WO1997027505A1

WO1997027505A1 - Module de guide d'ondes lumineuses

Info

Publication number: WO1997027505A1
Application number: PCT/JP1997/000137
Authority: WO
Inventors: Dai Yui; Masahide Saitou
Original assignee: Sumitomo Electric Industries, Ltd.
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1997-07-31
Also published as: TW369615B; EP0819959A1; IL121704A0; US5999674A; JP3497510B2; AU1456497A; CA2214982A1; KR19980703285A; AU734053B2; IL121704A; EP0819959A4; KR100394111B1

Description

弓月糸田光導波路モジュール技術分野

この発明は、光伝送システムにおいて、信号光の分岐、結合等に利用される光導波路デバイスが実装された光導波路モジュールに関し、特に、高い信頼性が要求される光フアイバ通信システムに適用可能な光導波路モジュ一ルのパッケージ構造に関するものである。背景技術

従来の光導波路モジュールは、信号光の分岐、結合等に利用され、伝送路である光ファイバ間を光学的に接続するための光導波路デバィスと、該光導波路デバイスをその内部に収納する筐体とを備えている。また、この筐体と光導波路デバイスとの間の空間には、緩衝保護材が充填されている。緩衝保護材は、筐体外部から光導波路デバィスに作り込まれた光導波路と光ファイバとの接続部分等に加わる衝攀などを吸収するよう機能する。

ここで、上記光導波路デバイスは、光導波路がその上面に設けられ、信号光の分岐、結合等の機能を有する導波路基板と、該光導波路の一端と入力用光フアイバの一端とを光学的に接続するための、該入力用光ファイバの先端に取り付けられたシリコン製の V溝付き支持部材（第 1支持部材）と、該光導波路の他端と出力用光ファイバの一端とを光学的に接続するための、該出力用光ファイバの先端に取り付けられたシリコン製の V溝付き支持部材（第 2支持部材）とを備えている。なお、これら導波路基板の両端面には、光導波路と入力用及び出力用光ファィバとが相互に光軸調心された状態（光学的に接続された状態）で、それぞれ第 1及び第 2支持部材が固着されている。また、以上のような光導波路モジュールの構造は、例えば、特開平 5— 2 7 1 3 9号公報等に開示されている。発明の開示

この発明は、高い信頼性が要求される光ファイバ通信システムに適用可能な光導波路モジュールのパッケージ構造に関するものである。そして、発明者らは上述された従来の光導波路モジュールについて検討した結果、従来の光導波路モジユールでは、環境の温度変化に伴う筐体の伸縮発生を十分には防止することができないことを発見した。

すなわち、入力用光ファイバや出力用光ファイバなどは、設置環境によっては、高温環境下で引張応力を受けたり、低温環境下で剪断応力を受けたりすることになる。これにより、 V溝付き支持部材と導波路基板とを接合する接着剤の接着力が経時的に低下するので、これらの部材間の接合面で光軸ずれによる光損失が増大することとなる。さらに、接着剤の接着力の低下が著しい場合、 V溝付き支持部材が導波路基板から剥離する可能性もある。

対応策としては、筐体の材質を線膨張率の低いガラスや液晶ポリマなどに変更することが考えられるが、この場合、ガラスは攀力に弱いという強度特性を有し、液晶ポリマは薄い厚さの筐体を形成し難いという加工上の特質を有するため、結果的に筐体の小型化を達成することができない。

また、入力用光ファイバ及び出力用光ファイバを予め余長を与えて撓ませた状態で筐体の内部に収容することも考えられる。しかしながら、これらの光フアイバの収容作業には手間がかかるので、量産を行うには不向きである。

そこで、この発明は、光導波路デバイスを格納するためのパッケージ部品の個数を低減させるとともに、環境の温度変化に起因した応力や外部から作用する衝攀などに対して光導波路デバイスを保護するパッケージ構造を備え、耐環境特性に便れた高信頼性を有する光導波路モジュールを提供することを目的とする。上記の目的を達成するため、この発明に係る光導波路モジュールは、例えば図

2〜図 7に示されたように、光ファイバ間を光学的に接続するための、信号光の分岐、結合等の機能を有する光機能デバイスとしての光導波路デバイス 3 0、光導波路デバイス 3 0を収納するケースの少なくとも一部を構成する第 1補強部材 1 1 0 (金属製の板部材）と、少なくとも光導波路デバイス 3 0及び光ファイバの一部を覆うとともに、第 1補強部材 1 1 0に所定の強度で接着している緩衝保護材 4 0 0とを備えている。

上記光導波路デバィス 3 0は、その上面 3 2 1に光導波路 3 2 0が設けられた導波路基板 3 2と、入力用光ファイバ 3 4 0の先端に取り付けられ、該光導波路 3 2 0の一端と該入力用光ファイバ 3 4 0の一端とを光学的に接続させた状態で該導波路基板 3 2の一方の端面に固定された第 1支持部材 3 1 と、出力用光ファィバ 3 6 0の先端に取り付けられ、該光導波路 3 2 0の他端と該出力用光フアイバ 3 6 0の一端とを光学的に接続させた状態で該導波路基板 3 2の他方の端面に固定された第 2支持部材 3 3とを有する（図 1参照）。なお、光ファイバは、所定の屈折率を有するコアと、該コアの外周に設けられ、該コアよりも低い屈折率を有するクラッドを備えている。

上記第 1補強部材 1 1 0は、導波路基板 3 2と向い合った基準面 1 1 1を有するとともに、少なくとも光導波路デバイス 3 0の長手方向が開放された形状を有する金属板であって、互いに向い合うよう折り曲げられたエッジ部 1 7 0、 1 7 1 (第 1及び第 2エッジ部）を有する。また、光導波路デバイス 3 0の少なくとも一部は、基準面 1 1 1、該基準面 1 1 1 と連続しているエッジ部 1 7 0の面 1 1 2、及び該基準面 1 1 1 と連続しているエッジ部 1 7 1の面 1 1 3とで定義される空間内に収納されている。

