WO2005098497A1

WO2005098497A1 - 光素子結合構造体及び光ファイバー構造体

Info

Publication number: WO2005098497A1
Application number: PCT/JP2005/003750
Authority: WO
Inventors: Toshihiro Kuroda; Shigeyuki Yagi; Naoya Suzuki
Original assignee: Hitachi Chemical Company, Ltd.
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2005-10-20
Also published as: JP4048564B2; KR20070001202A; US20070025663A1; KR100936549B1; JPWO2005098497A1; US7492995B2; TW200532274A; KR20080083369A

Abstract

　周囲環境の温度変化による結合損失変動を軽減することができる、光ファイバーと光導波路とを結合する光素子結合構造体を提供する。　本発明は、光ファイバーと光導波路とを結合する光素子結合構造体等に関する。本発明による光素子結合構造体(1)は、光ファイバー(2)と、光導波路(4)が形成された基板(6)とを有する。基板(6)は、光ファイバー(2)と光導波路(4)とが整列するように形成されたＶ字形断面の溝(8)と、この溝(8)の光導波路(4)側に形成された凹部(10)を有する。光ファイバー(2)は、溝(8)に接着剤(22)によって固着される。凹部(10)に突出した光ファイバー(2)の先端部(18)と光導波路(4)とが、それらの間及び凹部(10)に充填された結合剤(24)によって結合される。

Description

明細書

光素子結合構造体及び光ファイバ一構造体

技術分野

[0001] 本発明は、光ファイバ一構造体に関し、更に詳細には、光ファイバ一と光導波路とを結合させた光ファイバ一構造体である光素子結合構造体に関する。

[0002] また、本発明は、基板に設けられた V字形断面の溝によって位置決めされた光ファィバーが基板と押え部材との間に接着剤によって固定された光ファイバ一構造体に関する。

背景技術

[0003] 従来から、光ファイバ一構造体の一例として、 V字形断面の溝と光導波路とがー体に形成され、 V字形断面の溝に配置した光ファイバ一と光導波路とを結合させた光素子結合構造体 (光モジュール)が知られている（例えば、特許文献 1一 3参照)。か力る光素子結合構造体を、特許文献 1及び 3に開示されている光素子結合構造体を例にして以下に説明する。

図 7は、特許文献 1に開示されている光素子結合構造体である。光素子結合構造体 70は、光ファイバ一 72と、光ファイバ一 72と整列させるべき光導波路 74が形成された基板 76とを有している。基板 76は、光ファイバ一 72を載せたときに光ファイバ一 72と光導波路 74とが整列するように形成された V字形断面の溝 78と、この溝 78の光導波路 74側に形成された凹部 80とを有している。

光ファイバ一 72を、その先端部が凹部 80に突出するように V字形断面の溝 78に配置し、更に、光ファイバ一 72の先端を光導波路 74の入口に当接させる。それにより、光ファイバ一 72と光導波路 74とが整列し、即ち、心出しされる。次いで、光ファイバ一 72と V字形断面の溝 78とを接着剤によって固着する。それにより、光ファイバ一 72 と光導波路 74との間の整列状態を維持することができる。

[0004] 図 8は、特許文献 3に開示されている光素子結合構造体である。光素子結合構造体 90は、光ファイバ一 91と、光ファイバ一 91と整列させるべき光導波路 92が形成された基板 93と、光ファイバ一 91を固定するための固定溝 94と、固定溝 94に設けられた接着剤分離溝 95とを有している。光ファイバ一 91と光導波路 92との間には、紫外線硬化型の端面接続用接着剤 96が少量滴下され、光ファイバ一 91と基板 93の固定溝 94との間には、固定用接着剤 97が塗布されている。

光ファイバ一 91と光導波路 92とを心出しした状態で、それらの間に滴下された紫外線硬化型接着剤 96を硬化させることにより、光ファイバ一 91と光導波路とを確実に接着する。次いで、固定用接着剤 97を硬化させることにより、光ファイバ一 91と基板 93とを接着する。端面接続用接着剤 96と固定用接着剤 97とが接着剤分離溝 95によって分離されているので、固定用接着剤 97が硬化するときに収縮しても、端面接続用接着剤 96が固定用接着剤に引っ張られることが防止され、その結果、光フアイバー 91と光導波路 92との間の心ずれを防止することができる。光素子結合構造体 9 0の室温約 25度における結合損失は 0. 5dB以下に押えられている。

また、従来から、光ファイバ一構造体の他の例として、基板に設けられた V字形断面の溝によって位置決めされた光ファイバ一が基板と押え部材との間に接着剤によつて固定されて、る光ファイバ一構造体が知られて、る。力かる光ファイバ一構造体は、例えば、光ファイバ一アレイ、 V字形断面の溝と光導波路とがー体に形成され、 V 字形断面の溝に配置した光ファイバ一と光導波路とを結合させた光素子結合構造体 (光モジュール)、光ファイバ一アレイと光導波路とを結合させた光素子結合構造体（光モジュール)等として知られて、る（例えば、特許文献 4参照)。

