b)(c)(d)に示す熱
融着一体型フェルール1と比較して、第1のガラス基板
5と第2のガラス基板7の熱融着面8を最小限にするこ
とができるため、高精度に作られたガラス基板5のV溝
部位の熱変形がほとんどなく、光ファイバー固定用V溝
9の寸法精度を熱融着前の精度に維持することができ
る。また、図3(a)(b)(c)に示す熱融着一体型フェルー
ルと比較して、被覆光ファイバー支持部14と被覆光フ
ァイバー固定用溝13bから被覆光ファイバー収納部1
5が形成されているため、図4(c)に示すように、フェ
ルール22と被覆光ファイバー4を一体化する場合、光
ファイバー固定用V溝9に光ファイバー2を真直に挿入
することができるとともに、被覆光ファイバー4をフェ
ルール22に確実に固定することができる。更に、図1
(a)(b)(c)(d)に示す熱融着一体型フェルールのように、
被覆光ファイバー収納部15を超音波加工する必要がな
い。図4(a)(b)(c)のフェルール構造では、第1のガラ
ス基板5は段差構造で、研削加工でき、また、第2のガ
ラス基板7はV溝が無く、プレス成形が容易であること
から、コスト的に利点が大きい。
【0025】 以上説明したように、本発明の熱融着一
体型フェルールの構造上の主な特徴としては、光ファイ
バー固定用溝をV溝9で形成するとともに、その光ファ
イバー固定用V溝9の一部(光ファイバー挿入孔3の手
前部分)に光ファイバーガイド部12を有することであ
る。
【0026】 本発明の熱融着一体型フェルールにおい
ては、光ファイバー固定用溝としてV溝9を用いるため
(光ファイバー挿入孔3の形状としては、三角穴にな
る。)、図5(a)に示すように、V溝9の角度を調整す
ることにより、隣のV溝9に接する程度まで開口幅を広
く設定することができるため、光ファイバー2の挿入性
を向上することができる。
【0027】 一方、光ファイバー挿入孔が丸穴の場合
には、第1のガラス基板と第2のガラス基板のそれぞれ
に半円溝を形成して、それを高精度に合わせる必要が生
じる。穴のクリアランスを厳しくし、これを損なわない
ように位置合わせを行うことは極めて困難である。尚、
図5(a)に示す光ファイバー固定用V溝9は、最終的
に、本発明の熱融着一体型フェルールの光ファイバー挿
入孔3と光ファイバーガイド部12を構成するものであ
り、研削加工により、第1のガラス基板5の表面に形成
される。
【0028】 また、被覆光ファイバー4に内包される
並列した複数の光ファイバー2を、光ファイバーガイド
部12を用いて熱融着一体型フェルールに挿入する場
合、光ファイバー固定用溝の形状を連続したV溝(ジグ
ザク溝)9にすることが好ましい。
【0029】 これは、図5(b)に示すようなU溝の場
合、光ファイバーガイド部12から光ファイバー2がず
れてしまった場合、光ファイバー2を光ファイバー挿入
孔3に挿入することが困難であるが、図5(a)に示すジ
グザクのV溝9では、光ファイバー2が多少ずれてしま
っても、V溝9の調心作用により、光ファイバー挿入孔
3に確実に挿入することができるからである。
【0030】 更に、図6に示すように、ジグザクのV
溝9をハーフピッチにすることにより、丸穴など他の形
状の溝では困難であった溝aと同じ長さのピッチbにす
ることができる。また、V溝9同士の壁面部の強度低下
やガラス基板(5,7)同士の熱融着等によるV溝9の
変形や破損を防止することができるため、光ファイバー
固定用V溝9の配列精度および信頼性を確保することが
できる。
【0031】 以上のことから、図7に示す従来のMT
コネクターのように、光ファイバーを挿入するための半
円ガイド溝や円錐状のテーパー等の精密な加工を必要と
しないため、コストの低減と汎用性を向上することがで
きる。
【0032】 また、本発明の熱融着一体型フェルール
では、被覆光ファイバー及び光ファイバーを受容する第
1のガラス基板5及び第2のガラス基板7の内表面の最
大表面粗さ(Rmax)が、0.2〜2.0μmである
ことが好ましい。最大表面粗さ(Rmax)が0.2μ
m未満である場合、接着剤の接着強度を十分に確保する
ことができず、一方、最大表面粗さ(Rmax)が2.