上記緩衝保護材 4 0 0は、少なくとも第 1補強部材 1 1 0の基準面 1 1 1に所定の強度で接着しており、第 1補強部材 1 1 0の基準面 1 1 1上における、該緩衝保護材 4 0 0と接触している接着面積とその接着力の積が 0 . 5 k g f 以上 (ベルコア規格）となるような接着力を有する。特に、緩衝保護材 400としては、硬化後に 1 k g i / c m²〜 20 k g f ノ c m²の範囲内の弾性率を有する。緩衝保護材 400は、硬化後に 1 k g f Zc m²〜20 k g f /c m²の弾性率を有するので比較的柔らかい。そのため、ケースが環境の温度変化に伴って熱膨張または熱収縮を起こした場合であっても、光導波路デバィス 30に作用する熱応力が、緩衝保護材 400を介在することによって抑制される。

また、緩衝保護材 400は、ケース注入直後は毛細管現象に基づいて、ケースと光導波路デバイス 30との間に均一に充填される。そのため、ケースと光導波路デバイス 30との間に空隙が残存しないので、熱応力が緩衝保護材 400の内部から発生することもない。

さらに、緩衝保護材 400が比較的低い弾性率を有するとともに、ケース（金厲板）が比較的高い強度を有することから、ケース外部から光導波路デバイス 3 0に作用する機械的な衝撃が、緩衝保護材 400及びケースを介して緩衝される。これらの構造により、環境の温度変化が発生したり、外部から擊力が作用したりする場合であっても、光導波路デバイス 30は安定して位置決め固定される。加えて、第 1支持部材 31、導波路基板 32、及び第 2支持部材 33をそれぞれ接合している接着剤の接着力の経時変化が低減する。

したがって、入力用光ファイバ 340と光導波路 321との間の第 1接合部と、光導波路 321と出力用光ファイバ 360との間の第 2接合部とにおいて、良好な調心状態がそれぞれ維持される。加えて、入力光ファイバから出力光ファイバに伝送される光信号の損失が経時的に安定して抑制される。

さらに、この発明に係る光導波路モジュールは、入力用光ファイバ 340を貫通させるための貫通孔 21 1 (151) を有するとともに、緩衝保護材 400に接着される接着面 212 (153) を有する第 1エッジ部品 210 (1 50) と、出力用光ファイバ 360を貫通させるための貫通孔 221 (161) を有するとともに、緩衝保護材 400に接着される接着面 222 ( 1 63) を有する第 2ェッジ部品 2 2 0 ( 1 6 0 ) とを備えてもよレ、。このように、これら第 1及び第 2 エッジ部品 2 1 0、 2 2 0は、第 1捕強部材 1 1 0の、光導波路デバイス 3 0の長手方向の開放領域を塞いでいる。

また、この発明に係る光モジュールは、上記緩衝保護材 4 0 0が、光導波路デバイス 3 0全体を覆つた状態で、第 1補強部材 1 1 0の基準面 1 1 1、該基準面 1 1 1 と連続しているエッジ部 1 7 0の面 1 1 2、及び該基準面 1 1 1 と連続しているエッジ部 1 7 1の面 1 1 3とで定義される空間内に提供されるとともに、該第 1補強部材 1 1 0全体を包み込むように構成してもよい（図 1 1及び図 1 2 参照）。

さらに、第 1光導波路デバイス 3 0を収納するケースは、上記第 1補強部材 1 1 0とともに、導波路基板 3 2と向い合った基準面 1 2 1を有し、少なくとも光導波路デバイス 3 0の長手方向が開放された形状を有する第 2補強部材 1 2 0で構成してもよレ、。特に、この第 2補強部材 1 2 0も、互いに向い合うよう折り曲げられたエッジ部 1 8 0、 1 8 1 (第 3及び第 4のエッジ部）を有する。そして、第 2補強部材 1 2 0は、その基準面 1 2 1が第 1補強部材 1 1 0の基準面 1 1 1 と光導波路デバイス 3 0を介して対向するよう配置されている（図 1 6参照）。このとき、第 2補強部材 1 2 0は、そのエッジ部 1 8 0、 1 8 1力第 1補強部材 3 0のエッジ部 1 7 0、 1 7 1を把持することにより、該第 1補強部材 1 1 ◦ と係合する。

このように、上記第 1及び第 2補強部材 1 1 0、 1 2 0によってケースを構成する場合にも、緩衝保護材 4 0 0が、光導波路デバイス 3 0全体を覆った状態で、前記第 1補強部材 1 1 0全体及び第 2補強部材 1 2 0全体を包み込むように構成することが可能である。図面の簡単な説明

図 1は、この発明に係る光導波路モジュールに搭載される光導波路デバィスの構造を説明するための組立工程図である。

図 2は、この発明に係る光導波路モジュールに搭載される光導波路デバィスの平面図である。

図 3は、この発明に係る光導波路モジュールの第 1実施例を製造するための、第 1組立工程を示す図である。

図 4は、図 3に示された第 1組立工程の変形例（代替部材を使用）を説明するための図である。

図 5は、この発明に係る光導波路モジュールの第 1実施例を製造するための、第 2組立工程を示す図である。

図 6は、図 3及び図 5に示された組立工程を経て得られた、この発明に係る光導波路モジュールの第 1実施例の斜視図である。

図 7は、図 6中の I— I線に示沿った、この発明に係る光導波路モジュールの第 1実施例の断面構造を示す図である。

図 8は、図 6に示された光導波路モジュールの第 1実施例の応用例を示す斜視図である。

図 9は、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例を製造するための、第 1工程を示す図である。