図 26は、 V字形断面の溝と光導波路とがー体に形成され、 V字形断面の溝に配置した光ファイバ一と光導波路とを結合させた光素子結合構造体 (光モジュール)の一例を部分的に断面にした正面図である。また、図 27は、図 26の線 XXVII— XXVIIにおける断面図である。光素子結合構造体 200は、端面 202aを有し且つ長手方向に延びる上流側光ファイバ一 202と、この上流側光ファイバ一 202の端面 202aと対向する向きに配置された端面 204aを有し且つ長手方向に延びる下流側光ファイバ一 2 04と、上流側光ファイバ一 202から下流側光ファイバ一 204に光が伝達されるようにそれらの間に設けられた光導波路 206とを有している。光素子結合構造体 200は、更に、上流側光ファイバ一 202及び下流側光ファイバ一 204を受入れて位置決めするための V字形断面の溝 208が設けられた基板 210と、上流側光ファイバ一 202及び下流側光ファイバ一 204をそれぞれ、それらの上力覆、且つこれらの光ファイバ一 202、 204を基板 210に向力つて押え付ける押えブロック 212、 214と、基板 210、光ファイバ一 202、 204及び押えブロック 212、 214を互いに固定するためにそれらの間の空間に充填された接着剤 216とを有している。押えブロック 212, 214は、上流側光ファイバ一 202及び下流側光ファイバ一 204と接触する接触面 218を有している。

この光素子結合構造体 200では、上流側光ファイバ一 202を伝播してきた光は、光導波路 206を通って下流側光ファイバ一 204に伝達される。

[0006] 特許文献 1 :特開平 1 126608号公報 (第 1図）

特許文献 2 :特開 2001— 281479号公報 (段落 0017及び図 1)

特許文献 3 :特開 2000— 105324号公報 (請求項 1、段落 0052及び図 lb) 特許文献 4:特開 2003— 322744号公報（図 1一図 5)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 例えば、引用文献 4に開示された光素子結合構造体 200において、上流側光ファィバー 202から光導波路 206に光が伝達されるとき、及び、光導波路 206から下流側光ファイバ一 204に光が伝達されるとき、伝達される光パワーに、結合損失と呼ばれる損失が生じる。この結合損失は、上流側の光パワー（Pi)に対する下流側の光パヮー（Po)の比をデシベル単位で表したもの（lOlog (Po/Pi)

10 )である。

[0008] 図 26及び図 27に示した光素子結合構造体 200の結合損失、即ち、上流側光ファィバー 202と光導波路 206との間の結合損失、又は、光導波路 206と下流側光ファィバー 204との間の結合損失は、接着剤の粘度及び周囲温度の変化に応じて変動することがある。このことを、図 28及び図 29を参照して説明する。図 28は、周囲温度が + 25°C、即ち、光ファイバ一 202、 204を基板 210の V字形断面の溝 208に固定したときとほぼ同じ温度における、接着剤 216の粘度と結合損失の測定値との関係を示す図である。また、図 29は、周囲温度が 40°C— + 85°Cにわたつて変化したときにおける、接着剤 216の粘度と結合損失の測定値の変動との関係を示す図である。図 28及び図 29から分力るように、接着剤 216の粘度が比較的低い場合には、 + 2 5°Cにおける光素子結合構造体 200の結合損失は比較的小さいが（図 28参照）、温度が- 40°C— + 85°Cにわたつて変化したとき、結合損失の変動は比較的大きい（図 29参照)。結果として、 +25°Cにおける光素子結合構造体 200の結合損失が小さくても、 40°C又は + 85°Cにおける光素子結合構造体 200の結合損失がかなり大きくなる。

また、接着剤 216の粘度が比較的高い場合には、 +25°Cにおける光素子結合構造体 200の結合損失は比較的大きいが（図 28参照）、温度が- 40°C— + 85°Cにわたって変化したときの結合損失の変動は比較的小さい（図 29参照)。結果として、温度が + 25°C、- 40°C又は + 85°Cにおける光素子結合構造体 200の結合損失は比較的大きいまま、あまり変動しない。

なお、図 30は接着剤の弾性率と粘度の関係を示す図である。図 30から分力るように、接着剤の粘度と弾性率との間には比例関係があり、接着剤の粘度が高くなると、弾性率も高くなる。従って、結合損失は、接着剤の粘度及び周囲温度の変化に応じて変動するだけでなぐ接着剤の弾性率に応じて変動する。

[0009] 一方、近年、光インターネット回線網が各家庭に普及するようになってきた。各家庭への光インターネット回線の提供は、回線提供側の光ファイバ一を光スプリッタによつて複数本の光ファイバ一に分岐し、分岐させた光ファイバ一を各家庭に引込むことによって行う方法が主流になりつつある。この光スプリッタに、上述した光ファイバ一と光導波路とを結合する光素子結合構造体が使用されている。光スプリッタは、例えば、各家庭の近くの電柱に取付けられたボックスの中に配置されるため、周囲環境の温度の影響を受ける。特に、力かるボックス内の温度は、大気の温度変化よりも大きく変ィ匕することがある。その結果、上述した光素子結合構造体を利用した光スプリッタを介して各家庭に伝送される光の損失即ち光素子結合構造体の結合損失が、周囲環境の温度変化によって変動し、即ち、増大することがある。

