JPWO2007018150A1 - 光導波路モジュール - Google Patents

Abstract

光導波路ベアモジュール１１は、基板に回路を形成した光導波路基板と、その両側にそれぞれ接続される光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂとからなり、光導波路ベアモジュール１１はケース１２内に収納される。光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂは、１本或いはそれ以上の光ファイバ２３を整列させて固定したものであり、光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂは、光導波路基板と光軸を調節して接着固定される。また、ケース１２の両端に封止ブロック１３ａ及び１３ｂを取り付けてケース１２内を気密状態で封止し、光導波路を収納したケース内へ湿気が浸入しにくい構造とする。

Description

本発明は、光導波路モジュールに関し、特に光通信網内で使用される、樹脂製基板に光回路が形成された光導波路基板を用いた光導波路モジュールに関する。

光通信などの分野では、基板に光回路を形成した光導波路基板と、１本或いはそれ以上の光ファイバを固定した光ファイバアレイを、光軸調芯して接着固定した光導波路ベアモジュールが用いられている。また、光導波路ベアモジュールは外部からの衝撃を防ぐためにパッケージ内に収められている。従来の光導波路モジュールは、特許文献１（特開２００３−２０７６５８号公報）に記載されている発明のように、光ファイバの軸方向に沿って上下に分離するパッケージの内部に光導波路ベアモジュールが収められている。このような構造においては、パッケージの上側部分と下側部分を接合している接合面から湿気が浸入することを抑制するには限界があり、内部の光導波路ベアモジュールの接着剤や樹脂でできた光導波路基板などの樹脂部の劣化を生じるという問題があった。

また、特許文献２（特開２００２−２３０００号公報）に記載の発明は、円筒形のパッケージを用い、内部に光導波路ベアモジュールを収めたのち、大きく開口したパッケージの両端部を樹脂にて封止し、パッケージの内部と外部を遮断している。また、特許文献３（特開２００１−５１１４９号公報）に記載の発明では、半割り状の円筒形基体を接着して円筒形にした基体の内部に光導波路ベアモジュールを収め、その基体の周囲に樹脂発泡体をコーティングしたものを円筒形のパッケージ内に収めて当該パッケージの両端を樹脂で封止している。しかしながら、いずれの発明も円筒形のパッケージの両端全面に樹脂を封止している構造であるため、特許文献１に記載の発明と同様にパッケージ内部への湿気の浸入を完全に抑制することは難しかった。

特開２００３−２０７６５８号公報 特開２００２−２３０００号公報 特開２００１−５１１４９号公報

本発明は上記のような技術的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、光導波路を収納したケース内へ湿気が進入しにくい構造とすることにより、湿気に対して高い信頼性を有する光導波路モジュールを提供することにある。

本発明の光導波路モジュールは、基板に光回路を形成した光導波路基板及び１本或いは複数本の光ファイバを整列固定した光ファイバアレイとからなる光導波路ベアモジュールと、前記光導波路ベアモジュールを収納するための中空筒状のケースと、前記ケースの両端に取り付けて前記ケースの中空部分を封止するためのブロックとで構成される光導波路モジュールにおいて、前記ケース内に前記光導波路ベアモジュールを設置し、前記ケースの両端に前記ブロックを取り付けてケース内を気密状態で封止したことを特徴としている。

本発明の光導波路モジュールによれば、気密状態で封止したケース内に光導波路ベアモジュールを設置しているので、光導波路ベアモジュールが湿気と接触しにくくなり、湿気と接触することによる劣化を防止できる。

本発明のある実施態様による光導波路モジュールは、前記ブロックを両端に取り付けた前記ケースの内部を減圧状態で封止している。本発明の当該実施態様によれば、ケースの内部が減圧されているので、ブロックにはケース内に引き込む方向に力が加わっており、多少温度が上昇してもケース内に閉じ込められた空気等の圧力によってブロックが外側へ向けて押し出されにくい。なお、ケース内には乾燥した空気を充填しておいてもよく、あるいは乾燥した窒素ガスや不活性ガスなどを充填してもよい。