図 1 0は、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例を製造するための、第 2工程を示す図である。

図 1 1は、図 9及び図 1 0に示された組立工程を経て得られた、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例の斜視図である。

図 1 2は、図 1 1中の Π— Π線に示沿った、この発明に係る光導波路モジユールの第 2実施例の断面構造を示す図である。

図 1 3は、図 1 1及び図 1 2に示された、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例について、熱負荷に起因した光損失変動を確認するための実験結果であり、該光導波路モジュールに付加された環境温度と時間変化との関係を示すグラフである。

図 1 4は、図 1 1及び図 1 2に示された、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例について、熱負荷に起因した光損失変動を確認した実験結果であり、緩衝保護材の弾性率と光損失変動の関係を示すグラフである。

図 1 5は、図 1 1及び図 1 2に示された、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例について、外力負荷に起因した光損失変動を確認した実験結果であり、緩衝保護材の弾性率と光損失変動の関係を示すグラフである。

図 1 6は、この発明に係る光導波路モジュールの第 3実施例を製造するための、組立工程の一部を示す図である。

図 1 7は、図 1 6に示された組立工程を経て得られた、この発明に係る光導波路モジュールの第 3実施例を示す斜視図である。

図 1 8は、図 1 7中の ΠΙ— ΠΙ線に示沿った、この発明に係る光導波路モジユールの第 3実施例の断面構造を示す図である。

図 1 9は、この発明に係る光導波路モジュールの第 4実施例の断面構造を示す図である。

図 2 0は、図 1 7に示された光導波路モジュールの第 3実施例の応用例を示す斜視図である。

図 2 1は、図 1 9に示された光導波路モジュールの第 4実施例を製造するための、図 9及び図 1 0に示された製造方法と異なる製造方法を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明に係る光導波路モジュールの各実施例の構成を、図 1〜図 2 1 を用いて説明する。なお、図面中の同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。図 1は、この発明に係る光導波路モジュールに搭载される光導波路デバィスの構造を説明するための組立工程図である。この図に示されたように、光導波路デバイス 3 0は、信号光を伝搬するための入力用光ファイバ 3 4 0の先端に取り付けられ、該先端に固定されたファイバ支持体 3 1 (第 1支持部材）と、入力用光ファイバ 3 4 0からその入射端へ入射された信号光を分岐または結合して出射端へ導く光導波路 3 2 0がその上面 3 2 1に設けられた導波路基板 3 2と、光導波路 3 2 0の出射端から出射された信号光を導くための出力用光ファイバ 3 6 0の先端に取り付けられ、該先端に固定されたファイバ支持体 3 3 (第 2支持部材）とを備えている。また、これらファイバ支持体 3 1 、 3 3は、導波路基板 3 2の各端面に第 1接着剤 3 7によって固着されている。

ファイバ支持体 3 1は、その表面に形成された単一の V溝で単芯の入力用光フアイバ 3 4 0を支持するシリコン製の下側部材 3 1 1と、該下側部材 3 1 1 とともに第 2接着剤 3 8によって入力用光ファイバ 3 4 0に接着され、下側部材 3 1 1の表面上に第 2接着剤 3 8によって接合された透明ガラス製の上側部材 3 1 0 とを備える。この上側部材 3 1 0はその裏面で入力用光ファイバ 3 4 0を下側部材 3 1 1に押し当てている。ここで、入力用光ファイバ 3 4 0の光出射側端面は、ファイバ支持体 3 1の光出射側端面と一致した状態で露出している。なお、入力用光ファイバ 3 4 0は、先端部分を除いてその表面がプラスティック · コ一ティングされており、図中 3 4は、入力用光ファイバ 3 4 0を含むファイバ 'ケ一ブルである。

一方、ファイバ支持体 3 3も、その表面に形成された 8本の V溝でそれぞれ 8 芯の出力用光ファイバ 3 6 0を支持するシリコン製の下側部材 3 3 1と、該下側部材 3 3 1 とともに第 2接着剤 3 8によって出力用光ファイバ 3 6 0に接着され、下側部材 3 3 1の表面上に第 2接着剤 3 8によって接合された透明ガラス製の上側部材 3 3 0とを備える。この上側部材 3 3 0はその裏面で出力用光ファイバ 3 6 0を下側部材 3 3 1に押し当てている。ここで、出力用光ファイバ 3 6 0の光入射側端面は、ファイバ支持体 3 3の光入射側端面と一致した状態で露出している。なお、各出力用光ファイバ 3 6 0は、先端部分を除いて一体的にその表面がプラスティック · コーティングされており、図中 3 6は、これら出力用光フアイバ 3 6 0を含むテープ型ファイバ ·ケーブル（リボン ·ファイバ）である。

また、導波路基板 3 2は、ガラス製部材であって、通常の火炎堆積法によりその表面に 1入力 8出力型の 8分岐の光導波路 3 2 0が形成されている。なお、導波路基板 3 2はシリコン製部材であってもよい。ここで、光導波路 3 2 0の光入射側端面および光出射側端面は、導波路基板 3 2の光入射側端面および光出射側端面と一致した状態でそれぞれ露出している。

なお、ファイバ支持体 3 1の光出射側端面と導波路基板 3 2の光入射側端面との間の第 1接合部は、入力用光ファイバ 3 4 0の光出射側端面と光導波路 3 2 0 の光入射側端面とを光軸調心された状態で、第 1接着剤 3 7によって固定されている。一方、導波路基板 3 2の光出射側端面とファイバ支持体 3 3の光入射側端面との間の第 2接合部は、光導波路 3 2 0の光出射側端面と出力用光ファイバ 3 6 0の光入射側端面とを光軸調心された状態で、第 1の接着剤 3 7によって固定されている（図 2参照）。