[0010] 従って、周囲温度及び光ファイバ一構造体の温度力例えば、 40°C— + 85°Cにわたって変化したとき、光素子結合構造体 200の結合損失が所定のレベル以下であることが好ましい。所定のレベルは、好ましくは、 0. 6dBであり、更に好ましくは、 0. 5 dBであり、更に好ましくは、 0. 4dBである。また、特許文献 3に開示された光素子結合構造体 90において、 25°Cにおける結合損失 0. 5dB以下が達成されている力結合損失を更に軽減することが望ましぐ結合損失 0. 2dB以下が好ましい。

[0011] そこで、本発明は、周囲環境の温度変化による光の伝送損失変動即ち結合損失変動を軽減することができる、光ファイバ一と光導波路とを結合する光素子結合構造体を提供することを第 1の目的とする。

[0012] また、本発明は、比較的高い粘度の接着剤を使用したときの結合損失を改善することができる光ファイバ一構造体を提供することを第 2の目的としている。

また、本発明は、温度が 40°C— + 85°Cにわたつて変化したときの結合損失を所定のレベル以下にすることができる光ファイバ一構造体を提供することを第 3の目的としている。

課題を解決するための手段

[0013] 上述した光素子結合構造体の結合損失変動について詳細に検討したところ、光フアイバーと V字形断面の溝との間の接着剤が周囲環境の温度変化によって膨張又は収縮することにより、光ファイバ一が V字形断面の溝に対して相対移動し、それに伴つて光ファイバ一の先端部と光導波路との間に相対移動が生じ、その結果、両者の心がずれ、光素子結合構造体の結合損失が増大して、ることが分力つた。

[0014] そこで、上記第 1の目的を達成するために、本発明の第 1の側面による光素子結合構造体は、光ファイバ一と光導波路とを結合する光素子結合構造体であって、光ファィバーと、光ファイバ一と整列させるべき光導波路が形成された基板と、を有し、基板は、光ファイバ一を載せたときに光ファイバ一と光導波路とが整列するように形成され且つ上向きに開放した V字形断面の溝と、この溝よりも下方に延び且つ上向きに開放した空間を V字形断面の溝の光導波路側に形成する凹部と、を有し、光ファイバ一は、その先端部が凹部に突出するように V字形断面の溝に配置され且つそこに光フアイバー用接着剤によって固着され、光ファイバ一の先端部と光導波路とが、それらの間及び凹部に充填された光ファイバ一用結合剤によって結合されていることを特徴としている。

このように構成された本発明による光素子結合構造体によれば、光ファイバ一を、その先端部が凹部に突出するように V字形断面の溝に配置し、更に、光ファイバ一の先端を光導波路に当接させる。それにより、光ファイバ一と光導波路とが整列し、即ち、心出しされる。実際には、光ファイバ一と光導波路との間には、わずかな隙間がある。次いで、光ファイバ一と V字形断面の溝とを光ファイバ一用接着剤によって固着させる。更に、光ファイバ一の先端部と光導波路の間及び凹部に光ファイバ一用結合剤を充填し、光ファイバ一の先端部と光導波路とを結合させる。それにより、光フアイバーと光導波路との間の整列状態を維持することができる。

詳細には、周囲環境の温度変化により、光ファイバ一と V字形断面の溝との間に充填された光ファイバ一用接着剤が膨張したり収縮したりする。このとき、従来技術の光素子結合構造体では、光ファイバ一の先端部と光導波路との間の相対移動が生じ、両者の心がずれ、光の伝送損失即ち結合損失を増大させる。これに対して本発明による光素子結合構造体では、光ファイバ一の先端部と光導波路とを光ファイバ一用結合剤で結合しているので、光ファイバ一の先端部と光導波路との間の相対移動が規制される。それにより、光素子結合構造体の結合損失を軽減させることができる。また、凹部が V字形断面の溝の光導波路側に形成され、光ファイバ一の先端部が凹部に突出するように配置されているという構成により、後述する実施形態の説明で明らかになるように、互いに異なる光ファイバ一接着剤と光ファイバ一結合剤とが接触していても光素子結合構造体の結合損失を軽減させることができる。この凹部は、

V字形断面の溝を異方性エッチングによって形成した時に生じた溝の斜面をダイシング加ェ等によって除去する工程と同時に形成可能であり、特許文献 3に開示されてヽる接着剤分離溝 95をわざわざ設ける必要もなヽし、凹部だけを形成する工程を単独で追加する必要もない。また、ダイシング加工時の砥粒条件を適当に選択すれば、導波路端面の鏡面化が可能である。それにより、端面反射減衰量を減少させ、光素子結合構造体の結合損失を更に低減させることができる。

本発明の第 1の側面による光素子結合構造体の実施形態において、好ましくは、基板は、更に、 V字形断面の溝が形成された上面を有し、光素子結合構造体は、更に、上面と共に光ファイバ一を挟むように且つ上面から間隔を隔てるように配置された押え部材を有し、この押え部材は、光ファイバ一の上にかぶさるように配置された光ファイバ一の外径よりも幅広の溝を有し、光ファイバ一用接着剤は、更に、幅広の溝と光ファイバ一との間及び押え部材と上面との間に充填される。