本発明の別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ブロックを両端に取付けて封止した前記ケース内の気圧が１気圧以下となっている。本発明の当該実施態様によれば、ケースの内部が１気圧以下となっているので、ケース内に閉じ込められた空気等の圧力によってブロックが外側へ向けて押し出されにくい。なお、ケース内には乾燥した空気を充填しておいてもよく、あるいは１気圧以下となるように乾燥した窒素ガスや不活性ガスなどを充填してもよい。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記光導波路ベアモジュールは、ベアモジュール支持部材に固定された状態で前記ベアモジュール支持部材と共に前記ケース内に収納されている。本発明の当該実施態様によれば、光導波路ベアモジュールをベアモジュール保護部材に固定して補強しているので、光導波路ベアモジュールをケース内に挿入する時などのハンドリング時に光導波路ベアモジュールが破損しにくい。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ベアモジュール支持部材の両端を折り曲げて、前記ケースの長さ方向と垂直な面を形成している。本発明の当該実施態様によれば、ブロックはベアモジュール保護部材の両端を折り曲げた部分に当たって止められるので、ベアモジュール保護部材の折り曲げた部分よりも光導波路ベアモジュールにブロックが近づくことがなく、ブロックをケース内に押し込みすぎて光導波路ベアモジュールを破損することがない。また、光導波路ベアモジュールとブロックに一定の距離を空けることができるので、光導波路ベアモジュールとブロックの光ファイバ用孔に位置ズレがあった場合にも光ファイバが無理な状態に曲げられて破損することがない。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ケースの前記ブロック取り付け位置において、前記ケースの内面に突起物を設けたことを特徴としている。また、本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ブロックの外周面に段差を設けてブロックの前記ケースに挿入される部分のうち外側部分の断面積が内側部分の断面積よりも小さくなるようにしている。本発明のこれらの実施態様によれば、ケースとブロックの間に一定の隙間を形成することができるので、ケースとブロックの間に流し込む接着剤或いは樹脂などに球形の硬化剤やフィラー等が混ぜ込まれている場合でも接着剤或いは樹脂を流し込むことができる。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ブロックに光ファイバを外部に引き出すための光ファイバ用孔を設け、前記ケースと前記ブロックの間の隙間及び前記ブロックの光ファイバ用孔に低透湿性の接着剤或いは樹脂を充填して硬化させている。また、本発明の光導波路モジュールのさらに別な実施態様は、前記ブロックにケース内の空気を排気するための排気孔を設けている。本発明のこれらの実施態様によれば、光ファイバ挿入専用のファイバ用孔を設けているので光導波路ベアモジュールに接続された光ファイバを外部に引き出すことができる。また、ケース内部から外部につながる隙間を低透湿性の接着剤或いは樹脂を充填して塞いでいるので、これらの部分から湿気が浸入しにくい。また、ファイバ用孔とは別に排気孔を設けているので、ケースとブロックの固定及びブロックと光ファイバの固定を行った後、ベイキングなどによりケース内の湿気を排気孔を通してケース外部に放出させることができる。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ブロックが２つに分割されている。本発明の当該実施態様によれば、２つに分割された部品を接着してブロックを形成するようにしているので、たとえば２つに分割された部品を組み合わせて光ファイバ用孔が形成されるようにしておけば、長い光ファイバの端からブロックに光ファイバを挿入していく手間が省ける。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記排気孔が、その開口を板で覆って封止されている。また、本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記排気孔が、その開口よりも大きな径の球で塞いで封止されている。本発明のこれらの実施態様によれば、排気孔を板或いは球で塞ぐようにしているので単に樹脂や接着剤で塞ぐ場合に比べて、湿気がケース内に浸入しにくい。特に球を用いた場合は、排気孔に充填している接着剤或いは樹脂の流れに吸い込まれて球が自動的に排気孔を塞ぐ位置に転がり込むので、排気孔の封止が容易になり、工程にかかる時間を短縮できる。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ブロックが低透湿性の素材で形成されている。また、本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ケースが低透湿性の素材で形成されている。本発明のこれらの実施態様によれば、ブロック及びケースを低透湿性の素材で形成しているので、湿気がブロック及びケースを通り抜けてケース内に浸入することがない。たとえば、低透湿性の素材としては、金属やセラミックなどを用いることができる。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、湿気を吸収するためのシートを前記光導波路ベアモジュールの周囲に設けている。本発明の当該実施態様によれば、外部からケース内に浸入した湿気をシートで吸収することができるので、光導波路ベアモジュールが湿気に接触しにくくなる。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記ブロックの端部に弾性を有する材料で形成された光ファイバ保護部材を取り付けている。本発明の当該実施態様は、ケース両端に光ファイバ保護部材を取り付けることにより、ケースの外部に引き出した光ファイバが限界以上に曲げられることを防止している。

本発明のさらに別な実施態様による光導波路モジュールは、前記光ファイバ保護部材が、前記光ファイバ保護部材に設けた凹部と前記ブロックに設けた凸部を嵌め合わせることにより前記ブロックに取り付けられている。本発明の当該実施態様によれば、光ファイバ保護部材の取付が光ファイバ保護部材に設けた凹部とブロックに設けた凸部を嵌め合わせるだけでなので、ブロックと光ファイバ保護部材の位置合わせを容易に行なうことができる。また、ブロックの凸部と光ファイバ保護部材の凹部を嵌め合わせて接着しているので、平坦な面同士を接着する場合よりも強固に固定できる。

なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。

図１は、本発明にかかる実施例１の光導波路モジュールの分解側面図である。 図２は、実施例１の光導波路モジュールを構成する光導波路ベアモジュールの側面図（側面の吸湿シートを除いている。）である。 図３（ａ）、図３（ｂ）は、それぞれ図２の光導波路ベアモジュールの両端部を拡大して示す上面図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ図２の光導波路モジュールをＸ１方向及びＸ１’方向から見た図である。 図５（ａ）は、ケースの側面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ２方向矢視図である。 図６（ａ）は、実施例１の光導波路モジュールに用いられている封止ブロックの側面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）の封止ブロックのＹ１方向矢視図である。 図７（ａ）は、実施例１の光導波路モジュールに用いられている、図６（ａ）の封止ブロックとは異なる封止ブロックの側面図である。図７（ｂ）は図７（ａ）の封止ブロックのＹ２方向矢視図である。 図８は、図６に示した封止ブロックをケースに取り付けた状態を説明する図である。 図９（ａ）は、実施例１の光導波路モジュールに用いられているゴムブーツの側面図である。図９（ｂ）は図９（ａ）のゴムブーツのＹ３方向矢視図である。 図１０（ａ）は、実施例１の光導波路モジュールに用いられている、図９（ａ）のゴムブーツとは異なるゴムブーツの側面図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のゴムブーツのＹ４方向矢視図である。 図１１は、実施例１の光導波路モジュールの製造方法を説明する図である。 図１２は、図１１の続図である。 図１３（ａ）は、図１２の続図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の続図である。 図１４は、封止ブロックの排気孔の封止方法を説明するための断面図である。 図１５は、本発明にかかる実施例２の光導波路モジュールからゴムブーツを取り外した状態の断面図である。 図１６は、図１５のＺ−Ｚ’断面図である。 図１７は、インナーフレームに光導波路ベアモジュールを接着した状態を示す側面図である。 図１８は、インナーフレームの概略斜視図である。 図１９は、本発明にかかる実施例３の光導波路モジュールの封止ブロックを取り付けた部分を拡大して示した断面図である。 図２０（ａ）は、実施例３の光導波路モジュールに用いられている封止ブロックの側面図である。図２０（ｂ）は図２０（ａ）の封止ブロックのＹ５方向矢視図である。 図２１（ａ）は、実施例３の光導波路モジュールに用いられている、図２０（ａ）の封止ブロックとは異なる封止ブロックの側面図である。図２１（ｂ）は図２１（ａ）の封止ブロックのＹ６方向矢視図である。 図２２（ａ）、図２２（ｂ）は、実施例４の封止ブロックの排気孔の封止方法を説明するための図である。 図２３（ａ）は、実施例５の封止ブロックの側面図である。図２３（ｂ）は図２３（ａ）の封止ブロックのＹ７方向矢視図である。

符号の説明

１〜４ 光導波路モジュール
１１ 光導波路ベアモジュール
１２ ケース
１３ 封止ブロック
１４ ゴムブーツ
２１ 光導波路基板
２２ａ、２２ｂ 光ファイバアレイ
２３ 光ファイバ
２４ 吸湿シート
３１ Ｖ溝基板
３２ カバーガラス
３３ 中空部
３４ 突起物
４２ ファイバ用孔
４３ 排気孔
４５ 封止板
４６ 嵌合部
５１ ファイバ引出用孔
５２ 嵌合部
６１ インナーフレーム
６５ 段差部
６９ 封止球
７１ 上部品
７２ 下部品

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものでないことは勿論である。

図１は、本発明の実施例１による光導波路モジュール１の分解図である。光導波路モジュール１は、光導波路ベアモジュール１１とケース１２、封止ブロック１３ａ、１３ｂ及びゴムブーツ１４ａ、１４ｂで構成されている。

図２は、光導波路ベアモジュール１１の側面図である。光導波路ベアモジュール１１は、光導波路基板２１と光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂで構成されている。光導波路基板２１は、中心軸と垂直な断面が略矩形状をしており、基板に屈折率の異なる樹脂を用いて光回路が形成されたものである。光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂは、１本或いはそれ以上の光ファイバ２３を整列させて固定したものである。光導波路基板２１と光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂは光軸が一致するように調節して接着剤などで固定されている。これにより、光導波路ベアモジュール１１は、１本の光ファイバを伝搬する光を分岐したり、逆に複数の光ファイバ端末から入射し、伝搬する光を結合させることができる。また、光導波路基板２１及び光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂの光軸と平行な周囲の４面には、吸湿シート２４が接着剤３６で接着されている。なお、図２では側面の吸湿シート２４を除いた状態を示している。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に上面の吸湿シート２４を取り外した光導波路ベアモジュール１１の両端付近のそれぞれの上面図を示す。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に光導波路ベアモジュール１１の図２のＸ１方向矢視図及びＸ１´方向矢視図を示す。光ファイバアレイ２２ａ及び２２ｂは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように光ファイバ２３を整列、位置決めした状態でＶ溝基板３１とカバーガラス３２とで挟んで接着剤などにより接着固定したものである。なお、本実施例１においては、光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂには、それぞれ１本、８本の光ファイバ２３が固定されているものを用いた。吸湿シート２４は、矩形平板状で吸湿性に優れた素材で形成されている。なお、吸湿シート２４を接着した接着剤３６の厚さは各吸湿シート２４で等しくなるようにすることが望ましい。