0μmを超過する場合、光ファイバーの損傷が発生しや
すくなるだけでなく、寸法精度を維持することが困難で
あるからである。ここで、被覆光ファイバー及び光ファ
イバーの受容する第1のガラス基板5及び第2のガラス
基板7の内表面とは、被覆光ファイバー収納部及び光フ
ァイバー挿入孔の内壁面を指す。
【0033】 次に、本発明の熱融着一体型フェルール
の製造方法について、図1(a)(b)(c)(d)〜図4(a)(b)
(c)を参照しつつ説明する。第1のガラス基板5に対
し、第2のガラス基板7を接した状態に置き、第1のガ
ラス基板5と第2のガラス基板7との接合面に所定の値
以上の荷重をかける。この状態で、〔(Tg1−10
0)〜(Tg2+150)〕(ここで、第1のガラス基
板5と第2のガラス基板7のうち、Tg1は高い方のガ
ラス転移温度、Tg2は低い方のガラス転移温度を示
す。)℃の範囲で所定の時間加熱すると、第1のガラス
基板5および第2のガラス基板7の表面が活性化し、そ
のエネルギーにより互いに接合し、第1のガラス基板5
および第2のガラス基板7は一体化し、フェルールが形
成される。
【0034】 ここで、(Tg2+150)℃を超えて
加熱すると、第1のガラス基板5に形成されているファ
イバー固定用V溝9が軟化・変形し、冷却後、所定の形
状の孔が得られない。また、(Tg1−100)℃未満
の加熱では、第1のガラス基板5および第2のガラス基
板7の表面の活性化が始まらないため融着することがで
きない。
【0035】 例えば、第1のガラス基板5および第2
のガラス基板7として、BK−7を用いた場合、ガラス
転移温度が557℃であるため、600℃で熱融着を行
う。一方、第2のガラス基板7として、日本ガイシ
(株)製ミラクロンPC−4を用いた場合、ガラス転移
温度が498℃であるため、530℃で熱融着を行うこ
とができる。これは、第1のガラス基板5のガラス転移
温度(557℃)よりは低い温度であるが、第2のガラ
ス基板7のガラス転移温度(498℃)よりは高い温度
である。従って、第1のガラス基板5は融着し難いが、
第2のガラス基板7は融着し易い状態であり、その結
果、良好な融着が可能となる。更に、第1のガラス基板
5のガラス転移温度よりは低い温度であるため、第1の
ガラス基板5の熱変形を抑制することができるため、第
1のガラス基板5に形成された光ファイバー固定用V溝
9の形状精度を維持することができる。
【0036】 また、その他の方法として、光ファイバ
ー固定用V溝9の形成された第1のガラス基板5の被熱
融着面又は第2のガラス基板7の被熱融着面にガラスフ
リットを膜形成させた後、それぞれの基板の被熱融着面
を接触させ、(Tg3)〜(Tg4+150)(ここ
で、Tg3はガラスフリットのガラス転移温度、Tg4
は第1のガラス基板5のガラス転移温度)℃の環境温度
下で熱融着してもよい。なお、ガラス膜の形成は、膜厚
が均一になることから、スパッタリング法によって行う
こともできる。
【0037】 これにより、熱融着を行った際、第1の
ガラス基板5及び第2のガラス基板7が、ガラスフリッ
トの接合界面全体にわたって均一かつ強固に接合するこ
とができるとともに、第1のガラス基板5のガラス転移
温度Tg4よりもガラスフリットのガラス転移温度Tg
3を低くすることにより、熱融着によるそれぞれのガラ
ス基板5,7の熱変形を抑制することができるため、完
成した一体型フェルールの寸法精度及び信頼性を向上す
ることができる。
【0038】 例えば、第1のガラス基板5の被熱融着
面又は第2のガラス基板7の被熱融着面に、ガラスフリ
ットを0.5μmの厚さでスパッタで膜形成を行う際、
第1のガラス基板5および第2のガラス基板7として、
BK−7を用いる場合、熱膨張が良く一致し、ガラス転
移温度が低いコーニング社製7570(ガラス転移温度
約350℃)を用いることにより、熱融着によるそれぞ
れのガラス基板5,7の熱変形を抑制することができ
る。
【0039】 尚、第2のガラス基板7の自重のみで所
定の値以上の荷重がかかる場合は別途荷重をかける必要
はない。また、それぞれのガラス基板5,7の融着時に
おける加熱雰囲気は、酸化雰囲気、還元雰囲気ともに可
能であり、加熱時間は、基板の材質、加熱温度、荷重に
より適宜決定される。
【0040】 このとき、本発明の熱融着一体型フェル
ールに、シングルモードファイバを用いる場合には、そ
の配列精度が1μm以下にすることが望まれる。この精