このように構成された光素子結合構造体では、光ファイバ一は、それと V字形断面の溝との間に充填された光ファイバ一用接着剤及び光ファイバ一と押え部材の幅広の溝との間に充填された光ファイバ一用接着剤とによって基板に固着されている。即ち、光ファイバ一は、概略的には、その下方部分 1箇所、即ち、光ファイバ一と V字形断面の溝との間に充填された光ファイバ一用接着剤と、その上方部分 2箇所、即ち、光ファイバ一の両側と幅広の溝との間に充填された光ファイバ一用接着剤の合計 3 箇所で支持される。それにより、周囲温度が変化して光ファイバ一用接着剤の膨張又は収縮したとき、 V字形断面の溝に対する光ファイバ一の相対移動が規制され、それに伴い、光導波路に対する光ファイバ一の先端部の相対移動も規制される。その結果、光素子結合構造体の結合損失を更に軽減することができる。

[0016] 上記第 1の側面による実施形態の光素子結合構造体において、光ファイバ一用接着剤と光ファイバ一用結合剤とは、同じ接着剤であっても良いし、異なる組成物であつても良いが、好ましくは、それらの弾性率は 0. 01-0. 5GPaであり、それらの線膨張係数は 40— 300ppmZ°Cである。また、それらの粘度は、好ましくは、 100— 1, 0 OOmPa' sである。

上記第 1の側面による実施形態の光素子結合構造体において、好ましくは、光ファィバー用接着剤と光ファイバ一用結合剤とは同じ接着剤である。光ファイバ一用接着剤と光ファイバ一用結合剤とが同じ接着剤である場合には、接着又は結合に使用する組成物が 1種類で済むため、製造工程の簡素化を図ることができる。

[0017] 本発明の第 1の側面による実施形態において、好ましくは、光素子結合構造体は、光ファイバ一の先端部及び光ファイバ一用結合剤を覆うように塗布された封止材を更に有し、封止材の弾性率は、光ファイバ一用接着剤及び光ファイバ一用結合剤の弾性率よりも大きい。

このように構成された光素子結合構造体では、光ファイバ一の先端部と光導波路との間に充填された光ファイバ一用結合剤が周囲温度の変化によって膨張又は収縮し、ひずみが発生する。し力しながら、封止材が光ファイバ一用結合剤よりも大きい弾性率を有して、るので、光ファイバ一用結合剤のひずみを封止材によって規制することができる。それにより、光ファイバ一の先端部と光導波路との間の相対移動を規制し、その結果、光の結合損失変動を軽減することができる。更に、封止材は、光フアイバー用結合剤と異なり、透明性の低い榭脂を使用することが可能になる。また、封止材に透湿度の小さい榭脂等を使用することが有利である。

[0018] 上記第 1の側面による実施形態の光素子結合構造体において、好ましくは、光ファィバー用接着剤と光ファイバ一用結合剤とは同じ接着剤である。また、上記第 1の側面による実施形態の光素子結合構造体において、光ファイバ一用接着剤と光フアイバー用結合剤とは、同じ接着剤であっても良いし、異なる組成物であっても良いが、好ましくは、それらの弾性率は 0. 01-3. OGPaであり且つそれらの線膨張係数は 4 0— 300ppmZ°Cであり、封止材の弾性率は 5— 20GPaであり且つその線膨張係数は 5— 30ppmZ°Cである。また、それらの粘度は、好ましくは、光ファイバ一用接着剤及び光ファイバ一用結合剤が 100— 8, OOOmPa' sで、封止材が 10, 000— 200 , OOOmPa' sである。

[0019] 本発明の第 1の側面による実施形態において、好ましくは、光ファイバ一用接着剤と光ファイバ一用結合剤とは異なる組成物であり、光ファイバ一用結合剤の弾性率は、光ファイバ一用接着剤の弾性率よりも小さい。

このように構成された光素子結合構造体では、光ファイバ一用接着剤と光ファイバ一用結合剤が異なる組成物であるため、両者が同じ接着剤である場合よりも、光ファィバーの先端部と光導波路との間の相対移動を規制することができる。詳細には、周囲環境の温度が変化した場合、光ファイバ一用接着剤も光ファイバ一用結合剤も膨張又は収縮する。もし両者が同じ接着剤であれば、両者は同じ割合で膨張又は収縮する。これに対して、光ファイバ一用結合剤の弾性率が光ファイバ一用接着剤よりも低い弾性率であれば、同じ温度変化に対して、光ファイバ一用結合剤の膨張又は収縮の割合を光ファイバ一用接着剤の膨張又は収縮の割合よりも小さくすることができる。それにより、光ファイバ一と V字形断面の溝との間に相対移動が生じたとしても、光ファイバ一と光導波路との間の相対移動を規制し、その結果、光素子結合構造体の結合損失変動を軽減することができる。また、光ファイバ一用接着剤は、光ファイバ一を V字形断面の溝に固着させるためだけに用いられるため、透明性や屈折率整合性が不要になり、力かる性質を有しない接着剤を選択することが可能になる。また、耐湿接着性の高い接着剤等を使用することが有利である。

[0020] 上記第 1の側面による実施形態の光素子結合構造体において、好ましくは、光ファィバー用結合剤は、更に、光ファイバ一の先端部を覆って光ファイバ一と光導波路を封止するように塗布される。

このように構成された光素子結合構造体では、光ファイバ一用結合剤が、光フアイバーと光導波路の間にだけ充填されている場合よりも、周囲環境の温度変化による光ファイバ一用結合剤の膨張及び収縮が規制される。それにより、光ファイバ一と光導波路との間の相対移動を規制し、その結果、光素子結合構造体の結合損失変動を更に軽減することができる。