図５（ａ）にケース１２の側面図を示す。また、図５（ｂ）に図５（ａ）のＸ２方向矢視図を示す。なお、図５（ｂ）には２点鎖線で封止ブロック１３ａ、１３ｂが設置される位置を示した。ケース１２は、中空部３３を有する四角柱状をしており、この中空部３３内に光導波路ベアモジュール１１を挿入して接着固定し、さらに、その両端に封止ブロック１３ａ及び１３ｂを挿入しケース１２と封止ブロック１３ａ及び１３ｂの間にシール剤３５を流し込んで接着固定される。シール剤３５には、透湿性の低い材料を用いることができる。また、ケース１２の両端部近傍の封止ブロック１３ａ及び１３ｂが固定される位置には、中空部３３の内側の４面に複数の突起物３４が凸設されており、ケース１２と封止ブロック１３ａ及び１３ｂの間にシール剤３５を流し込みやすくなっている。また、突起物３４の大きさは等しく、突起物３４が形成された４つの面を重ね合わせると各面に形成された突起物３４は同じ位置で重なり合うように形成されている。なお、突起物３４の高さは、シール剤３５に含まれる硬化剤やフィラー等の混ぜ込まれた成分が充分に入る大きさであればよい。本実施例１では、シール剤３５に含まれる硬化剤の大きさが２０μｍ程度であることから、突起物３４の高さを２０〜８０μｍ程度とした。また、ケース１２は、光導波路基板２１、光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂ、封止ブロック１３ａ及び１３ｂのそれぞれの光軸方向の長さを足し合わせた長さと同じか、それよりも若干長くなっている。

封止ブロック１３ａ及び１３ｂは、透湿性の非常に低い金属や緻密なセラミックスなどの材料で形成されている。また、光ファイバアレイ２２ａ側に取り付けられる封止ブロック１３ａと、光ファイバアレイ２２ｂ側に取り付けられる封止ブロック１３ｂとでは形状が異なっている。図６（ａ）に封止ブロック１３ａの側面図を示し、図６（ｂ）に図６（ａ）のＹ１方向矢視図を示す。また、図７（ａ）に封止ブロック１３ｂの側面図を示し、図７（ｂ）に図７（ａ）のＹ２方向矢視図を示す。封止ブロック１３ａをＹ１方向からみた時の外形と封止ブロック１３ｂをＹ２方向からみた時の外形は、ケース１２の中空部の内周に内接する略矩形状となっており、かつ封止ブロック１３ａ及び１３ｂの高さ及び幅はケース１２の中空部よりも突起物３４の高さの２倍程度短い寸法となっている。したがって、図８に示すようにケース１２内に封止ブロック１３ａ（及び１３ｂ）を挿入すると、封止ブロック１３ａ（及び１３ｂ）は突起物３４によって位置決めされ、封止ブロック１３ａ（及び１３ｂ）の周囲とケース１２の間に突起物３４の高さと同程度の幅の隙間４１ができる。この隙間４１にシール剤３５を流し込んで硬化させることによりケース１２と封止ブロック１３ａ（及び１３ｂ）が固定される。また、封止ブロック１３ａ及び１３ｂには、光導波路ベアモジュール１１に取り付けられた光ファイバ２３を外部に出すためのファイバ用孔４２が設けられている。また、ケース１２と封止ブロック１３ａ（及び１３ｂ）の固定後、ファイバ用孔４２にもシール剤３５を充填して硬化させ、封止ブロック１３ａ（及び１３ｂ）と光ファイバ２３が固定される。さらに、封止ブロック１３ａには、ケース１２内の空気を排気するための排気孔４３とケース１２の外側を向いた面において排気孔４３周辺には封止板取付部４４が凹設されている。なお、排気孔４３は、ケース１２内の空気及び湿気を排気するための孔であり、ケース１２内の排気後、排気孔４３にシール剤３５を充填し、封止板４５を封止板取付部４４にシール剤３５で固定することにより、ケース１２内を低圧状態に維持する。なお、封止板取付部４４はシール剤３５で封止板４５を封止板取付部４４に接着した時に封止板４５が周囲よりも高くならないような厚みとなっている。したがって、排気孔４３からケース１２内の空気及び湿気を排気した後、排気孔４３に透湿性の低い樹脂を充填し、封止板４５を封止板取付部４４に接着することにより、ケース１２内を低圧状態に維持することができる。また、封止ブロック１３ａ及び１３ｂの外面は、その一部が凸状に突出して嵌合部４６となっている。封止ブロック１３ａ及び１３ｂをケース１２に取り付けたとき、この嵌合部４６はケース１２の端面よりも外側に突出する。

