JPH11305150A - 光スイッチの結合部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動側光ファイバを使って光ファイバ導入溝
へ挿入する光スイッチの結合部において、可動側光ファ
イバの先端部の処理を容易にし、端面位置の調整の精度
を緩和することが可能な構造とする。 【解決手段】 複数の固定側光ファイバ２ａを端部を揃
えて並列して設置した配列部１と、各固定側光ファイバ
２ａの端部側延長方向に該端部の端面に対向して位置す
る光ファイバ導入溝６ｂを設けた基板６を備え、該光フ
ァイバ導入溝６ｂの１本又は複数本の光ファイバ導入溝
６ｂ内に可動側光ファイバ３の先端部を挿入離脱するこ
とによって、光ファイバの結合、切り替え等を行う光ス
イッチの結合部であって、可動側光ファイバ３の先端に
は光ファイバ導入溝６ｂへの挿入長よりも短い長さで可
動側光ファイバ３と外径が等しい接続光ファイバ４が融
着接続されており、該接続光ファイバ４の端面と固定側
光ファイバ２ａの端面とを対向させて光結合を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の固定側光フ
ァイバを端部を揃えて並列して設置した配列部と、各固
定側光ファイバの端部側延長方向に該端部の端面に対向
して位置する光ファイバ導入溝を設けた基板を備え、該
光ファイバ導入溝のうち１本又は複数本の光ファイバ導
入溝内に可動側光ファイバの先端部を挿入離脱すること
によって、光ファイバの結合、切り替えを行う光スイッ
チの結合部に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の固定側光ファイバの端部を揃えて
並列して配列した配列部と、そのファイバ軸と合致する
複数の光ファイバ導入溝を備え、光ファイバ導入溝へ可
動側光ファイバを搬送する搬送機構を備えた光スイッチ
は、特開平８−２８６１２９号公報等で知られている。

【０００３】この種の光スイッチにおいては、可動側光
ファイバを光ファイバ導入溝に搬送するため、光ファイ
バ導入溝の配列方向及び上下方向に可動側光ファイバを
移動させる搬送機構を有し、該搬送機構によって可動側
光ファイバの先端部を光ファイバ導入溝内に挿入したり
離脱したりして、所望の固定側光ファイバと可動側光フ
ァイバの結合、切替えを図る構造になっている。

【０００４】図５はそのような従来技術による光スイッ
チの結合部を示す図であって、図５（Ａ）は断面図、図
５（Ｂ）は斜視図である。図５に示す通り、基板１３上
には平行に複数のＶ溝１３ａが形成され、そのＶ溝１３
ａの延長線上にＶ溝状の光ファイバ導入溝１３ｂが形成
され、更にＶ溝１３ａと光ファイバ導入溝１３ｂとの間
にＶ溝１３ａの長手方向に垂直な横断溝１３ｃが形成さ
れている。

【０００５】その基板１３のＶ溝１３ａにはそれぞれ固
定側光ファイバ１５ａの端部が端面を揃えて挿入され、
押さえ板１４によって押圧して接着固定され、配列部１
１を構成している。また１本又は複数本の可動側光ファ
イバ１２は、光ファイバ導入溝１３ｂに斜め方向から挿
入され、その端面が所望の固定側光ファイバ１５ａの端
面と対向する。横断溝１３ｃは、Ｖ溝よりも深い断面矩
形状の溝で、固定側光ファイバ１５ａの端面を揃えた
り、固定側光ファイバ１５ａと可動側光ファイバ１２の
端面間にシリコーンオイル等の屈折率整合剤を満たすた
めに使用するものである。なお、１５は複数の固定側光
ファイバ１５ａに一括被覆を施したテープ心線である。

【０００６】また、可動側光ファイバ１２は、図示しな
い可動アームに固定されており、可動アームと共に、光
ファイバ導入溝１３ｂの配列方向及び光ファイバ導入溝
に対して上下方向に、駆動装置によって駆動され搬送さ
れるようになっている。そして、この種の光スイッチで
は図５に示す通り、可動側光ファイバ１２を光ファイバ
導入溝１３ｂに挿入することによって、可動側光ファイ
バ１２の端面は屈折率整合剤を介して固定側光ファイバ
１５ａの端面と対向し、光結合が図られる。