[0021] また、上記第 1の側面による実施形態の光素子結合構造体において、好ましくは、光ファイバ一用結合剤の弾性率は 10— ⁶— 10— ³GPaであり且つその線膨張係数は 10 0— 400ppmZ°Cであり、光ファイバ一用接着剤の弾性率は 0. 01-3. OGPaであり且つその線膨張係数は 20— 100ppmZ°Cである。また、それらの粘度は、好ましくは、光ファイバ一用結合剤が 1, 000— 5, 000mPa- s,光ファイバ一用接着剤が 5, 000— 100, 000mPa，sである。

[0022] また、引用文献 4に開示された光ファイバ一構造体に関し、本願の発明者は、粘度が比較的高い接着剤 216を使用したとき、 + 25°Cにおける結合損失が大きくなる原因を追求するために、粘度が比較的高い接着剤 216を使用した光素子結合構造体 ( 光ファイバ一構造体） 100の断面を金属顕微鏡で観察した。その結果、基板 210の V 字形断面の溝 208と光ファイバ一 202、 204との間の隙間に接着剤 216が残留していることを確認した。本願発明は、 V字形断面の溝と光ファイバ一との間の隙間に残留する接着剤を少なくすることに鋭意努力した結果なし得た発明である。

[0023] 上述した本発明の第 2の目的を達成するために、本発明の第 2の側面による光ファィバー構造体は、端面を有し且つ長手方向に延びる光ファイバ一と、光ファイバ一を受入れて位置決めするための V字形断面の溝が設けられた基板と、光ファイバ一をその上力も覆い且つ光ファイバ一を基板に向力つて押え付ける押え部材と、基板、光ファイバー及び押え部材を互いに固定するためにそれらの間の空間に充填された接着剤と、有する光ファイバ一構造体であって、押え部材は、光ファイバ一の端面側から長手方向に順番に隣接して設けられた第 1の接触部分、中間部分及び第 2の接触部分を有し、光ファイバ一を押え部材によって基板に向かって押え付けたとき、押え部材の第 1の接触部分及び第 2の接触部分が、光ファイバ一に接触して光ファイバ一を基板に向力つて押え付け、押え部材の中間部分は、接着剤を介して光ファイバ一と間隔をおヽて、ることを特徴として、る。

このように構成された本発明による光ファイバ一構造体によれば、押え部材によつて光ファイバ一を基板に押し付けたとき、光ファイバ一と基板の V字形断面の溝との間の余分な接着剤が押しのけられ、接着剤が光ファイバ一と溝との間の隙間から流出する。光ファイバ一と溝との間の距離が接近したとき、押え部材の第 1の接触部分及び第 2の接触部分が接触している光ファイバ一の部分は、基板に向力つて強制的に押し付けられる。これに対し、押え部材の中間部分と間隔をおいている光ファイバ一の部分は、強制的には、基板に向力つて押し付けられない。従って、特に接着剤の粘度が比較的高い場合、余分な接着剤は、基板に向って強制的に押し付けられている光ファイバ一の部分、即ち、第 1の接触部分及び第 2の接触部分に対応する光ファイバ一の部分と溝との間の隙間から流出しないで、中間部分と間隔をおいている光ファイバ一の部分、即ち、中間部分に対応する光ファイバ一の部分と溝との間の隙間から流出する。それにより、第 1の接触部分及び第 2の接触部分に対応する光フアイバーの部分を基板の溝により近づけることが可能になる。好ましくは、かかる光フアイバーの部分を基板の溝に実質的に接触させることができる。このことは、光フアイバーを、結合損失が最も少ない設計上の位置に近づけることを意味する。その結果、比較的高い粘度の接着剤を使用したときであっても、光ファイバ一構造体の結合損失を改善することができる。もちろん、比較的低い粘度の接着剤を使用した光フアイバー構造体も、本発明に含まれる。

これに対し、従来技術の光ファイバ一構造体では、光ファイバ一を押え部材によつて基板に押し付けることにより、光ファイバ一と溝との間の距離が接近したとき、光ファィバーと基板の V字形断面の溝との間の余分な接着剤は、押えブロックの長手方向の全長にわたって、光ファイバ一と溝との間の隙間力も流出しに《なる。特に接着剤の粘度が比較的高い場合、光ファイバ一と溝との間の隙間に接着剤が残留してしまう。それにより、光ファイバ一は、設計上の位置と異なる位置に位置決めされ、結合損失が大きくなる。

[0025] 本発明の第 2の側面による実施形態において、好ましくは、光ファイバ一は、互いに平行に設けられた複数の光ファイバ一から構成され、複数の光ファイバ一に対応する V字形断面の溝が基板に設けられる。

このように構成された光ファイバ一構造体では、光ファイバ一と溝との間の隙間から光ファイバ一と光ファイバ一との間の空間に流出した余分な接着剤が更に、押え部材の中間部分と光ファイバ一との間の空間を通って光ファイバ一の上を越え、長手方向に対して横方向に流れる。それにより、押えブロックの第 1の部分及び第 2の部分に対応する光ファイバ一の部分を溝により近づけるように、余分な接着剤が流れる。その結果、複数の光ファイバ一の各々に対する結合損失を改善することができる。このことは、特に、互いに整列する V字形断面の溝と光導波路コアとがー体に形成される光ファイバ一構造体に有用である。また、隣接した光ファイバ一のピッチをより均一にすることができるので、光ファイバ一アレイを有する光ファイバ一構造体にも有用である。