度を確保するため、熱融着による変形および融着前の光
ファイバー固定用V溝の寸法精度を厳密に管理すること
が重要である。ここで、本発明では、第1のガラス基板
5及び第2のガラス基板7のそれぞれの熱融着面の最大
表面粗さ(Rmax)を0.5μm以下にすると、熱融
着時の変位量が少なくなるため、好ましい。尚、この変
位量は、環境温度、荷重、接合時間、第1のガラス基板
および第2のガラス基板の表面粗さに依存する。
【0041】 また、本発明の熱融着一体型フェルール
は、第1のガラス基板5と第2のガラス基板7との接触
部の全てが必ずしも熱融着されていなくてもよく、接合
強度及び耐水性の点で問題がなければ、必要最小限であ
ることが、寸法制御などがし易く、光ファイバー固定用
V溝9の寸法精度を維持する上で好ましい。すなわち、
第1のガラス基板5と第2のガラス基板7との熱融着面
の面積が、トータルで0.01mm2以上であれば、信
頼性を確保できる。
【0042】 次に、上記した熱融着一体型フェルール
を用いたファイバーアレイの製造方法について説明す
る。図4(a)(b)(c)に基づいて説明すると、まず、光フ
ァイバー2の先端を、熱融着一体型フェルール22の光
ファイバー固定用V溝9上のガイド部12上方に配置し
(工程(a))、光ファイバー2の先端を、光ファイバー
固定用V溝9上におろす(工程(b))。次いで、光ファ
イバー2の先端を、この光ファイバー固定用V溝9にガ
イドさせつつ、光ファイバー2及び被覆光ファイバー4
を熱融着一体型フェルール22内(被覆光ファイバー収
納部15)内に挿入する(工程(c))。次に、光ファイ
バー2及び被覆光ファイバー4が挿入された状態の熱融
着一体型フェルール22の全体に、十分量の第1の液体
状接着剤を塗布、充填し(工程(d))、最後に、第1の
液体状接着剤を固化処理する(工程(e))ことにより、
ファイバーアレイを製造することができる。
【0043】 なお、図3(a)(b)(c)に示すように、第
2のガラス基板7が、第1のガラス基板5の光ファイバ
ー固定用V溝9上のガイド部12上方が開放され、光フ
ァイバー固定用V溝9上のみを覆うように構成された熱
融着一体型フェルールを用いたファイバーアレイを製造
する場合には、上記の工程(e)の後に、さらに、第2の
液体状接着剤19で、ガイド部12および被覆光ファイ
バー4を覆い(工程(f))、この第2の液体状接着剤を
固化処理する(工程(g))ことが必要となる。なお、第
1の液体状接着剤と第2の液体状接着剤は、同種でも異
種でもよい。また、第1の液体状接着剤は、上記した工
程(a)の前に、第1のガラス基板5の光ファイバー固定
用V溝9、もしくは光ファイバー2自体に、予め塗布し
ておくこともできる。
【0044】 以下、本発明の熱融着一体型フェルール
及びそれを用いたファイバーアレイの製造方法につい
て、より具体的に説明する。まず、50mm角のガラス
(BK−7)ウエハーに、16心を7群とした(計11
2心)V溝加工を施した。なお、V溝加工は、研削加工
でもプレス加工でもよい。次に、熱融着一体型フェルー
ルの被覆光ファイバー収納部を構成する被覆光ファイバ
ー固定用溝、または段差部である被覆光ファイバー支持
部を形成した。被覆光ファイバー固定用溝(図1(a)(b)
(c)(d)、図2(a)(b))の場合には超音波加工で、被覆光
ファイバー支持部(図3(a)(b)(c)、図4(a)(b)(c))の
場合には研削加工で形成して、第1のガラス基板とし
た。
【0045】 一方、第2のガラス基板も、同様に、5
0mm角のガラス(BK−7)ウエハーに、被覆光ファ
イバー固定用溝(図1(a)(b)(c)(d)、図2(a)(b)、図4
(a)(b)(c))をプレス成形にて形成した。なお、図3(a)
(b)(c)に示す第2のガラス基板の場合には、被覆光ファ
イバー固定用溝がなく、単純な研削加工で形成が可能で
ある。
【0046】 次に、第1のガラス基板に対し、第2の
ガラス基板を接した状態で、第1のガラス基板と第2の
ガラス基板との接合面に所定の値以上の荷重をかけつ
つ、BK−7のガラス転移温度が557℃であるため、
600℃で熱融着を行った。なお、第2のガラス基板と
して、日本ガイシ(株)ミラクロンPC−4を用いた場
合、ガラス転移温度が498℃であるため、530℃で
熱融着を行った。
【0047】 一方、ガラスフリットを用いて熱融着す
る場合には、第1のガラス基板および第2のガラス基板
の熱融着面にガラスフリットを0.5μmの厚みでスパ