【０００７】また、可動側光ファイバ１２の先端部は、
光ファイバ導入溝１３ｂに斜め方向から挿入して押付け
ることによって可動側光ファイバの剛弾性を利用して先
端部のファイバ軸を光ファイバ導入溝の方向に合わせる
ことが出来るが、その押付け状態をより確実に安定させ
るため、図６に示すように可動側光ファイバ１２を光フ
ァイバ導入溝１３ｂに挿入した時には、その先端部近傍
を押付け部材１６にて押付けるということも行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した光スイッ
チの結合部では、可動側光ファイバの端面と固定側光フ
ァイバの端面が対向することによって結合が行われるた
め、可動側光ファイバと固定側光ファイバのファイバ軸
が完全に一致するように厳密な位置調整を行なう必要が
ある。そしてこの位置精度は全ての光ファイバ導入溝と
固定側光ファイバとの組み合わせに対して保証する必要
があり、相当な箇所での位置調整を行なう必要があるた
め、相当な作業時間を要するものとなっている。

【０００９】位置調整が厳密に行われなくとも実用に支
障がないように、位置調整の精度を少しでも緩和するた
めに、対向する可動側光ファイバ及び固定側光ファイバ
の端面にレンズを付けて、対向部分での光束を広げると
いったことが考えられる。しかし、可動側光ファイバは
その先端から少し離れた箇所で可動アームに固定される
ため、その先端の位置合わせをした後にそのような加工
をすることは場所的に困難である。本発明は、そのよう
な問題点を解消した光スイッチの結合部を提供するもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の光スイッチの結
合部は、複数の固定側光ファイバの端部を揃えて並列し
て設置した配列部と、各固定側光ファイバの端部側延長
方向に該端部の端面に対向して位置する光ファイバ導入
溝を設けた基板を備え、該光ファイバ導入溝のうち１本
又は複数本の光ファイバ導入溝内に可動側光ファイバを
挿入離脱することによって、光ファイバの結合、切り替
えを行う光スイッチの結合部であって、可動側光ファイ
バの先端には光ファイバ導入溝への挿入長よりも短い長
さで可動側光ファイバと外径が等しい接続光ファイバが
融着接続されており、可動側光ファイバの先端部及び接
続光ファイバを光ファイバ導入溝へ挿入することによっ
て、該接続光ファイバの端面と固定側光ファイバの端面
とが対向して結合を行なうものである。

【００１１】また、可動側光ファイバの先端部及び接続
光ファイバが光ファイバ導入溝に挿入された時に融着接
続部が位置する基板の箇所には、光ファイバ導入溝の長
手方向と垂直な方向の横断溝を設けることによって、可
動側光ファイバの先端部分とそれに接続する接続光ファ
イバとを光ファイバ導入溝に挿入した時に融着接続部が
光ファイバ導入溝と接触することをなくすることが出
来、軸ずれ防止及び融着接続部の破損防止を図ることが
出来る。

【００１２】また、可動側光ファイバの先端部と接続光
ファイバの光ファイバ導入溝への挿入に合わせて可動側
光ファイバの先端部分を光ファイバ導入溝へ押付ける押
付け部材を備え、前記可動側光ファイバと接続光ファイ
バとの融着接続部が位置する該押付け部材の箇所には溝
を設け、押付け部材が前記融着接続部には接触しないよ
うにすることによって、押付け部材を使用した場合にお
ける軸ずれの防止及び融着接続部の破損防止を図ること
が出来る。特に融着接続部の外径が可動側光ファイバ又
は接続光ファイバの外径よりも大きいと、横断溝がない
場合は、融着接続部が光ファイバ導入溝から浮き上がる
ため、押付け部材の押圧力が融着接続部に集中して加わ
るが、横断溝があればそのようなことは起こらない。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる光スイッ
チの結合部の実施形態を示す断面図であって、図３
（Ａ）（Ｂ）は本発明の光スイッチの結合部に使用する
基板を示す側面図と平面図である。図１及び図３におい
て、１は配列部、２はテープ心線、２ａは固定側光ファ
イバ、３は可動側光ファイバ、４は可動側光ファイバ３
の先端に融着接続された接続光ファイバ、５は融着接続
部、６は基板、６ａはＶ溝、６ｂは光ファイバ導入溝、
６ｃ、６ｄは横断溝、７は押さえ板である。