これに対し、従来技術の光ファイバ一構造体では、押えブロックがその長手方向の全長にわたって光ファイバ一と接触しているので、光ファイバ一と光ファイバ一との間の空間に流出した余分な接着剤は、光ファイバ一の上を越えて流れることはできない。従って、光ファイバ一と溝との間の隙間に接着剤が残留しやすくなる。

[0026] 本発明の第 2の側面による実施形態において、好ましくは、押え部材の第 1の接触部分は、光ファイバ一と接触して光ファイバ一を基板に向力つて押し付けるための接触面と、長手方向を中心に接触面の両側に設けられ且つ基板と対向する対向面と、を有し、接触面は、対向面に対する凹み部を構成し、この凹み部の両側に位置する対向面と基板との間の距離は、 20— 40 mである。

このように構成された光ファイバ一構造体では、押えブロックと基板とを確実に固定することができると共に、光ファイバ一構造体の温度変化に対する結合損失の変動をより少なくすることができる。即ち、対抗面と基板との間の距離が大きくなりすぎると、押えブロックと基板との間の接着力が低下し、対向面と基板との間の距離が小さくなりすぎると、温度が変化したときに接着剤が光ファイバ一に及ぼす応力が増大し、光ファイバー構造体の結合損失を悪化させる。

また、対向面が長手方向を中心に接触面の両側、即ち、横方向に設けられているので、押えブロック及び基板が光ファイバ一に対してほぼ対称に配置される。それにより、温度が変化したときに接着剤が光ファイバ一に及ぼす応力が相殺され、光ファィバー構造体の結合損失の低下を防止することができる。

[0027] 本発明の第 2の側面による実施形態において、接着剤の粘度は、好ましくは 10, 0 00— 50, 000mPa- s,より好ましくは 20, 000— 40, 000mPa，sである。また、接着剤の弾性率は、好ましくは 0. 01-3. OGPaであり、線膨張係数は好ましくは 20— 1 00ppmZ。Cである。

このように構成された光ファイバ一構造体では、温度変化に対する光ファイバ一の結合損失の変動が比較的小さくなる。従って、例えば、温度が 40°C— + 85°Cにわたって変化したときの結合損失を所定のレベル以下にすることができ、本発明の第 3 の目的が達成される。所定のレベルは、好ましくは、 0. 5dB、更に好ましくは、 0. 4d Bである。

[0028] 本発明の第 2の側面による実施形態において、好ましくは、第 1の接触部分の長手方向長さは、光ファイバ一の直径の 0. 5— 3倍である。

このように構成された光ファイバ一構造体では、押え部材の第 1の接触部分により光ファイバ一を確実に基板の溝に近づけ、光ファイバ一の結合損失を改善することができる。即ち、第 1の接触部分の長手方向長さが短すぎると、光ファイバ一を基板に押付ける力が不足しやすくなり、第 1の接触部分の長手方向長さが長すぎると、従来技術の光ファイバ一構造体の構造に近づくことになる。

[0029] 本発明の第 2の側面による実施形態において、好ましくは、基板は、 V字形断面の溝が設けられた上面を有し、中間部分は、基板の上面と対向し且つ光ファイバ一を横断する平らな下面を有する。

このように構成された光ファイバ一構造体では、比較的容易な加工により、光フアイバー構造体の結合損失を改善することが可能である。 [0030] また、本発明の第 2の目的を達成するために、本発明による光ファイバ一構造体は、端面を有し且つ長手方向に延びる光ファイバ一と、光ファイバーを受入れて位置決めするための V字形断面の溝が設けられた基板と、光ファイバ一をその上力覆！ヽ且つ光ファイバ一を基板に向力つて押え付ける押え部材と、基板、光ファイバ一及び押え部材を互いに固定するためにそれらの間の空間に充填された接着剤と、有する光ファイバー構造体であって、基板は、光ファイバ一の端面側力長手方向に順番に隣接して設けられた第 1の溝付き部分、中間部分及び第 2の溝付き部分を有し、基板の第 1の溝付き部分及び第 2の溝付き部分に、 V字形断面の溝が設けられ、基板の中間部分は、接着剤を介して光ファイバ一と間隔をお、て、ることを特徴として、る。

[0031] このように構成された本発明による光ファイバ一構造体によれば、押え部材によつて光ファイバ一を基板に押し付けたとき、光ファイバ一と基板の V字形断面の溝との間の余分な接着剤が押しのけられ、接着剤が光ファイバ一と溝との間の隙間から流出する。光ファイバ一と溝との間の距離が接近したとき、基板の第 1の溝付き部分及び第 2の溝付き部分に受入れられる光ファイバ一の部分は、基板に向かって強制的に押し付けられる。これに対し、基板の中間部分と間隔をおいている光ファイバ一の部分は、強制的には、基板に向力つて押し付けられない。従って、特に接着剤の粘度が比較的高い場合、余分な接着剤は、基板に向って強制的に押し付けられている光ファイバ一の部分、即ち、第 1の溝付き部分及び第 2の溝付き部分に対応する光フアイバーの部分と溝との間の隙間から流出しな、で、中間部分と間隔をお、て、る光ファイバーの部分、即ち、中間部分に対応する光ファイバ一の部分と中間部分との間の空間から流出する。それにより、第 1の溝付き部分及び第 2の溝付き部分に対応する光ファイバ一の部分を基板の溝により近づけることが可能になる。好ましくは、かかる光ファイバ一の部分を基板の溝に実質的に接触させることができる。このことは、光ファイバーを、結合損失が最も少ない設計上の位置に近づけることを意味する。その結果、比較的高い粘度の接着剤を使用したときであっても、光ファイバ一構造体の結合損失を改善することができる。もちろん、比較的低い粘度の接着剤を使用した光フアイバー構造体も、本発明に含まれる。