光ファイバ保護部材、すなわちゴムブーツ１４ａ、１４ｂは、封止ブロック１３ａ及び１３ｂを通して引き出された光ファイバ２３が鋭角に曲げられて破損することを防止するためのものである。ゴムブーツ１４ａ、１４ｂは、封止ブロック１３ａ及び１３ｂと同様に、光ファイバアレイ２２ａ側に取り付けられるゴムブーツ１４ａと光ファイバアレイ２２ｂ側に取り付けられるゴムブーツ１４ｂとで形状が異なる。図９（ａ）にゴムブーツ１４ａの側面図を示し、図９（ｂ）に図９（ａ）のＹ３矢視図を示す。図１０（ａ）にゴムブーツ１４ｂの側面図を示し、図１０（ｂ）に図１０（ａ）のＹ４矢視図を示す。ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂは、ゴムや樹脂などの弾性のある素材で形成されており、封止ブロック１３ａ及び１３ｂの嵌合部４６を形成した面に接着される。また、ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂは、封止ブロック１３ａ及び１３ｂから離れるにしたがって、断面積が小さくなっており、ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂに挿入した光ファイバ２３をある程度自由に変形させることができるようになっている。また、ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂは弾性を有する材料で作製されているので、光ファイバ２３の変形に伴いゴムブーツ１４ａ及び１４ｂも変形し、光ファイバ２３に大きな負荷が掛からないようになっている。また、ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂは、封止ブロック１３ａ及び１３ｂに設けられたファイバ用孔４２と対応する位置にファイバ引出用孔５１が設けられており、封止ブロック１３ａ及び１３ｂのファイバ用孔４２から引き出された光ファイバ２３がファイバ引出用孔５１に挿入されて封止ブロック１３ａ及び１３ｂと対向する面と反対側の面から引き出される。また、ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂの封止ブロック１３ａ及び１３ｂと対向する面には、嵌合部４６と対応した位置に凹設された嵌合部５２が形成されている。ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂは嵌合部５２を嵌合部４６に嵌め込んだ状態で接着剤３６などにより封止ブロック１３ａ及び１３ｂに接着固定される。また、ゴムブーツ１４ａ、１４ｂと封止ブロック１３ａ、１３ｂを接着固定した時にファイバ用孔４２とファイバ引出用孔５１との位置が合うようになっている。

なお、ケースの長さを上記実施例のケース１２の場合よりも長くし、封止ブロック１３ａ、１３ｂをケース１２の内部へ押し込め、ゴムブーツ１４ａ、１４ｂをケース１２の端部内に差込むようにしてもよい。

次に、図１１〜図１３を用いて光導波路モジュール１の組み立て工程を説明する。まず、光導波路基板２１と光ファイバアレイ２２ａ、２２ｂを光軸調整して接着する。その周囲に吸湿シート２４を接着剤３６で接着固定し、光導波路ベアモジュール１１を作製する（図２）。なお、各吸湿シート２４の接着には、常温（２３℃±３℃の範囲）で５分程度で固着できる接着剤３６を用いた。

次に、図１１に示すように光導波路ベアモジュール１１の下面に接着剤３６を塗布し、光導波路ベアモジュール１１をケース１２内の中央まで挿入して位置決めし、接着剤３６を硬化させて光導波路ベアモジュール１１をケース１２に接着する。次に、外周面全体に未硬化状態のシール剤３５を塗布した封止ブロック１３ａ、１３ｂを準備し、ケース１２の両側から封止ブロック１３ａ、１３ｂをケース１２内に挿入していき、封止ブロック１３ａ、１３ｂの嵌合部４６のみがケース１２の端部から飛び出すような位置、つまり封止ブロック１３ａ、１３ｂの嵌合部４６の周囲とケース１２の端部が同一平面になる位置に封止ブロック１３ａ及び１３ｂを設置する。隙間４１にシール剤３５が充分に充填されていない場合は隙間４１に未硬化状態のシール剤３５を流し込む。さらに、封止ブロック１３ａ及び１３ｂのファイバ用孔４２にもシール剤３５を流し込んで充填する。隙間４１及びファイバ用孔４２に流し込んだシール剤３５を硬化させる（図１２）。シール剤３５には９５℃程度の温度で２〜３時間程度かけて硬化する樹脂を用いた。なお、シール剤３５の硬化には高温を必要とするので、その際の流動性の上昇に伴いファイバ間の流れ込みが行き過ぎないように接着剤３６でせき止めしておくことが望ましい。

シール剤３５の硬化後、再度、封止ブロック１３ａ、１３ｂのファイバ用孔４２にシール剤３５を充填し、シール剤３５を硬化させる。また、ファイバ用孔４２が封止されるとともに封止ブロック１３ａ、１３ｂと光ファイバ２３が固定される。

その後、１３３Ｐａ以下の真空雰囲気中で９０℃に加熱し、１時間程度の真空ベーキングを行い、ケース１２内の水分などを外部に放出させる。ケース１２の排気孔４３へ接着剤３７を十分に吸わせるのに要する時間を、あらかじめ条件出しすることによって決定しておき、ケース１２を徐冷しながらその時間をもって排気孔４３に接着剤３７を充填していく。徐冷しつつ接着剤塗布を行なうことで、ケース１２の内圧がケース周囲の外圧よりも減圧雰囲気となり、塗布した接着剤が吸い込まれ、排気孔４３の長手方向全体に充填される。なお、接着剤３７は、接着剤３６と異なる常温硬化タイプの接着剤である。