【００１４】図１、図３に示すように、まずテープ心線
２の端部被覆を除去して露出させた固定側光ファイバ２
ａの端部を揃えて、基板上６上に並列して形成したＶ溝
６ａに並べ、押さえ板７で押さえて接着剤にて接着固定
し、配列部１とする。接着固定後、固定側光ファイバの
端面を更に切断して揃えることもある。固定側光ファイ
バ２ａの接着固定処理の方法は従来技術とほぼ同じであ
るが、本発明の光スイッチの結合部では、可動側光ファ
イバ３の先端に可動側光ファイバと等しい外径の長さ数
ｍｍの接続光ファイバ４が融着接続されており、融着接
続部５を有する。

【００１５】そして、光スイッチの結合に当たっては、
可動側光ファイバ３を固定している図示しない可動アー
ムによって可動側光ファイバ３及び接続光ファイバ４を
搬送し、可動側光ファイバ３の先端部分と共に接続光フ
ァイバ４を光ファイバ導入溝６ｂに挿入する。そして、
接続光ファイバ４の端面と固定側光ファイバ２ａの端面
とが対向させて光学的結合を行なう。なお、接続光ファ
イバ４の端面と固定側光ファイバ２ａの端面との間は、
対向した時でもわずかに間隙があり、通常の場合はその
間に屈折率整合剤を充填することによって、結合損失の
少ない結合が達成される。

【００１６】また、接続光ファイバ４の実施形態として
は種々の形態がある。大きく分けると可動側光ファイバ
と同種の光ファイバを使って、融着接続を行なわない側
の端面を集光機能又は光反射機能のいずれか一方又は両
方を有するように加工する場合、接続光ファイバとして
可動側光ファイバとは屈折率分布の異なる光ファイバを
使う場合がある。

【００１７】図２（Ａ）（Ｂ）は前者の例であって、接
続光ファイバ４の端面を融着接続に先立って集光機能又
は光反射機能のいずれか一方又は両方を有するように加
工しているので、可動光ファイバとして可動アームに固
定した後の作業が少なくなり、端面の加工作業が容易で
あるという利点がある。なお、端面加工の例としては、
接続光ファイバ４の端面を球面部１０に加工することに
よって端面での集光機能を持たせることによって、接続
光ファイバ４と固定側光ファイバ２ａとの結合時の軸合
わせの位置調整の精度を緩和するもの、接続光ファイバ
４の端面に誘電体多層膜による反射防止膜９を形成して
光反射機能を持たせることによって、屈折率整合剤がな
くても反射のない結合を達成するもの、といった例があ
る。なお、固定側光ファイバ２ａの端面も必要に応じて
同じ処理をしておくことがある。

【００１８】また後者の例としては、図２（Ｃ）に示す
通り、可動側光ファイバ３がシングルモード型光ファイ
バの場合、接続光ファイバとしてグレーデッドインデッ
クス型光ファイバ４’を用いることによってコリメート
レンズの機能を持たせるもの、接続光ファイバとして可
動側光ファイバよりも大きいモードフイルド径の光ファ
イバを用いるものがある。これらの場合は、接続光ファ
イバの端面と固定側光ファイバの端面との間の光束を平
行光としたり拡大したりすることが可能となるので、接
続光ファイバの端面と固定側光ファイバの端面との間の
ファイバ軸の位置調整の精度を緩和することが可能とな
る。なお、これらの場合は固定側光ファイバ側も必要に
応じて同様の処理を行なったものを固定側光ファイバと
して使用する。