ただし、第 1および第 2接着剤 3 7、 3 8は、紫外線（UV) 硬化型接着剤である。また、第 1接着剤 3 7は、少なくとも入力用光ファイバ 3 4 0のコア領域、光導波路 3 2 0、及び出力用光ファイバ 3 6 0のコア領域と整合した屈折率を有するとともに、これらにより伝搬される信号光に対して透明な材料である。なお、この第 2接着剤は、紫外線硬化型接着剤の他、熱硬化型接着剤、紫外線硬化触媒と熱硬化触媒を含む複合型接着剤のいずれであってもよい。また、第 2接着剤として、熱硬化型接着剤を利用する場合には、上記上側部材 3 1 0、 3 3 0としてシリコン製部材を利用することも可能である。

特に、上記上側部材 3 1 0 , 3 3 0の主材料としては、例えばシリコン、石英ガラス（透明ガラス、紫外線が透過可能であるため有利）、セラミックス等から選択可能である。上記下側部材 3 1 1、 3 3 1としては、例えばシリコン（V溝加工が容易）、石英ガラス（透明ガラス、紫外線が透過可能であるため有利）、セラミックス（ジルコユア、結晶化ガラス）等から選択可能である。さらに、上記導波路基板 3 2としては、例えばシリコン、石英ガラス等から選択可能である。なお、該上側部材 3 1 0及び下側部材 3 1 1のいずれもフィラーを 8 0 %以上含むエポキシ榭脂で形成される場合には、ファイバ支持体 3 1を一体成形することが可能となる。また、他方の上側部材 3 3 0及び下側部材 3 3 1もフイラ一を 8 0 %以上含むエポキシ榭脂で形成される場合には、同様にファイバ支持体 3 3を一体成形することが可能となる。

第 1実施例

次に、図 3〜図 7を用いて、この発明に係る光導波路モジュールの第 1実施例を説明する。

図 3に示されたように、この第 1実施例の光導波路モジュールは、光導波路デバイス 3 0を収納するケースの少なくとも一部を構成する第 1補強部材 1 1 0

(金属製の板部材）を備える。この第 1捕強部材 1 1 0は、基準面 1 1 1を有するとともに、少なくとも光導波路デバイス 3 0の長手方向が開放された形状を有する金属板であって、互いに向い合うよう、図中の矢印 S l、 S 2で示された方向に、それぞれ折り曲げられたエッジ部 1 7 0、 1 7 1を有する。光導波路デバイス 3 0は、その上面 3 2 1 (光導波路 3 2 0が設けられている側）を第 1補強部材 1 1 0の基準面 1 1 1に向い合せにした状態で、基準面 1 1 1、該基準面 1

1 1 と連続しているエッジ部 1 7 0の面 1 1 2、及び該基準面 1 1 1 と連続しているエッジ部 1 7 1の面 1 1 3とで定義される空間内に収納される。なお、上記第 1補強部材 1 1 0と導波路デバイス 3 0は、上面 3 2 1 と対向する下面 3 2 2 と基準面 1 1 1とが向い合うように配置されてもよレ、。

さらに、第 1補強部材 1 1 0の、光導波路デバイス 3 0の長手方向の一方の開放領域には、入力光ファイバ 3 4 0を含むファイバ ·ケーブルを貫通させた貫通孔 21 1を有するとともに、接着面 212を有する第 1エッジ部品 210 (ゴムブーツ）が設けられている。一方、第 1補強部材 1 10の、光導波路デバイス 3 0の長手方向の他方の開放領域には、出力光ファイバ 360を含むファイバ ·ケ —ブルを貫通させた貫通孔 221を有するとともに、接着面 222を有する第 2 エッジ部品 220 (ゴムブーツ）が設けられている。光導波路デバイス 30は、これら面 1 1 1、 1 12、 1 13、 21 1、 222によって定義される空間内に収納される。

なお、上記第 1及び第 2エッジ部材 210、 220は、それぞれゴム性の部品であるが、図 4に示されたように、それぞれ貫通孔 1 51、 1 6 1を備えた金属性の板部材 1 50、 160であってもよい。さらに、これら板部材 1 50、 1 6 0に切り欠け部 152、 162を設けることで、より製造工程の簡略化が可能となる。この構成の場合も、光導波路デバイス 30は、これら面 1 1 1、 1 12、 113、 1 53、 163によって定義される空間内に収納される。

続いて、図 5に示されたように、光導波路デバイス 30が、面 1 1 1、 1 12、 113、 21 2、 222によって定義される空間内に収納された状態で、緩衝保護材 400が該空間内に注入される。なお、この緩衝保護材 400が注入される際、各ファイバ ·ケ一ブル 34、 36は図中の矢印 S 3、 S4で示された方向に所定の張力が加えられている。すなわち、ケーブル 34、 36を S 3、 S 4で示された方向にそれぞれ引っ張ることにより、光導波路デバイス 30は緩衝保護材 400が充填された空間中の所定位置に設置される。

以上の工程を経てこの発明に係る光導波路モジュール（第 1実施例）が得られる。なお、図 6は、この発明に係る光導波路モジュールの第 1実施例の斜視図であり、図 7は、図 6中の I— I線に示沿った、この発明に係る光導波路モジユールの第 1実施例の断面構造を示す図である。

図 6及び図 7に示されたように、第 1実施例の光導波路モジュールにおいて、緩衝保護材 400は、ケースを構成する第 1補強部材 1 10の上部開口から露出している。