[0032] 本発明の第 2の側面による実施形態において、光ファイバ一構造体は、光ファイバ一アレイであってもよいし、 V字形断面の溝と光導波路とがー体に結合され、 V字形断面の溝に配置した光ファイバ一と光導波路とを結合させた光素子結合構造体 (光

、し、光ファイバ一アレイと光導波路とを結合させた光素子結合構造体 (光モジュール)であってもよ!/、。

発明の効果

[0033] 本発明による光ファイバ一と光導波路とを結合する光素子結合構造体によれば、周囲環境の温度変化による光の結合損失変動を軽減することができる。

[0034] 上述したように、本発明の光ファイバ一構造体は、比較的高い粘度の接着剤を使用したときの結合損失を改善することができる。

また、本発明の光ファイバ一構造体は、温度が 40°C— + 85°Cにわたつて変化したときの結合損失を所定のレベル以下にすることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0035] 以下、図面を参照して、本発明の第 1の側面による光素子結合構造体の 4つの実施形態を詳細に説明する。最初に、本発明の第 1の側面による第 1の実施形態を図 1及び図 2を参照して説明する。図 1は、本発明の第 1の側面による第 1の実施形態である光ファイバ一及び光導波路の光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図であり、図 2は、図 1の線 II IIにおける断面図である。

[0036] 図 1及び図 2に示すように、光ファイバ一と光導波路とを結合する光素子結合構造体 1は、光ファイバ一 2と、この光ファイバ一 2と整列させるべき光導波路 4が形成された基板 6とを有している。光ファイバ一 2は、入口側光ファイバ一 2aと出口側光フアイバー 2bとを有し、入口側光ファイバ一 2aの中を伝わってきた光が光導波路 4を通つて出口側光ファイバ一 2bに伝わるように、入口側光ファイバ一 2aのコア 2cの端面 2d と光導波路 4の入口端面 4aとが整列し、光導波路 4の出口端面 4bと出口側光フアイバー 2bのコア 2eの端面 2fとが整列している。入口側光ファイバ一 2a及び出口側光ファイバー 2bは、 1本でもあっても良いし、横方向に複数設けられ、即ち、アレイ状であっても良い。例えば、入口側光ファイバ一 2aが 1本であり、出口側光ファイバ一 2b がアレイ状であれば、光素子結合構造体 1は光スプリッタとして機能し、入口側光ファィバー 2aがアレイ状であり出口側光ファイバ一 2bが 1本であれば、光素子結合構造体 1は光結合器として機能する。光素子結合構造体 1の入口側の構造と出口側の構造とは同様であるので、以下、入口側の構造のみについて説明し、出口側の構造の説明は省略する。

[0037] 基板 6は、光ファイバ一 2を載せたときに光ファイバ一 2と光導波路 4とが整列するように形成され且つ上向きに開放した V字形断面の溝 8と、この溝 8よりも下方に延び且つ上向きに開放した空間を V字形断面の溝 8の光導波路 4側に形成する凹部 10とを有している。詳細には、基板 6は、ベース部 12から上方に延び、光ファイバ一 2を支持するための光ファイバ一支持部 14と、この光ファイバ一支持部 14と間隔を隔ててベース部 12から上方に延び、上部に光導波路 4が形成された光導波路部 16とを有し、光ファイバ一支持部 14と光導波路部 16との間に凹部 10が形成されている。 V字形断面の溝 8は、光ファイバ一支持部 14の上面 14aに形成されている。 V字形断面の溝 8及び光導波路 4は、 V字形断面の溝 8の上に既知の外径 (例えば 125 m)の光ファイバ一 2を載せたときに光ファイバ一 2と光導波路 4とが整列するように形成されている。凹部 10の底面 10aは、光ファイバ一支持部 14の上面 14aとほぼ平行に形成され、凹部 10の 2つの側面 10bは、底面 10aとほぼ垂直に形成されている。凹部 1 0の光ファイバ一長手方向の長さは、例えば、 100— 150 mである。

[0038] 光ファイバ一 2は、その先端部 18が凹部 10に突出するように V字形断面の溝 8に配置されており、それにより、光ファイバ一 2と光導波路 4とが整列している。光ファイバ一 2aの端面 2dは、光導波路 4の入口端面 4aに当接されることが好ましいが、実際には、それらの自動組立てを容易にするため、光ファイバ一 2aの端面 2dと光導波路 4 の入口端面 4aとの間には、約 10— 20 mの隙間が生じている。又、光ファイバ一 2 は、それと V字形端面の溝 8との間の空間 20に充填された光ファイバ一用接着剤 22 によって V字形断面の溝 8に固着されて、る。