【００１９】本発明の光スイッチの結合部では、以上に
説明した通り可動側光ファイバの先端に数ｍｍの長さの
接続光ファイバが融着接続され、融着接続部も光ファイ
バ導入溝に挿入される。可動側光ファイバと接続光ファ
イバの外径は同じであるので、融着接続部も外径はほぼ
同じであるが、ミクロに調べればわずかな外径変動があ
ることもある。また、融着接続部は強度は他の部分に比
べて少し弱くなっている。従って、融着接続部が光ファ
イバ導入溝に挿入されることによって、可動側光ファイ
バ及び接続光ファイバのファイバ軸が固定側光ファイバ
のファイバ軸からわずかにずれて、結合損失を増加させ
る場合がある。また、融着接続部の光ファイバ導入溝へ
の挿入離脱を繰り返すうちに融着接続部が破損し易いと
いう問題が生じることがある。

【００２０】このようなことを避けるため本発明の光ス
イッチの結合部では、融着接続部が光ファイバ導入溝に
挿入された時に、融着接続部が光ファイバ導入溝に接触
しないようにする。即ち、図１、図３に示すように、可
動側光ファイバ３及び接続光ファイバ４を光ファイバ導
入溝６ｂに挿入した時に、融着接続部５が位置する基板
６の箇所に光ファイバ導入溝６ｂを横断するように横断
溝６ｄを形成する。

【００２１】従って、可動側光ファイバ３及び接続光フ
ァイバ４を光ファイバ導入溝６ｂの挿入した時には、融
着接続部５は横断溝６ｄによって光ファイバ導入溝６ｂ
には接触せずに保護される。また、融着接続部に外径変
動がある場合であっても、その部分は軸合わせに影響し
なくなるので、軸ずれを防止することが出来る。なお、
横断溝６ｄは矩形断面を有するものを図示しているが、
融着接続部に基板部材が接触しないように設けるものな
ので、溝の形状は問わない。

【００２２】また、図１、図３で図示した基板６は、固
定側光ファイバを固定するためのＶ溝６ａを形成した部
分と、可動側光ファイバ及び接続光ファイバが挿入され
る光ファイバ導入溝６ｂを形成した部分が一体化されて
いるが、別体で製作し組み合わせて使うことを妨げるも
のではない。勿論一体化した基板を用いて、Ｖ溝６ａと
光ファイバ導入溝６ｂを一連で切削加工すれば、Ｖ溝６
ａと光ファイバ導入溝６ｂの相対配列精度を高める上で
効果がある。

【００２３】図４（Ａ）は、本発明にかかる光スイッチ
の結合部の別の実施形態を示す断面図であって、図４
（Ｂ）はそれに使用する押付け部材の斜視図である。な
お図４において、図１と同じ符号は同じものを示す。ま
た、８は押付け部材、８ａは押付け部材８の先端に設け
た溝である。押付け部材８は、ジルコニア等の材料で形
成したもので、可動光ファイバ３が複数本の場合は、そ
の数の押付け部材を用意してそれぞれ１本ずつ個別に押
付けることもあるが、複数本を一括して押付けることが
出来るように可動側光ファイバの配列方向に細長い形状
にすることが望ましい。

【００２４】また、溝８ａは押付け部材８の先端の中央
部に設け、押付け部材８で可動側光ファイバ３及び接続
光ファイバ４を押付けた時でも、融着接続部５に押付け
部材８が接触しないようにする。このようにすることに
よって、押付け部材８を使う場合であっても、光スイッ
チの結合時の軸ずれを防止することが出来、また融着接
続部を押付け圧力から保護することが出来る。

【００２５】

【発明の効果】本発明の光スイッチの結合部は、可動側
光ファイバの先端に融着接続された接続光ファイバを備
えたものであるので、接続光ファイバとして種々の光フ
ァイバの選択が可能であり、接続光ファイバの端面を融
着接続に先立ち予め成形又は加工することも容易であ
る。端面を球面状に加工したものを使用すれば、固定側
光ファイバとの軸合わせの精度を緩和することが出来、
位置調整に要する作業を簡易化することが出来る。

【００２６】また、端面に反射防止膜を形成した接続光
ファイバを用いれば、屈折率整合剤を不要とすることも
可能になる。また、接続光ファイバとして可動側光ファ
イバと異なる種類の光ファイバを使用することによって
も、固定側光ファイバとの位置調整を簡易化することが
可能になる。