接着剤の吸い込みメカニズムは次のようになっている。排気孔４３への接着剤３７の充填及び封止は、図１４に示すように、接着剤３７の吸い込みと充填度の確認を行いながら、接着剤３７を排気孔４３内へ流し込んでいく。接着剤３７が充分に充填されたら、封止板取付部４４に封止板４５を取り付けて排気孔４３を塞ぎ、再度、封止板４５上から接着剤３７を塗布し、硬化させる。排気孔４３に充填した接着剤３７が充分に硬化したら、８５℃で１時間程度加熱した後、図１３（ａ）に示すように、封止ブロック１３ａ及び１３ｂのゴムブーツ１４ａ及び１４ｂと対向する面全体に接着剤３６を塗布し、ゴムブーツ１４ａ及び１４ｂの嵌合部５２を封止ブロック１３ａ及び１３ｂの嵌合部４６に嵌め合わせて取り付け、接着剤３６を硬化させてゴムブーツ１４ａ及び１４ｂを固定すれば、図１３（ｂ）に示すように光導波路モジュール１が完成する。なお、接着剤３７が硬化して封止ブロック１３ａ、１３ｂが固定された完成品の光導波路モジュール１においては、ケース１２内の圧力は、発生したガス等の影響もあり、必ずしも減圧状態になっているとは限らない。

このようにして作製した光導波路モジュール１は、光導波路ベアモジュール１１の周囲のほとんどをケース１２と封止ブロック１３ａ、１３ｂで覆い、かつ隙間に透湿性の低いシール剤３５で接着し、光導波路ベアモジュール１１の周囲に吸湿シート２４を接着剤３６で接着し、排気孔４３を接着剤３７で封止しているため、ケース１２内に湿気が浸入しにくくなり、光導波路ベアモジュール１１が湿気により劣化することがない。

なお、８５℃の温度で１時間程度加熱した後にケース１２内と外部の間が充分に封止された状態であるか否かを確かめるためにリークテストを行ってもよい。リークテストを行うことにより充分に封止されたものと不十分なものを出荷前に分別することができる。

実施例１の光導波路モジュール１は、光導波路ベアモジュール１１が光導波路基板２１と光ファイバアレイ２２ａ及び２２ｂを接着しただけのものであったので、ケース１２内への挿入時などのハンドリング時の衝撃によって破損してしまう可能性があった。そこで、本発明の実施例２の光導波路モジュール２は、光導波路ベアモジュール１１をベアモジュール支持部材、すなわちインナーフレーム６１上に固定して補強することにより、光導波路ベアモジュール１１のハンドリングを容易にしたものである。図１５は、光導波路モジュール２のゴムブーツ１４ａ及び１４ｂを取り外した状態の概略断面図である。また、図１６は、図１５のＺ−Ｚ’断面図である。図１７は、光導波路ベアモジュール１１をインナーフレーム６１に接着した状態を示す側面図である。また、図１８はインナーフレーム６１の斜視図である。

インナーフレーム６１は、図１８に示すように腹部６２とガイド部６３で構成されており、インナーフレーム６１は、光導波路基板２１、光ファイバアレイ２２ａ及び２２ｂの３つの長さを足し合わせた長さよりも若干長く形成されている。光導波路ベアモジュール１１は、ステンレス鋼製のインナーフレーム６１の腹部６２上に接着剤３６により接着固定された状態で、ケース１２内に配置されている。また、インナーフレーム６１の腹部６２とケース１２はシール剤３５によって接着されている。

また、インナーフレーム６１のガイド部６３は、図１８に示すように腹部６２の両端に腹部６２に対してほぼ垂直に形成され、先端が腹部６２とほぼ平行で光導波路ベアモジュール１１側に折り曲げられて角に若干曲率がついている。ガイド部６３の高さは封止ブロック１３ａ及び１３ｂと同程度の高さに形成されており、封止ブロック１３ａ及び１３ｂを深く差し込み過ぎた場合でも封止ブロック１３ａ及び１３ｂは、ガイド部６３に当接して止められ、ガイド部６３より光導波路ベアモジュール１１側へ近づかないようになっている。つまり、封止ブロック１３ａ（或いは１３ｂ）と光ファイバアレイ２２ａ（或いは２２ｂ）は若干隙間を空けて設置されることになる。したがって、封止ブロック１３ａ（或いは１３ｂ）のファイバ用孔４２の位置と光ファイバアレイ２２ａ（或いは２２ｂ）の光ファイバ２３の接着位置に若干位置ずれした場合等に光ファイバ２３が無理な角度に曲げられて破損することを防止している。

また、ガイド部６３の先端とケース１２の中空部３３の上面との間にほとんど隙間がないので上下方向の位置ずれも起こしにくい。さらに、ガイド部６３の先端は、光導波路ベアモジュール１１側に折り曲げられていて、ケース１２内に挿入する時に、ケース１２の入り口や突起物３４に引っかかりにくくなっている。なお、ガイド部６３の先端の形状は、光ファイバ２３の取り回しやケース１２内への挿入等に問題がない形状に設計すればよい。