緩衝保護材 4 0 0は、ウレタンゴムであり、硬化後に約 1 k g f / c m ²〜約 2 0 k g f Z c m ²の範囲内の弾性率を有する。具体的には、日本ペルノックス (株）社製の MU— 1 0 2を利用した。この緩衝保護材 4 0 0は、第 1補強部材 1 1 0の内部に収納された光導波路デバイス 3 0全体を覆っている。また、緩衝保護材 4 0 0は、少なくとも第 1補強部材 1 1 0の基準面 1 1 1に所定の強度で接着しており、第 1補強部材 1 1 0の基準面 1 1 1上における、該緩衝保護材 4 0 0と接触している接着面積とその接着力の積が 0 . 5 k g f 以上（ベルコア規格）となるような接着力を有する。さらに、第 1補強部材 1 1 0は、高い強度を有する金属製部材であるステンレス鋼、例えば S U S 3 0 4である。

ここで、緩衝保護材 4 0 0は、硬化後に約 1 k g f Z c m ²〜約 2 0 k g f / c m ²の範囲の低い弾性率を有するので比較的柔らかい。そのため、第 1補強部材 1 1 0が環境の温度変化に伴って熱膨張または熱収縮を起こした場合であっても、当該光導波路デバイス 3 0に作用する熱応力が、緩衝保護材 4 0 0を介在することによって抑制される。

また、緩衝保護材 4 0 0は、ケース注入直後は毛細管現象に基づいて、第 1補強部材 1 1 0と光導波路デバイス 3 0との間に均一に浸入可能である。そのため、第 1補強部材 1 1 0と光導波路デバイス 3 0との間には空隙が残存しないので、熱応力が緩衝保護材 4 0 0の内部から発生することもない。

さらに、緩衝保護材 4 0 0が比較的低い弾性率を有するとともに、第 1補強部材 1 1 0 (ケース）が比較的高い強度を有することから、外部から光導波路デバイス 3 0に作用する所定方向からの機械的な衝擊が、緩衝保護材 4 0 0及び第 1 補強部材 1 1 0を介して緩衝される。

以上のことから、環境の温度変化が発生したり、外部から擊力が作用したりする場合であっても、光導波路デバイス 3 0は安定してケース内に位置決め固定され、ファイバ支持体 3 1と導波路基板 3 2との接合部分、及び導波路基板 3 2とファイバ支持体 3 3との接合部分をそれぞれ接合する第 1接着剤 3 8の接着力の経時変化を低減できる。加えて、入力用光ファイバ 3 4 0と光導波路 3 2 0との間の第 1接合部と、光導波路 3 2 0と出力光ファイバ 3 6 0との間の第 2接合部とにおいて、良好な調心状態がそれぞれ維持される。また、入力用光ファイバ 3 4 0から出力用光ファイバ 3 6 0に伝搬される信号光の伝送損失が経時的に安定して抑制できる。

さらに、図 8に示されたように、該緩衝保護材 4 0 0の一部（エッジ部 4 1 0、 4 2 0 ) を第 1補強部材 1 1 0の外部へはみ出させてもよい。図 8は、この発明に係る光導波路モジュールの第 1実施例（図 6 ) の応用例を示す斜視図である。この応用例では、図 6中のエッジ部品 2 1 0、 2 2 0が不要である。また、緩衝保護材 4 0 0の各エッジ部 4 1 0 , 4 2 0はそれぞれファイバ ·ケーブル 3 4、 3 6を保護するよう機能する。

第 2実施例

さらに、この発明に係る光導波路モジュールは、光導波路デバイス 3 0を収納した第 1補強部材 1 1 0 (ケース）全体を緩衝保護材 4 0 0で包み込むよう構成してもよい。なお、図 9及び図 1 0にこの第 2実施例の光導波路モジュールの製造工程を示す。

まず、図 9に示されたように、それぞれ所定の凹みが設けられた下側型 5 0 0 と上側型 5 1 0とを用意する。そして、これら型 5 0 0、 5 1 0の凹みによって定義されるキヤビティ内に、光導波路デバイス 3 0と第 1補強部材 1 1 0とを、該第 1補強部材 1 1 0内に該光導波路デバイス 3 0を設置した状態で収納するよう、該下側型 5 0 0の開口部と上側型 5 1 0の開口部とを合せる。なお、このとき、下側型 5 0 0と上側型 5 1 0の各凹み表面には剥離剤が塗付されており、また、該下側型 5 0 0の凹みには予め緩衝保護材 4 0 0の一部が注入されている。続いて、図 1 0に示されたように、上側型 5 1 0に設けられた樹脂注入孔 5 1 1から緩衝保護材 4 0 0を該下側型 5 0 0と上側型 5 1 0の各凹みによって定義されたキヤビティ内に注入する。このとき、各光ファイバ 3 4 0、 3 6 0には図中の矢印 S 5、 S 6で示された方向に所定の張力が加えられている。すなわち、ケーブル 3 4、 3 6を、それぞれ S 5、 S 6の矢印の方向に引っ張った状態で緩衝保護材 4 0 0の注入を行うことにより、光導波路デバィス 3 0が第 1補強部材 1 1 0内の所定位置に設置される。

以上の工程を経てこの発明に係る光導波路モジュール（第 2実施例）が得られる。なお、図 1 1は、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例の斜視図であり、図 1 2は、図 1 1中の Π— Π線に示沿った、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例の断面構造を示す図である。

以上のように製造された光導波路モジュールにおいても、緩衝保護材 4 0 0は、上述の第 1実施例の緩衝保護材 4 0 0と同様に機能し、結果的に、上述の第 1実施例の光導波路モジュールと実質的に同等な作用効果を得ることができる。

次に、この第 2実施例について、発明者らが行った実験結果について図 1 3〜図 1 5を用いて説明する。

まず、発明者らは、この第 2実施例に対し熱負荷に起因した光損失変動を確認する実験を行った。この実験では、対比する光導波路モジュールとして、緩衝保護材 4 0 0の弾性率が 0 . 5 k g f Z c m ²〜約 1 0 0 k g f Z c m ²の範囲内に含まれた、異なる 6サンプルを用意した。