ッタリングにより膜形成させた。ガラスフリットとして
は、BK−7と熱膨張がよく一致し、かつBK−7より
融点の低いコーニング(CORNING)社製7570(ガラス
転移温度約350℃)を用いた。以上のようにして第1
のガラス基板と第2のガラス基板を熱融着した後、ダイ
サーにてチップに切断することにより、熱融着一体型フ
ェルールを得た。
【0048】 次に、得られた熱融着一体型フェルール
を用いて、ファイバーアレイを製造した。まず、この熱
融着一体型フェルールの光ファイバー固定用V溝上のガ
イド部に光ファイバーの先端を挿入した。次いで、光フ
ァイバーの先端を、この光ファイバー固定用V溝に沿わ
せつつ、光ファイバー及び被覆光ファイバーを熱融着一
体型フェルール内に挿入した。次に、光ファイバー及び
被覆光ファイバーが挿入された状態の熱融着一体型フェ
ルールの間隙部分(穴)に十分量の第1の液体状接着剤
を充填した後、固化した。最後に、端面を光学研磨し
て、ファイバーアレイを完成した。なお、光ファイバー
挿入時に、あらかじめ光ファイバーに第1の液体状接着
剤を付けておいて熱融着一体型フェルール内に挿入する
ことにより、調心作用を確実に機能させることができ、
V溝のエッジで光ファイバーを損傷させる危険性を低く
することが可能となった。
【0049】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、接合強度が強く、耐水性に優れ、しかも生産性が高
く、低価格であるフェルールとその製造方法およびファ
イバーアレイの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の熱融着一体型フェルールの基本構造
を示す一実施例で、(a)は概略正面図、(b)は右側面図、
(c)は斜視図、(d)は分解斜視図である。
【図2】 本発明の熱融着一体型フェルールの基本構造
を示す他の実施例で、(a)は概略正面図、(b)は右側面図
である。
【図3】 本発明の熱融着一体型フェルールの他の実施
例であり、(a)は斜視図、(b)は分解斜視図、(c)はフェ
ルールに光ファイバーを挿入した状態(ファイバーアレ
イ)を示す断面説明図である。
【図4】 本発明の熱融着一体型フェルールのさらに別
の実施例であり、(a)は斜視図、(b)は分解斜視図、(c)
はフェルールに光ファイバーを挿入した状態(ファイバ
ーアレイ)を示す断面説明図である。
【図5】 光ファイバーガイド部における光ファイバー
の挿入状態を示した概略説明図であり、(a)はV溝の場
合、(b)はU溝の場合である。
【図6】 本発明の熱融着一体型フェルールにおける光
ファイバー固定用V溝の形状の他の例(ハーフピッチ)
を示す概略断面図である。
【図7】 従来のMTコネクターの一例を示した概略正
面図である。
【符号の説明】
1,20,22…熱融着一体型フェルール、2…光ファ
イバー、3…光ファイバー挿入孔、4…被覆光ファイバ
ー、5…第1のガラス基板、7…第2のガラス基板、9
…光ファイバー固定用V溝(ジグザク溝)、10…光フ
ァイバー固定用U溝、11…テーパ、12…光ファイバ
ーガイド部、13a,13b…被覆光ファイバー固定用
溝、14…被覆光ファイバー支持部、16…空隙、17
…開放部、18…熱融着面、19…接着剤、30…MT
コネクター、32…半円ガイド溝、34…円錐状のテー
パー、36…光ファイバー挿入孔。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のガラス基板と第2のガラス基板の
    少なくとも一部が熱融着により一体化された熱融着一体
    型フェルールであって、 前記第1のガラス基板は、第2のガラス基板に面する側
    に、光ファイバー固定用V溝を備えるとともに、 前記第1のガラス基板の光ファイバー固定用V溝上に、
    第2のガラス基板との間に所定の空隙を有するガイド部
    を備えたことを特徴とする熱融着一体型フェルール。
  2. 【請求項2】 第1のガラス基板と第2のガラス基板の
    内表面の最大表面粗さ(Rmax)が0.2〜2.0μ
    mである請求項1記載の熱融着一体型フェルール。
  3. 【請求項3】 前記第1のガラス基板と前記第2のガラ
    ス基板との被熱融着面の面積が0.01mm2以上であ
    る請求項1又は2記載の熱融着一体型フェルール。
  4. 【請求項4】 被覆光ファイバー固定用溝を除いた第1
