JPH11295547A

JPH11295547A - ファイバアレイ

Info

Publication number: JPH11295547A
Application number: JP9785698A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Watabe; 一隆渡部; Shiro Katsuki; 史朗香月
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-29
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: JP3886249B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外部からの曲げに対する応力を緩和でき、接着
剤の注入量が節約でき、接着剤による剥離、クラック等
の不良を低減し、温度特性に良好で、使用温度の変化に
よる接着剤の膨張収縮によるファイバの動きを緩和でき
断線を防止可能で、機械強度に対し優れ長期間安定した
状態を保つ。【解決手段】ファイバ３の心線４を保持するためのＶ溝
５が形成された基板厚肉部６および基板厚肉部に続く基
板薄肉部７を有する基板１と、カバー厚肉部１０および
カバー厚肉部に続くカバー薄肉部１１を有するカバーガ
ラス２とから成り、Ｖ溝にファイバの心線を挿入して基
板厚肉部およびカバー薄肉部並びに基板薄肉部およびカ
バー厚肉部をそれぞれ貼り合わせたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファイバアレイに係
わり、特に外部からの曲げに対する応力を緩和可能とす
ること等の機能を有するファイバアレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ファイバアレイとして図５に
示すような構造のものが提案されている。このファイバ
アレイは、基板２１（図５（ｂ））とカバーガラス２２
（図５（ａ））とを組み合わせて構成される（図５
（ｃ））。この基板２１は、光ファイバ２３の心線２４
を保持するための単芯Ｖ溝２５が形成された基板厚肉部
２６および基板厚肉部２６に続く基板薄肉部２７を有
し、カバーガラス２２は、カバー厚肉部３０およびカバ
ー厚肉部３０に続くカバー薄肉部３１を有する。

【０００３】このように構成されたファイバアレイは、
図５（ｃ）に示すように、基板２１のＶ溝２５上に光フ
ァイバ２３の外被２８を剥がしたファイバ心線２４を挿
入し、光ファイバ２３の外被２８は、基板２１の基板薄
肉部２７上に設置した後、光ファイバ２３上に紫外線硬
化型接着剤３２を塗布し、基板２１の基板厚肉部２６お
よびカバーガラス２２のカバー厚肉部３０を貼り合わせ
る。よって、光ファイバ２３の外被２８は、基板２１の
基板薄肉部２７およびカバーガラス２２のカバー薄肉部
３１間に設置される。

【０００４】また、図６は、上述した工程で作成された
ファイバアレイの研磨断面図を示す。このファイバアレ
イは、基板２１のＶ溝２５の先端２５Vは尖っており、
基板２１とカバーガラス２２および基板２１のＶ溝２５
に設置される光ファイバ２３の心線２４は３点で点接触
されて設置され、かつ基板２１とカバーガラス２２との
接着層ｔ11が厚く（約１０〜２０μm位）構成されてい
るとともに、基板２１のＶ溝２５の切削深さｔ12は浅く
なるように構成されている。

【０００５】更に、図７（ａ）は図５（ｃ）および図６
に示す従来のファイバアレイの構造を示す側面図、図７
（ｂ）は図７（ａ）に示すテラス部の詳細図である。こ
のファイバアレイは、図７（ａ）に示すように、基板２
１およびカバーガラス２２はともに、それぞれ光ファイ
バ２３と心線２４との接着部ｔ13との境界部であるテラ
ス部が光ファイバ長手方向に直角となるように構成され
ている。

【０００６】また、図７（ｂ）に示すように、光ファイ
バ２３のＵＶ保護外被を剥がした心線２４と接着部層ｔ
14の距離が限りなく０(零)に近い構造となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ファイバアレイでは外部からのファイバ曲げ応力に対し
弱くファイバ断線による不良を招き、使用温度の変化に
より接着剤の膨張収縮で劣化し接着層の剥離、クラック
が発生し、高価な接着剤の注入量が多くなりコストが増
大するとともに、機械強度特性が悪くなるといった難点
があった。