実施例１に示した光導波路モジュール１では、ケース１２に突起物３４を設けてケース１２と封止ブロック１３ａ及び１３ｂの間の隙間４１にシール剤３５を流し込みやすくしていた。しかし、突起物３４はケース１２内に突出しているため、ケース１２内に光導波路ベアモジュール１１を挿入する時に突起物３４が邪魔になることがあった。このような問題を解決するために本発明の実施例３の光導波路モジュール３が提案された。光導波路モジュール３は、封止ブロック１６ａ及び１６ｂの周囲に段差（以下、段差部６５という）を設けて、封止ブロック１６ａ及び１６ｂの外側半分が内側半分よりも若干細くなるようにしている。これにより、封止ブロック１６ａ及び１６ｂとケース１７端部の間に隙間６６が形成されるようにし、シール剤３５を流し込みやすくしたものである。図１９に本実施例３の光導波路モジュール３の封止ブロック１６ａ及び１６ｂを固定した部分を拡大した断面図を示す。また、図２０（ａ）、図２１（ａ）に封止ブロック１６ａ及び１６ｂの側面図を示す。また図２０（ｂ）、図２１（ｂ）にそれぞれ図２０（ａ）のＹ５矢視図及び図２１（ａ）のＹ６矢視図を示す。

図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）に示すように、封止ブロック１６ａ及び１６ｂは高さ及び幅が若干小さくなった段差部６５が外側半分に形成されている。また、図１９に示すように、段差部６５は、封止ブロック１６ａ及び１６ｂをケース１７に固定する時にケース１７の端部と段差部６５の位置が対応し、段差部６５とケース１７の間に形成される隙間６６が外部に開口するように形成されている。なお、段差部６５の高低差は、ケース１７と段差部６５との間にシール剤３５を流し込むことができる高さであり、本実施例４においては、ケース１２に設けた突起物３４の高さと同程度の２０μｍ程度とした。また、図１９に示すようにケース１７には、突起物３４が形成されておらず、中空部３３の壁面は平坦になっている。

このようにケース１７側ではなく、封止ブロック１６ａ及び１６ｂに段差部６５を設けて、ケース１７と封止ブロック１６ａ及び１６ｂの間にシール剤３５を流し込むための隙間６６を形成しているので、ケース１７に突起物３４を形成する必要が無く、光導波路ベアモジュール１１をケース１７内に挿入する時に突起物３４に引っかかることがない。したがって、組み立て時の効率を向上させることができる。

実施例１に示した光導波路モジュール１の組み立て工程においては、封止ブロック１３ａの排気孔４３の封止は、図１４に示したように、排気孔４３への接着剤３７の吸い込みと充填度の確認を行いながら、接着剤３７を排気孔４３内へ流し込み、適当な充填度になったところで封止板４５を取り付けて封止していた。しかしながら、この作業は非常に時間がかかるという問題があった。この問題に対して、本発明による実施例４の光導波路モジュール４は、封止ブロック１８ａの排気孔４３の封止を容易に短時間で行う構成を提案するものである。

図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に封止ブロック１８ａの排気孔４３の封止構造を示す。封止ブロック１８ａの排気孔４３は、開口径の異なる２つの封止孔６８ａ及び６８ｂを組み合わせて構成されている。封止孔６８ａは封止ブロック１８ａのケース１２の外側を向く面から開口しており、封止孔６８ｂは封止ブロック１８ａのケース１２の内側を向く面から開口している。さらに、封止孔６８ａと封止孔６８ｂの中心軸は同軸上にあり、封止孔６８ａと封止孔６８ｂは封止ブロック１８ａの内部で連続している。また、封止孔６８ｂよりも封止孔６８ａの方が開口径が大きくなっており、封止孔６８ａに封止孔６８ｂの開口径よりも大きな球体（以下、封止球６９と言う）を入れ込み、接着剤３７で接着することにより、封止孔６８ｂを塞いでケース１２の内部に空気が浸入しないよう遮断している。なお、封止球６９は、球状で透湿性の非常に低い金属やセラミックスなどの材料で形成されている。

図２２（ａ）及び図２２（ｂ）を用いて排気孔４３の封止方法を説明する。まず、図２２（ａ）に示すように、封止孔６８ｂに接着剤３７を充填していき、封止孔６８ｂへ充分に接着剤３７が充填されたところで、予め接着剤３７を塗布した封止球６９を封止孔６８ａ内に落とし込む。封止孔６８ａ内に落とし込んだ封止球６９は、封止孔６８ｂに吸い込まれる樹脂の流れに引っ張られて、図２２（ｂ）に示すように封止孔６８ｂの開口部と封止球６９が接触して封止孔６８ｂを塞ぐような位置で接着剤３７を硬化させる。これにより、封止孔６８ｂが封止される。なお、封止孔６８ｂのほぼ全面が封止球６９で塞がれるので湿気がケース１２内に入りにくい構造となっている。また、予め封止球６９に接着剤３７を塗布しておくことにより、封止球６９と接着剤３７の濡れ性をよくし、接着剤３７内で気泡の発生を抑えている。