これら 6種類の光導波路モジュールに負荷した環境温度の時間変化をを図 1 3 に示す。この図 1 3において、横軸は経過時間（h ) 、縦軸は環境温度（）である。なお、最高温度 T_Hは + 7 5でであり、最低温度 T _Lは— 4 5 °Cであり、 T _Rは室温である。

このような周期 8時間のヒートサイクル試験を 2週間に渡って繰り返す前後で、用意された各光導波路モジュールにおける光導波路デバイス 3 0の全てについて、その最大光損失変動を測定した結果を図 1 4に示す。なお、光損失の測定は、入力用ファイバ 3 4 0と出力用ファイバ 3 6 0の各芯との間において光損失をそれぞれ測定することにより行われる。この図 1 4において、横軸は緩衝保護材 4 0 0の弾性率（k g f / c m²) であり、縦軸は光導波路デバイス 3 0の最大光損失変動（d B) である。図 1 4によれば、緩衝保護材 4 0 0の弾性率が 2 0 k g f / c m²よりも大きくなると、光導波路デバィス 3 0における最大光損失変動が 0. 2 d B以内から急増している。そのため、緩衝保護材 4 0 0の弾性率が 2 0 k g f Z c m²以下であれば、光導波路デバイス 3 0の最大光損失変動を、実用上問題とならないレベルである 0. 2 d B以下に抑制することができる。

さらに、発明者らは、この第 2実施例に対し、外力負荷に起因した光損失変動を確認するための実験を行った。この実験では、対比する光導波路モジュールとして、緩衝保護材 4 0 0の弾性率が 0. 5 k g f Z c m²〜約 1 0 0 k g ί / c m²の範囲内に含まれた、異なる 6サンプルを用意した。

これら 6種類の光導波路モジュールの中央部を固定し、その中央部よりも出力用光ファイバ 3 6 0側に位置する端部に、実用上発生すると考えられる引張力として 5 Nを 1分間程度だけ加えた。このような外力負荷試験の前後で、用意された各光導波路モジュールにおける光導波路デバイス 3 0の全ての接合部分（光フアイバ 34、 3 6と光導波路 3 2 0との接続部分）について、その最大光損失変動を測定した結果を図 1 5に示す。この図 1 5において、横軸は緩衝保護材 4 0 0の弾性率、縦軸は光導波路デバイス 3 0の最大光損失変動である。

図 1 5によれば、緩衝保護材 4 0 0の弾性率が 1 k g f Zc m²未満になると、光導波路デバイス 3 0の最大光損失変動が 0. 2 d B以内から急増している。そのため、緩衝保護材 4 0 0の弾性率が 1 k g ί Z c m²以上であれば、光導波路デバイス 3 0の最大光損失変動を、実用上問題とならないレベルとして 0. 2 d B以下に抑制することができる。

したがって、以上の実験結果から、緩衝保護材 4 0 0の弾性率が 1 k g f / c m²〜約 2 0 k g f / c m ²の範囲内であれば、光導波路デバィス 3 0の光損失変動を実用上問題とならないレベルに抑制することができる。第 3実施例

次に、この発明に係る光導波路モジュールは、図 1 6及び図 1 7に示されたように、光導波路デバイス 3 0を収納するケースとして、第 1補強部材 1 1 0とともに、同一形状及び同一材料の第 2補強部材 1 2 0とで構成してもよい。

特に、この第 2補強部材 1 2 0も、第 1補強部材 1 1 0と同様に、光導波路デバイス 3 0を収納するケースの少なくとも一部を構成する金属製（ステンレス鋼 S U S 3 0 4 ) である。そして、この第 2補強部材 1 2 0は、基準面 1 2 1を有するとともに、少なくとも光導波路デバイス 3 0の長手方向が開放された形状を有する金属板であって、互いに向い合うよう折り曲げられたエッジ部 1 8 0 (第 3及び第 4エッジ部）、 1 8 1を有する。光導波路デバイス 3 0は、その裏面 3 2 2 (上面 3 2 1 と対向する側）を第 2補強部材 1 2 0の基準面 1 2 1に向い合せにした状態で、基準面 1 2 1、該基準面 1 2 1と連続しているエッジ部 1 8 0 の面 1 2 2、及び該基準面 1 2 1 と連続しているエッジ部 1 8 1の面 1 2 3とで定義される空間內に収納される。

この第 3実施例の光導波路モジュールの製造は、上述された第 1実施例の製造工程（図 3〜図 5 ) を経て得られたモジュール（図 6に示された光導波路モジュ —ルと同じ構成）に、さらに第 2補強部材 1 2 0を被せることにより得られる。すなわち、第 2補強部材 1 2 0は、図 1 6に示されたように、第 2捕強部材 1 2 0のエッジ部分 1 8 0、 1 8 1を、図中の矢印 S 7、 S 8で示された方向に押し広げることにより各エッジ部 1 8 0、 1 8 1の戻り力を利用して、該エッジ部 1 8 0、 1 8 1で第 1補強部材 1 1 0のエッジ部 1 7 0、 1 7 1を把持することにより、第 1補強部材 1 1 0と係合する。

以上の製造工程を経て、図 1 7及び図 1 8に示された光導波路モジュール（第 3実施例）が得られる。なお、図 1 7は、この発明に係る光導波路モジュールの第 3実施例を示す斜視図であり、図 1 8は、図 1 7中の ΠΙ— ΙΠ線に示沿った、この発明に係る光導波路モジュールの第 3実施例の断面構造を示す図である。この第 3実施例においても、図 4に示されたような構造を適用することが可能である。また、この第 3実施例における緩衝保護材 4 0 0は、上述の第 1実施例の緩衝保護材 4 0 0と同様に機能し、結果的に、上述の第 1実施例の光導波路モジュールと実質的に同等な作用効果を得ることができる。