【００２７】また、光ファイバ導入溝に挿入された時に
融着接続部が位置する基板の箇所に横断溝を設けること
によって、可動側光ファイバ及び接続光ファイバを光フ
ァイバ導入溝へ挿入しても、融着接続部は光ファイバ導
入溝へは接触せず、融着接続部に外径変動があっても結
合時の軸ずれを起こすことはなくなる。また融着接続部
が押圧力を受けて何回もの挿抜作業によって破損すると
いう事故が起こることもない。

【００２８】また、可動光ファイバ及び接続光ファイバ
を光ファイバ導入溝へ挿入した時に、押付け部材で可動
光ファイバ及び接続光ファイバを光ファイバ導入溝へ押
付ける場合は、押付け部材の先端に溝を設けているの
で、融着接続部は押付け部材に当たることもなく、軸ず
れの防止及び融着接続部の破損防止の効果が期待出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光スイッチの結合部の実施形態
を示す断面図である。

【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ、本発明にかか
る接続光ファイバの各種実施形態と可動側光ファイバと
の接続例を示す側面図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の光スイッチの結合部
に使用する基板の側面図と平面図である。

【図４】（Ａ）は本発明にかかる光スイッチの結合部の
別の実施形態を示す断面図で、（Ｂ）はそれに使用する
押付け部材の斜視図である。

【図５】従来技術による光スイッチの結合部の例を示す
図であって、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図６】従来技術による光スイッチの結合部の別の例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１：配列部 ２：テープ心線 ２ａ：固定側光ファイバ ３：可動側光ファイバ ４：接続光ファイバ ５：融着接続部 ６：基板 ６ａ：Ｖ溝 ６ｂ：光ファイバ導入溝 ６ｃ、６ｄ：横断溝 ７：押さえ板 ８：押付け部材 ８ａ：溝 ９：反射防止膜 １０：球面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 耕田 浩 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固定側光ファイバを端部を揃えて
   並列して設置した配列部と、各固定側光ファイバの端部
   側延長方向に該端部の端面に対向して位置する光ファイ
   バ導入溝を設けた基板を備え、該光ファイバ導入溝のう
   ち１本又は複数本の光ファイバ導入溝内に可動側光ファ
   イバの先端部を挿入離脱することによって、光ファイバ
   の結合、切り替えを行う光スイッチの結合部において、
   可動側光ファイバの先端には光ファイバ導入溝への挿入
   長よりも短い長さで可動側光ファイバと外径が等しい接
   続光ファイバが融着接続されており、可動側光ファイバ
   の先端部及び接続光ファイバを光ファイバ導入溝へ挿入
   することによって、接続光ファイバの端面と固定側光フ
   ァイバの端面とを対向させて結合を行なうことを特徴と
   する光スイッチの結合部。
2. 【請求項２】 前記接続光ファイバは、融着接続部され
   ていない側の端面が集光機能又は光反射機能のいずれか
   一方又は両方を有するように加工されていることを特徴
   とする請求項１に記載の光スイッチの結合部。
3. 【請求項３】 前記接続光ファイバは、可動側光ファイ
   バと屈折率分布が異なる光ファイバからなることを特徴
   とする請求項１に記載の光スイッチの結合部。
4. 【請求項４】 前記可動側光ファイバの先端部及び接続
   光ファイバが光ファイバ導入溝に挿入された時に融着接
   続部が位置する基板の箇所には、光ファイバ導入溝の長
   手方向と垂直な方向の横断溝を設けたことを特徴とする
   請求項１に記載の光スイッチの結合部。
5. 【請求項５】 前記可動側光ファイバの先端部及び接続
   光ファイバの光ファイバ導入溝への挿入に合わせて可動
   側光ファイバを光ファイバ導入溝へ押付ける押付け部材
   を備え、前記可動側光ファイバと接続光ファイバとの融
   着接続部が位置する該押付け部材の箇所には溝を設け、
   押付け部材が前記融着接続部には接触しないようにした
   ことを特徴とする請求項４に記載の光スイッチの結合
   部。