なお、本実施例４では、封止孔６８ｂに充填した接着剤３７との濡れ性をよくするために、封止球６９に予め接着剤３７を塗布していたが、特に信頼性を確保できる場合は、封止球６９に予め接着剤３７を塗布していなくてもよい。また、封止球６９と接着剤３７の濡れ性をよくするために、予め封止球６９の表面に物理的或いは化学的な処理をしておいてもよい。

実施例１に示した光導波路モジュール１の組み立て工程において、光導波路ベアモジュール１１に長い光ファイバ２３が接続されている場合には、光ファイバ２３の端部から封止ブロック１３ａ及び１３ｂのファイバ用孔４２に光ファイバ２３を挿入しなければならず、非常に手間のかかる場合があった。本発明による実施例５の封止ブロック１９は、このような問題を解決し、封止ブロックの設置を容易にするために提案したものである。下記に封止ブロック１３ａと置き換え可能な封止ブロック１９について説明をおこなう。

図２３（ａ）に封止ブロック１９の側面図を示す。また、図２３（ｂ）に封止ブロック１９のＹ７方向矢視図を示す。封止ブロック１９は、上部品７１と下部品７２の２つのパーツを接着剤３６で接着して構成されている。また、上部品７１と下部品７２は、封止ブロック１３ａをファイバ用孔４２の重心（或いは高さの中心）の位置で光軸と平行な面で上下に切り分けたような構造になっている。また、上部品７１の下面及び下部品７２の上面には溝７３及び７４が形成されており、上部品７１の下面と下部品７２の位置を合わせて接着することによりファイバ用孔４２が形成される。つまり、下部品７２の溝７４に光ファイバ２３を置いた状態で上部品７１を接着剤３６で接着固定すれば、封止ブロック１９のファイバ用孔４２に光ファイバ２３を挿入したものが完成する。

したがって、光導波路ベアモジュール１１に長い光ファイバ２３が接続されていても光導波路ベアモジュール１１（或いはケース１２）の近くで封止ブロック１９を組み立てれば、光ファイバ２３の先端から封止ブロック１９に光ファイバ２３を挿入し、光導波路ベアモジュール１１の近くまで移動させる手間が省ける。

Claims (17)

1. 基板に光回路を形成した光導波路基板と１本或いは複数本の光ファイバを整列固定した光ファイバアレイとからなる光導波路ベアモジュールと、
   前記光導波路ベアモジュールを収納するための中空筒状のケースと、
   前記ケースの両端に取り付けて前記ケースの中空部分を封止するためのブロックと
   で構成される光導波路モジュールにおいて、
   前記ケース内に前記光導波路ベアモジュールを設置し、前記ケースの両端に前記ブロックを挿入してケース内を気密状態で封止したことを特徴とする光導波路モジュール。
2. 前記ブロックを両端に取り付けた前記ケースの内部を減圧状態で封止したことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
3. 前記ブロックを両端に取付けて封止した前記ケース内の気圧が１気圧以下であることを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
4. 前記光導波路ベアモジュールは、ベアモジュール支持部材に固定された状態で前記ベアモジュール支持部材と共に前記ケース内に収納されたことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
5. 前記ベアモジュール支持部材の両端を折り曲げて、前記ケースの長さ方向と垂直な面を形成したことを特徴とする、請求項４に記載の光導波路モジュール。
6. 前記ケースの前記ブロック取り付け位置において、前記ケースの内面に突起物を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
7. 前記ブロックの外周面に段差を設けてブロックの前記ケースに挿入される部分のうち外側部分の断面積が内側部分の断面積よりも小さくなるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
8. 前記ブロックに光ファイバを外部に引き出すための光ファイバ用孔を設け、前記ケースと前記ブロックの間の隙間及び前記ブロックの光ファイバ用孔に、低透湿性の接着剤或いは樹脂を充填して硬化させたことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
9. 前記ブロックにケース内の空気を排気するための排気孔を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
10. 前記ブロックが、２つに分割されていることを特徴とする、請求項１に記載光導波路モジュール。
11. 前記排気孔が、その開口を板で覆って封止されていることを特徴とする、請求項９に記載の光導波路モジュール。
12. 前記排気孔が、その開口よりも大きな径の球で塞いで封止されていることを特徴とする、請求項９に記載の光導波路モジュール。
13. 前記ブロックが、低透湿性の素材で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
14. 前記ケースが、低透湿性の素材で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
15. 湿気を吸収するためのシートを前記光導波路ベアモジュールの周囲に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
16. 前記ブロックの端部に弾性を有する材料で形成された光ファイバ保護部材を取り付けたことを特徴とする、請求項１に記載の光導波路モジュール。
17. 前記光ファイバ保護部材は、前記光ファイバ保護部材に設けた凹部と前記ブロックに設けた凸部を嵌め合わせることにより前記ブロックに取り付けられることを特徴とする、請求項１６に記載の光導波路モジュール。

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