    のガラス基板と第2のガラス基板の接触面全体が熱融着
    面である請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱融着一
    体型フェルール。
  5. 【請求項5】 ガイド部にテーパを設けた請求項1〜4
    のいずれか一項に記載の熱融着一体型フェルール。
  6. 【請求項6】 被覆光ファイバー支持部と光ファイバー
    固定用V溝を有する第1のガラス基板と、第1のガラス
    基板の光ファイバー固定用V溝の一部とともにガイド部
    を構成するための開放部を有する第2のガラス基板と
    が、熱融着によって一体化されている請求項1〜5のい
    ずれか一項に記載の熱融着一体型フェルール。
  7. 【請求項7】 被覆光ファイバー支持部と光ファイバー
    固定用V溝を有する第1のガラス基板と、第1のガラス
    基板の被覆光ファイバー支持部の上方に位置する被覆光
    ファイバー固定用溝と第1のガラス基板の光ファイバー
    固定用V溝の一部とともにガイド部を構成するための間
    隙を有する第2のガラス基板とが、熱融着によって一体
    化されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱融
    着一体型フェルール。
  8. 【請求項8】 光ファイバー固定用V溝の形成された第
    1のガラス基板の被熱融着面と、第2のガラス基板の被
    熱融着面とを接触させ、該第1及び第2のガラス基板の
    被熱融着面を、(Tg1−100)〜(Tg2+15
    0)(ここで、第1のガラス基板と第2のガラス基板の
    うち、Tg1は高い方のガラス転移温度、Tg2は低い
    方のガラス転移温度)℃の温度下で熱融着することを特
    徴とする熱融着一体型フェルールの製造方法。
  9. 【請求項9】 光ファイバー固定用V溝の形成された第
    1のガラス基板の被熱融着面または第2のガラス基板の
    被熱融着面にガラスフリットを膜形成させた後、それぞ
    れのガラス基板の被熱融着面を接触させ、該ガラス基板
    の被熱融着面を、(Tg3)〜(Tg4+150)(こ
    こで、Tg3はガラスフリットのガラス転移温度、Tg
    4は第1のガラス基板のガラス転移温度)℃の温度下で
    熱融着することを特徴とする熱融着一体型フェルールの
    製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第1のガラス基板および第2のガ
    ラス基板のそれぞれの被熱融着面の最大表面粗さ(Rm
    ax)が、0.5μm以下である請求項8又は9記載の
    熱融着一体型フェルールの製造方法。
  11. 【請求項11】 次の工程(a)〜(e)を含む、請求項1〜
    7のいずれか一項に記載の熱融着一体型フェルールを用
    いたファイバーアレイの製造方法。 (a)光ファイバー先端を、光ファイバー固定用V溝上の
    ガイド部上方に配置する。 (b)光ファイバー先端を、光ファイバー固定用V溝上に
    おろす。 (c)光ファイバー先端を、光ファイバー固定用V溝にガ
    イドさせつつ光ファイバーを請求項1〜7のいずれか一
    項に記載の熱融着一体型フェルール内に挿入する。 (d)前記熱融着一体型フェルール全体に第1の液体状接
    着剤を塗布・充填する。 (e)前記第1の液体状接着剤を固化する。
  12. 【請求項12】 第2のガラス基板が、第1のガラス基
    板の光ファイバー固定用V溝上のガイド部上方が開放さ
    れ、光ファイバー固定用V溝上のみを覆うように熱融着
    された請求項1〜7のいずれか一項に記載の熱融着一体
    型フェルールを用いたファイバーアレイの製造方法であ
    って、工程(e)の後、次の工程(f)〜(g)を含む請求項1
    1記載の製造方法。 (f)第2の液体状接着剤で被覆光ファイバー部を覆う。 (g)前記第2の液体状接着剤を固化する。
  13. 【請求項13】 工程(a)の前に、 第1のガラス基板の光ファイバー固定用V溝、もしくは
    光ファイバー自体に液体状接着剤を塗布する工程を有す
    る、請求項11又は12記載の製造方法。
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