第 4実施例

さらに、この発明に係る光導波路モジュールは、光導波路デバイス 3 0を有能するケースを構成する第 1及び第 2補強部材 1 1 0、 1 2 0全体を、緩衝保護材 4 0 0で包み込むよう構成してもよい。なお、このケースは、光導波路デバイス 3 0の長手方向が開放されている。

この第 4実施例の光導波路モジュールも、第 2実施例の光導波路モジュールと同様に、図 9及び図 1 0に示された工程を経て得られる。

なお、図 1 9に、この発明に係る光導波路モジュールの第 4実施例の断面構造を示す。この第 4実施例の断面図は、例えば図 1 1中の Π— Π線に沿った断面に相当している。さらに、この第 4実施例においても、緩衝保護材 4 0 0は、上述の第 1実施例の緩衝保護材 4 0 0と同様に機能し、結果的に、上述の第 1実施例の光導波路モジュールと実質的に同等な作用効果を得ることができる。

ここで、この発明は上述された実施例に限られるものではなく、種々の変形を行うことが可能である。例えば、ケース（第 1補強部材 1 1 0、あるいは第 1及び第 2補強部材 1 1 0、 1 2 0の両方）及び光導波路デバィス 3 0を被覆して保護する緩衝保護材 4 0 0は、ウレタン榭脂で形成されている。しかしながら、このウレタン榭脂に代え、シリコン榭脂またはエポキシ樹脂をこの緩衝保護材 4 0 0として利用してもよい。この場合も上述された第 1〜第 4実施例と実質的に同等の作用効果が得られる。

また、上述された第 1〜第 4実施例において、光導波路デバイス 3 0を収納するケースは、ステンレス鋼であった。しかしながら、このステンレス鋼に代え、チタン金属、アルミ金属、またはバネ鋼のいずれかを該ケースの材料として利用しても、上述された各実施例と実質的に同等の作用効果が得られる。

また、上述された各実施例において、ファイバ支持体 3 1、導波路基板 3 2 、及びファイバ支持体 3 3のそれぞれは、第 1接着剤として紫外線硬化型接着剤により接合されている。しかしながら、この紫外線硬化型接着剤に代え、熱硬化型接着剤、あるいは紫外線硬化触媒と熱硬化触媒とを含む複合型接着剤を第 1接着剤として利用しても、各実施例と実質的に同等の作用効果が得られる。

また、上述された各実施例において、光導波路 3 2 0は 1入力 8出力型の分岐器であった。しかしながら、一入力多出力型、多入力一出力型、あるいは多入力多出力型のいずれの光導波路を適用しても、上述された各実施例と実質的に同等の作用効果が得られる。

さらに、上述された各実施例において、入力用光ファイバ 3 4 0は単芯の光フアイバであり、出力用光ファイバ 3 6 0は 8芯の光ファイバであった。しかしながら、これら光ファイバを、光導波路の光入出力型式に対応して、いかなる本数の光ファイバを含む構成として入力用及び出力用光ファイバとしてもよい。また、この場合も、上述された各実施例と実質的に同等の作用効果が得られる。

加えて、図 6に示された光導波路モジュールに第 2補強部材 1 2 0 (図 1 6参照）を被せることにより、図 2 0に示されたような光導波路モジュールを構成してもよい。図 2 0は、この発明に係る光導波路モジュールの第 3実施例（図 1 7 参照）の応用例を示す斜視図である。この第 3実施例の応用例も緩衝保護材 4 0 0が第 1及び第 2補強部材 1 1 0、 1 2 0の外部にはみ出したエッジ部 4 1 0、 4 2 0を備えており、図 1 7中のエッジ部品 2 1 0 , 2 2 0は不要である。

また、図 2 1に示されたように、図 2 0に示された光導波路モジュールの外周に再度緩衝保護材 4 0 0を付着させることにより、図 1 9に示された、この発明に係る光導波路モジュールの第 4実施例と同様の構造を備えた光導波路モジユールが得られる。なお、図 2 1に示された製造方法は、図 6に示された第 1実施例にも適用可能であり、この製造方法（図 2 1参照）により、この発明に係る光導波路モジュールの第 2実施例（図 1 1及び図 1 2 ) と同様の構造を備えた光導波路モジュールが得られる。産業上の利用可能性

以上、詳細に説明したように、この発明に係る光導波路モジュールは、緩衝保護材が、ケースの内部に充填されて光導波路デバイス全体を被覆するとともに、該ケースの、少なくとも光導波路デバイス（あるいは光ファイバ）の長手方向の開放領域を閉塞している。

これにより、この発明に係る光導波路モジュールは、環境温度に起因した応力や外部から作用する衝撃などに対して、緩衝保護材によって光導波路デバイスを保護させることができる。加えて、当該光導波路モジュールは、入力用光フアイバと光導波路との間の第 1接合部と、光導波路と出力用光フアイバとの間の第 2 接合部とにおいて、それぞれ良好な調心状態が維持されるので、耐環境特性に優れた高信頼性を有する。

さらに、この発明に係る光導波路モジュールは、従来の光導波路モジュールと比較して、パッケージ部品の個数を低減させることができる上に、材料費や組立加工費などのコストも低减できるなどの効果がある。

Claims

言青求の範囲

1 . その上面に光導波路が設けられた導波路基板と、光ファイバの先端に取り付けられ、該光導波路の一端と該光ファィバの一端とを光学的に接続させた状態で該導波路基板に固定された支持部材とを有する光導波路デバイスと、

前記導波路基板と向い合った第 1基準面を有するとともに、少なくとも前記光導波路デバイスの長手方向が開放された形状を有する第 1補強部材と、そして、少なくとも前記導波路基板と前記支持部材との間の接合部分、及び前記光ファィバの一部を覆うとともに、前記第 1補強部材の第 1基準面に所定の強度で接着している緩衝保護材と、を備えた光導波路モジュール。