【０００８】本発明は上述の難点を解消するためになさ
れたもので、外部からの曲げに対する応力を緩和でき、
接着剤の注入量が節約でき、接着剤が減ったことで、接
着剤による剥離、クラック等の不良が低減され、温度特
性に良好であり、使用温度の変化による接着剤の膨張収
縮によるファイバの動きを緩和でき断線を防止可能であ
り、機械強度に対し優れ長期間安定した状態が保たれる
ファイバアレイを提供することを目的とする。

【０００９】

【発明を解決するための手段】このような目的を達成す
るため本発明のファイバアレイは、ファイバの心線を保
持するためのＶ溝が形成された基板厚肉部および基板厚
肉部に続く基板薄肉部を有する基板と、カバー厚肉部お
よびカバー厚肉部に続くカバー薄肉部を有するカバーガ
ラスとから成り、Ｖ溝にファイバの心線を挿入して基板
厚肉部およびカバー薄肉部並びに基板薄肉部およびカバ
ー厚肉部をそれぞれ貼り合わせたものである。

【００１０】このファイバアレイにおいて、カバーガラ
スにはファイバの外被を保持するための溝が形成されて
いる。また、本発明のファイバアレイは、光ファイバの
心線を保持するためのＶ溝が形成された基板と、基板に
貼り合わされるカバーガラスとから成り、光ファイバの
心線は基板に形成されたＶ溝およびカバーガラスと非接
触で保持されるものである。このファイバアレイにおい
て、カバーガラスにはファイバの外被を保持するための
溝が形成されている。このファイバアレイにおいて、光
ファイバは基板に形成されたＶ溝と１μｍ以下で非接触
で接着剤中に保持されている。

【００１１】このファイバアレイにおいて、基板のＶ溝
の研削深さは１７０〜２１０μm、好ましくは１８０〜
２００μm、より好ましくは１８５〜１９５μm、基板と
カバーガラスとの接着剤層のための離間距離ｔ１は０＜
ｔ１≦２０μm、好ましくは０＜ｔ１≦１０μm、より好
ましくは０＜ｔ１≦５μmである。このファイバアレイ
において、基板のＶ溝の先端に０．０２５mm以上の曲面
(Ｒ)が設けられている。

【００１２】また、本発明のファイバアレイは、光ファ
イバの外被を除去した心線を保持するためのＶ溝が形成
された基板と、基板に貼り合わされるカバーガラスとか
ら成り、基板とカバーガラス間で心線を保持する接着剤
の膨張による剥離やクラック防止のために基板とカバー
ガラスの両者には心線の保持部に緩やかなテーパを設け
たものである。

【００１３】このファイバアレイにおいて、カバーガラ
スにはファイバの外被を保持するための溝が形成されて
いる。このファイバアレイにおいて、光ファイバの外被
を除去した心線と接着剤との距離が１．５mm以上であ
る。このようなファイバアレイによれば、外部からの曲
げに対する応力を分散させることによりその応力を緩和
でき、かつ接着剤の注入量の節約により接着剤の使用量
が低減されたことにより、接着剤による剥離、クラック
等の不良が低減され、温度特性において良好であり、使
用温度の変化による接着剤の膨張収縮によるファイバの
動きを緩和でき断線を防止可能であり、機械強度に対し
優れ長期間安定した状態を保つことができ、かつ高価な
接着剤の注入量が節約できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のファイバアレイを
適用した好ましい実施の形態例について図面を参照して
説明する。本発明のファイバアレイは、基本的に基板１
と、カバーガラス２とから成る（図１（ｃ））。

【００１５】この基板１は、光ファイバ３の心線４を保
持するためのＶ溝５が形成された基板厚肉部６および基
板厚肉部６に続く基板薄肉部７を有する（図１
（ｂ））。また、このＶ溝５は、基板１の基板厚肉部６
上で切削加工により形成される。尚、上述のＶ溝５を形
成する基板１の厚みは例えば１．６mmとした。また、カ
バーガラス２は、光ファイバ３のＵＶ保護層である外被
８を保持するための門型形状溝９が形成されたカバー厚
肉部１０およびカバー厚肉部１０に続くカバー薄肉部１
１を有する（図１（ａ））。尚、上述のカバーガラス２
の厚みは例えば１．１mとした。

【００１６】このように構成されたファイバアレイおい
て、基板１のＶ溝５上に光ファイバ３の外被８を剥離さ
せたファイバ心線４を挿入する。また、この光ファイバ
３の外被８は、基板１の基板薄肉部７上に設置される。
次に、光ファイバ３上に紫外線硬化型接着剤１２を塗布
し、基板厚肉部６およびカバー薄肉部１１並びに基板薄
肉部７およびカバー厚肉部１０をそれぞれ帖り合させる
ことにより、カバーガラス２の門型形状溝９が光ファイ
バ３の外被８上に挿入される。

【００１７】上述のファイバアレイの製造工程におい
て、紫外線硬化型接着剤１２内に気泡が巻き込まれてい
るとファイバ３のベンディング（屈曲）となり、製造精
度ロスの増加を招くことから、この気泡を完全に除去す
るために、上述のファイバアレイを真空デシケーター内
（図示せず）に挿入し、１．０mm torr付近まで真空引
きを行い、その後、ＵＶ光を照射し硬化させた。

【００１８】尚、このＵＶ光は５０mW／cm²、１８０Sで
照射し、更に接着強度を強めるために６０℃で６０分
間、恒温槽にて熱処理（アニール）を施した。図１に示
す本発明構造によるファイバアレイでは、図５に示す従
来構造によるファイバアレイに比べ外部からの曲げに対
して優れた特性を示す。また、長期間（５，０００Hr）
に亘り対環境試験を行い、従来構造のファイバアレイと
本発明構造のファイバアレイを比較すると、従来構造で
は光ファイバの断線および樹脂の剥離等の不良が２５個
中５個あったものが、本発明構造では皆無となった。

【００１９】したがって、上述の工程を施し、図１
（ａ）に示すようにカバーガラス２に門型形状溝９を形
成することにより、図１（ｂ）に示すような形状の基板
１とカバーガラス２とが帖り合わされたファイバアレイ
を製造することができるとともに、光ファイバ３の心線
４は、基板１のＶ溝５の端縁部において切断研磨され、
他の光ファイバ、例えば光導波路と調心して接着剤によ
り接続／保持される。

【００２０】このようなファイバアレイによれば、外部
からの曲げに対する応力を緩和でき、接着剤の注入量が
節約でき、接着剤が減ったことで、接着剤による剥離、
クラック等の不良が低減され、温度特性に良好であり、
使用温度の変化による樹脂の膨張収縮によるファイバの
動きを緩和でき断線を防止可能であり、機械強度に対し
優れ使用温度に対し信頼性に優れ長期間良好で安定した
状態が保たれ、製造加工費の低減化が図られ、光通信シ
ステムに利用される光合分岐器、光カプラ・スプリッタ
等の光受動用デバイス（光導波路）、光ファイバと光導
波路等のデバイス等に、多様に適用することができる。

【００２１】次に、本発明のファイバアレイを他の実施
の形態例について図２を参照して説明する。図２に示す
ファイバアレイは、それぞれ光ファイバ３の心線４を単
芯または多芯保持するためのＶ溝５が、単一（図２
(ａ)）または多数（図２(ｂ)）形成された基板１と、基
板１に帖り合わされ、前述の光ファイバ３の外被４を保
持するための溝５が形成された図１(ａ)に示す形状のカ
バーガラス２とから成る。