2 . 前記緩衝保護材は、前記第 1補強部材の第 1基準面上における、該緩衝保護材と接触している接着面積とその接着力の積が 0 . 5 k g ί以上となるような接着力を有することを特徴とする請求項 1記載の光導波路モジュール。

3 . 前記第 1補強部材は、互いに向い合うよう折り曲げられた第 1及び第 2 エッジ部を有するとともに、

前記光導波路デバイスの少なくとも一部は、前記第 1基準面、該第 1基準面と連続している前記第 1エッジ部の第 1面、及び該第 1基準面と連続している前記第 2エッジ部の第 2面とで定義される空間内に収納されていることを特徴とする請求項 1記載の光導波路モジュール。

4 . 前記緩衝保護材は、その一部が前記第 1補強部材の外部にはみ出していることを特徴とする請求項 3記載の光導波路モジュール。

5 . 前記光ファイバを貫通させるための貫通孔を有するとともに、前記緩衝保護材に接着される接着面を有するエッジ部品を備えたことを特徴とする請求項 3記載の光導波路モジュ一ル。

6 . 前記緩衝保護材は、少なくともその一部が前記光導波路デバイス全体を覆った状態で、前記第 1補強部材の前記第 1基準面、該第 1基準面と連続している前記第 1ェッジ部の第 1面、及び該第 1基準面と連続している前記第 2エッジ部の第 2面とで定義される空間内に提供されるとともに、該第 1補強部材全体を包み込んでいることを特徴とする請求項 3記載の光導波路モジュール。

7 . 前記導波路基板と向い合った第 2基準面を有するとともに、少なくとも前記光導波路デバイスの長手方向が開放された形状を有する部材であって、互いに向い合うよう折り曲げられた第 3及び第 4エッジ部を有する第 2補強部材をさらに備えるとともに、

該第 2捕強部材は、その第 2基準面が前記第 1補強部材の第 1基準面と前記光導波路デバイスを介して対向するよう配置されていることを特徴とする請求項 3 記載の光導波路モジュール。

8 . 前記第 2補強部材は、前記第 3及び第 4エッジ部が、前記第 1補強部材の第 1及び第 2エツジ部を把持することにより、該第 1補強部材と係合していることを特徴とする請求項 7記載の光導波路モジュール。

9 . 前記緩衝保護材は、前記光導波路デバイス全体を覆った状態で、前記第 1補強部材全体及び第 2補強部材全体を包み込んでいることを特徴とする請求項 7記載の光導波路モジュール。

1 0 . 前記緩衝保護材は、硬化後に 1 k g f Z c m ²〜2 O k g f Z c m ²の範囲内の弾性率を有することを特徴とする請求項 1記載の光導波路モジュール。

1 1 . その上面に光導波路が設けられた導波路基板と、光ファイバの先端に取り付けられ、該光導波路の一端と該光フアイバの一端とを光学的に接続させた状態で該導波路基板の端面に固定された支持部材とを有する光導波路デバイスと、前記導波路基板と向い合った第 1基準面を有するとともに、互いに向い合うよう折り曲げられた第 1及び第 2エッジ部を有する部材であって、少なくとも前記光導波路デバイスの長手方向が開放された形状を有する第 1補強部材と、

少なくとも前記導波路基板と前記支持部材との間の接合部分、及び前記光ファィバの一部を覆った状態で、少なくともその一部は前記第 1基準面、該第 1基準面と連続している前記第 1エッジ部の第 1面、及び該第 1基準面と連続している前記第 2エッジ部の第 2面とで定義される空間内に提供され、前記第 1捕強部材の第 1基準面に所定の強度で接着している緩衝保護材と、を備えた光導波路モジュ一ル₀

1 2 . 前記緩衝保護材は、前記第 1補強部材の第 1基準面上における、該緩衝保護材と接触している接着面積とその接着力の積が 0 . 5 k g f 以上となるような接着力を有することを特徴とする請求項 1 1記載の光導波路モジュール。

1 3 . 前記緩衝保護材は、その一部が前記第 1補強部材の外部にはみ出していることを特徴とする請求項 1 1記載の光導波路モジュール。

1 4 . 前記光ファイバを貫通させるための貫通孔を有するとともに、前記緩衝保護材に接着される接着面を有するエッジ部品を備えたことを特徴とする請求項 1 1記載の光導波路モジュール。

1 5 . 前記緩衝保護材は、前記光導波路デバイス全体を覆った状態で、前記第 1補強部材全体を包み込んでいることを特徴とする請求項 1 1記載の光導波路モジュ一ノレ。

1 6 . 前記導波路基板と向い合った第 2基準面を有するとともに、少なくとも前記光導波路デバイスの長手方向が開放された形状を有する部材であって、互いに向い合うよう折り曲げられた第 3及び第 4エッジ部を有する第 2補強部材をさらに備えるとともに、

該第 2捕強部材は、その第 2基準面が前記第 1補強部材の第 1基準面と前記光導波路デバイスを介して対向するよう配置されていることを特徴とする請求項 1 1記載の光導波路モジュール。

1 7 . 前記第 2補強部材は、前記第 3及び第 4エッジ部が、前記第 1補強部材の第 1及び第 2エツジ部を把持することにより、該第 1補強部材と係合していることを特徴とする請求項 1 6記載の光導波路モジュール。

1 8 . 前記緩衝保護材は、前記光導波路デバイス全体を覆った状態で、前記第 1補強部材全体及び第 2補強部材全体を包み込んでいることを特徴とする請求項 16記載の光導波路モジュール。

1 9. 前記緩衝保護材は、硬化後に 1 k g f Zcm²〜2 O k g f Zc m²の範囲内の弾性率を有することを特徴とする請求項 1 1記載の光導波路モジュール。