【００２２】このように構成されたファイバアレイにお
いて、図２(ａ)、(ｂ)に示すように、それぞれ単芯およ
び多芯における光ファイバ３に紫外線硬化型接着剤１２
ａを塗布し、基板１のＶ溝５とカバーガラス２間とを帖
り合わせることにより、単芯および多芯における光ファ
イバ３の心線４は、それぞれ基板１に切削加工されたＶ
溝５と１．０μmの間隔（ｔ0）で非接触（クリアラン
ス）で紫外線硬化型接着剤１２ａによりカバーガラス２
間に保持される。また、前述の基板１のＶ溝５はＶ溝の
最先端が０．０２５mm以上の曲面（Ｒ）を有し、予め切
削加工され構成される。

【００２３】また、基板１とカバーガラス２間の離間距
離（ｔ１）である接着材層１２ａは０〜２０μmとされ
る。更に、図２（ｂ）に示すようにファイバアレイが多
芯の場合において、心線４のコア間同士のピッチｔ５の
精度が、±０．５μm内となり高精度で接着剤１２ａ層
中に保持される。更に、上述の基板１のＶ溝５の研削深
さｔ４は１７０〜２１０μm、好ましくは１８０〜２０
０μm、より好ましくは１８５〜１９５μm、基板１とカ
バーガラス２との接着剤層のための離間距離ｔ１は０＜
ｔ１≦２０μm、好ましくは０＜ｔ１≦１０μm、より好
ましくは０＜ｔ１≦５μmである。

【００２４】本発明構造のファイバアレイを図６に示す
従来構造のファイバアレイと比べると、光ファイバ３の
心線部４に接着距離に関してサンプル数ｎ＝３０で引張
試験を行ったところ、平均で従来構造では４１２ｇｆに
対して本発明構造では１７２３ｇｆとなり、従来構造よ
り明らかに引張強度が増加し機械強度特性が向上してい
ることがわかった。

【００２５】また、光導波路の両端に本発明構造のファ
イバアレイを接続し、長期間（５０００Hr）に渡り対環
境試験を行ったが、光損失変動が０．１ｄｂ以内とな
り、良好な特性を示した。このようなファイバアレイに
よれば、従来のように、光ファイバの心線を基板に切削
加工されたＶ溝の２点と、カバーガラスの１点の３点接
触で接着保持させたが、光ファイバの心線が基板の切削
加工された曲面（Ｒ）状のＶ溝およびカバーガラス間に
非接触となることから、引張、衝撃、振動等に対する応
力を緩和でき、その応力の残留が生じずに機械的特性が
良好となる。故に、光ファイバの心線の傷付きによる劣
化を防止することができる。また、Ｖ溝先端に曲面
（Ｒ）を設けたことによりＶ溝底面のクラック発生を防
止することができる。更に、基板とカバーガラス間の接
着層が薄く構成可能となり、該接着剤を節約することが
可能となる。故に、上述の接着剤による剥離および接着
剤の温度特性による耐湿性に起因するクラック等の不良
の発生も防止できるとともに、使用温度の変化による樹
脂の膨張収縮によるファイバの動きを緩和でき該ファイ
バの断線を防止可能となることで、機械強度に対し優
れ、使用温度に対し信頼性に優れ、かつ長期間良好で安
定した状態が保たれ、製造加工費の低減化が図られ、光
通信システムに利用される光合分岐器、光カプラ・スプ
リッター等の光受動用デバイス（光導波路）や、光ファ
イバと光導波路等のデバイス等に適用することができ
る。

【００２６】更に、本発明のファイバアレイをもう１つ
の実施の形態例について、図３(ａ)、(ｂ) をそれぞれ
参照して説明する。図３(ａ)に示すファイバアレイは、
光ファイバ３の心線４を保持するＶ溝５を有する基板１
と、基板１に帖り合わされ、図１（ａ）に示す光ファイ
バ３を保持する溝９が切削加工されたカバーガラス２と
から成る。

【００２７】基板１とカバーガラス２はそれぞれ、光フ
ァイバ３の心線４の保持部に緩やかなテーパ部７ａ、７
ｂを設けている。また、カバーガラス２には、光ファイ
バ３の外被８を保護するための溝９（図１）が形成され
る。また上述のテーパ７ａ、７ｂと光ファイバ３の心線
４と接着剤１２ａ間の距離ｔ７は１．５mm以上になるよ
うに設置されている。

【００２８】上記距離ｔ７は、引張り試験強度に対し著
しい効果があることが確認された。従来技術において
は、心線接着部の距離はほとんど０（零）であるが、本
発明のファイバアレイは、この距離を変えたものであ
り、これについて引張り強度試験を実施し、従来構造の
ものと比較した。その結果を図７に示すグラフを参照し
て説明する。なお、本発明構造及び従来構造とも基板と
光ファイバ、カバーガラスは接触しているタイプのもの
である。

【００２９】この引張強度において、図４のグラフに示
すように、従来構造のファイバアレイでは平均約４００
gｆ程度であるが、心線接着層の素線保持量（距離）を
増加させることによって機械強度が増すことが確認され
た。この結果から、心線接着層の距離が１．５mm程度あ
ると１kgf以上の機械強度が確保可能となる。また、ヒ
ートサイクル試験（−４０〜＋７５℃、１０００cycl
e、４．５Hr/cycle）を行い、試験終了後にその比較を
行った。その結果、従来では投入数１１に対し、４ヶが
厚肉部と薄肉部の境界の部分（図７（ｂ）のＡ）で基板
１若しくはカバーガラス２にクラックが発生し、心線４
の断線等の不良が確認された。また、これとは別に光損
失に異常があったもの（１個）を解体調査すると、ファ
イバアレイ内で光ファイバ３の心線４が断線していた。

【００３０】これに対しテーパを設けた本構造では、こ
の様な現象は全く確認されなかった。よって、光学特性
に起因する信頼性に関しては、その変動量が最大０．１
ｄｂ以内と良好で、光損失に影響を生じない良好な結果
が得られた。このようなファイバアレイによれば、ファ
イバアレイ内での光ファイバ３の心線４の断線も確認さ
れなかったことから、光ファイバ３の心線４へのダメー
ジ（悪影響）も緩和され外部からの曲げに対する応力を
緩和でき、接着剤の注入量が節約でき、接着剤が減った
ことで、接着剤による剥離、クラック等の不良が低減さ
れ、温度特性が良好であり、使用温度の変化による樹脂
の膨張収縮によるファイバの動きを緩和でき断線を防止
可能であり、機械強度に対し優れ使用温度に対し信頼性
に優れ長期間良好で安定した状態が保たれることから、
製造加工費の低減化が図られ、光通信システムに利用さ
れる光合分岐器、光カプラ・スプリッター等の光受動用
デバイス（光導波路）、光ファイバと光導波路等のデバ
イスに適用できる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のファイバアレイによれば、外部からの曲げに対する応
力を分散させ緩和する事が可能となり、接着剤の注入量
が節約でき、接着剤が減ったことで、接着剤による剥
離、クラック等の不良が低減され、温度特性において良
好であり、使用温度の変化による接着剤の膨張収縮によ
るファイバの動きを緩和でき断線を防止可能であり、機
械強度に対し優れ長期間安定した状態を保つことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(ａ)、図１(ｂ)、図１(ｃ)は、それぞれ本
発明のファイバアレイの一実施例におけるカバーガラス
の斜視図、ファイバを組み込んだ（単芯Ｖ溝）基板の斜
視図、カバーガラス、ファイバ、基板を組み込んだファ
イバアレイの図。

【図２】図２(ａ)、図２(ｂ)は、それぞれ本発明による
ファイバアレイの他の実施例における単芯、多芯のファ
イバアレイの研磨断面図。

【図３】図３(ａ)、図３（ｂ）は、それぞれ本発明によ
るファイバアレイの他の実施例における側面から見た説
明図、図３(ａ)のテラス部を示す詳細図。

【図４】本発明の各ファイバアレイにおける心線接着層
の素線保持量（距離）と機械強度特性を示すグラフ。

【図５】図５(ａ)、図５(ｂ)、図５(ｃ)は、それぞれ従
来のファイバアレイにおけるカバーガラスの斜視図、フ
ァイバを組み込んだ基板の斜視図、カバーガラス、ファ
イバ、基板を組み込んだファイバアレイの図。

【図６】図５に示す従来のファイバアレイの研磨断面
図。

【図７】図７(ａ)、図７(ｂ)は、それぞれ図５に示す従
来のファイバアレイにおける構造断面図、図７(ａ)のテ
ラス部を示す詳細図。

【符号の説明】

１・・・・・基板２・・・・・カバーガラス３・・・・・光ファイバ４・・・・・心線５・・・・・Ｖ溝６・・・・・基板厚肉部７・・・・・基板薄肉部８・・・・・外被９・・・・・門型形状溝（溝）１０・・・・・カバー厚肉部１１・・・・・カバー薄肉部ｔ１・・・・・基板とカバーガラスとの接着剤層のための離
間距離ｔ４・・・・・研削深さｔ７・・・・・テーパと光ファイバの心線と接着剤間の距離Ｒ・・・・・曲面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファイバの心線を保持するためのＶ溝が形
成された基板厚肉部および前記基板厚肉部に続く基板薄
肉部を有する基板と、カバー厚肉部および前記カバー厚
肉部に続くカバー薄肉部を有するカバーガラスとから成
り、前記Ｖ溝に前記ファイバの心線を挿入して前記基板厚肉
部および前記カバー薄肉部並びに前記基板薄肉部および
前記カバー厚肉部をそれぞれ貼り合わせたことを特徴と
するファイバアレイ。
【請求項２】前記カバーガラスには前記ファイバの外被
を保持するための溝が形成されたことを特徴とする請求
項１記載のファイバアレイ。
【請求項３】光ファイバの心線を保持するためのＶ溝が
形成された基板と、前記基板に貼り合わされるカバーガ
ラスとから成り、前記光ファイバの心線は前記基板に形成されたＶ溝およ
び前記カバーガラスと非接触で保持されることを特徴と
するファイバアレイ。
【請求項４】前記カバーガラスには前記ファイバの外被
を保持するための溝が形成されたことを特徴とする請求
項３記載のファイバアレイ。
【請求項５】前記光ファイバは前記基板に形成されたＶ
溝と１．０μm以下で非接触で接着剤中に保持されるこ
とを特徴とする請求項３記載のファイバアレイ。
【請求項６】前記基板の前記Ｖ溝の研削深さ（ｔ４）は
１７０〜２１０μm、好ましくは１８０〜２００μm、よ
り好ましくは１８５〜１９５μm、前記基板と前記カバ
ーガラスとの接着剤層のための離間距離（ｔ１）は０＜
ｔ１≦２０μm、好ましくは０＜ｔ１≦１０μm、より好
ましくは０＜ｔ１≦５μmであることを特徴とする請求
項３記載のファイバアレイ。
【請求項７】前記基板の前記Ｖ溝の先端に０．０２５mm
以上の曲面（Ｒ）が設けられていることを特徴とする請
求項３記載のファイバアレイ。
【請求項８】光ファイバの外被を除去した心線を保持す
るためのＶ溝が形成された基板と、前記基板に貼り合わ
されるカバーガラスとから成り、前記基板と前記カバーガラス間で前記心線を保持する接
着剤の膨張による剥離やクラック防止のために前記基板
と前記カバーガラスの両者には前記心線の保持部に緩や
かなテーパを設けたことを特徴とするファイバアレイ。
【請求項９】前記カバーガラスには前記ファイバの外被
を保持するための溝が形成されたことを特徴とする請求
項８記載のファイバアレイ。
【請求項１０】前記光ファイバの外被を除去した心線と
接着剤との距離（ｔ７）が１．５mm以上であることを特
徴とする請求項８記載のファイバアレイ。