更に、光ファイバ一 2の先端部 18と光導波路 4とは、それらの間及び凹部 10に充填された光ファイバ一用結合剤 24によって結合されている。光ファイバ一用結合剤 24 は、光ファイバ一 2から光導波路 4へ伝送される光が通過するため、光に対して透明であり (透明性)且つ適当な屈折率を有する (屈折率整合性)ことが必要であり、屈折率調整剤として使用されているものであることが好ましい。光ファイバ一用結合剤 24 は、紫外線硬化榭脂又は可視光硬化榭脂等の光硬化型接着剤であっても良いし、それに熱硬化触媒が予め添加された光熱併用硬化型接着剤であっても良いし、ゲル状の組成物であってもよいし、充填剤であってもよい。光硬化型接着剤は、例えば

、ダイキン製紫外線硬化型エポキシ系榭脂「UV2100」である。また、光熱併用硬化型接着剤は、紫外線硬化型エポキシ系榭脂又は紫外線硬化型アクリル系榭脂等であり、例えば、 EMI製紫外線熱硬化型エポキシ系榭脂「3553HM」である。

光ファイバ一用接着剤 22は、光ファイバ一用結合剤 24と同様の組成物であることが好ましい。更に、光ファイバ一用接着剤 22と光ファイバ一用結合剤 24とは、同じ接着剤であることが好ましいが、異なる組成物であっても良い。図 1では、光ファイバ一用接着剤 22と光ファイバ一用結合剤 24とが同じ接着剤である場合を示している。本発明の第 1の側面による第 1の実施形態による光ファイバ一及び光導波路の光素子結合構造体 1の製造方法の一例は、以下の通りである。シリコン、高分子材料等で作られた基板 6を準備し、 V字形断面の溝 8を、フォトリソグラフィにより作成したレジストパターンに従って異方性エッチングを施すことによって形成する。次いで、 V字形断面の溝 8を形成した基板 6に光導波路 4を形成する。詳細に説明すると、光導波路 4を高分子材料で形成する場合には、スピン塗布ゃ铸型などによりクラッド層及びその上のコア層を形成した後、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングなどのプロセス加工や、型押し等の機械加工を施してコア層から矩形断面のコアを形成し、更に、上記と同様の方法によりコアを覆うようにクラッド層を形成して、光導波路 4を形成する。また、光導波路 4を石英で形成する場合には、火炎堆積法や CVD法などにより基板 6の上に石英層を形成し、ドライエッチングなどのプロセスカ卩ェにより矩形の石英コァにした後、コアを覆うようにクラッド層を形成して、光導波路 4を形成する。 V字形断面の溝 8の形成工程及び光導波路 4の形成工程は、光ファイバ一 2を V字形断面の溝 8に載せたときに光ファイバ一 2と光導波路 4とが整列する V字形断面の溝 8と光導波路 4との位置関係が得られるように行われる。次いで、ドライエッチングやダイシング加工等により、 V字形断面の溝 8に載せた光ファイバ一 aの端面 2dが光導波路 4の入口端面 4aに当接できるように、凹部 10を形成する。次いで、光ファイバ一用接着剤 22を V字形断面の溝 8に塗布する。光ファイバ一 2の先端部 18が凹部 10に突出するように光ファイバ一 2を V字形断面の溝 8に配置し、それにより、光ファイバ一 2と光導波路 4とを接着させる。次いで、光ファイバ一用結合剤 24を、光ファイバ一 2aの端面 2dと光導波路 4の入口端面 4aとの間及び凹部 10に充填し、それにより、光ファィバー 2の先端部 18と光導波路 4とを結合させる。

[0040] 次に、本発明の第 1の側面による光素子結合構造体の第 2の実施形態を図 3及び図 4を参照して説明する。図 3は、本発明の第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図であり、図 4は、図 3の線 IV— IV における断面図である。

本発明の第 1の側面による第 2の実施形態である光ファイバ一及び光導波路の光素子結合構造体は、後述する押え部材を追加したこと以外、上述した第 1の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体と同様である。従って、第 1の側面による第 1の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付してその説明を省略し、以下、異なる部分のみ説明する。

[0041] 図 3及び図 4に示すように、本発明の第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体 30は、光ファイバ一支持部 14の上面 14aと共に光ファイバ一 2を挟むように且つ上面 14aから間隔を隔てて配置された押え部材 32を有している。押え部材 32は、ガラス又は高分子材料等で作られるのが好ましい。押え部材 32は、光ファィバー 2の上にかぶさるように配置された光ファイバ一 2の外径よりも幅広の溝 34を有している。幅広の溝 34の断面形状は、矩形であっても良いし、 U字形等であっても良い。幅広の溝 34と光ファイバ一 2との間には、光ファイバ一用接着剤 22が充填される空間 36が光ファイバ一 2の両側に形成される。光ファイバ一用接着剤 22は、幅広の溝 34と光ファイバ一 2との間及び押え部材 32と光ファイバ一支持部 14の上面 14aとの間に充填されている。

本実施形態の光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24は、第 1の側面による第 1の実施形態の光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 2 4と同様のものである。更に、光ファイバ一用接着剤 22と光ファイバ一用結合剤 24とは、同じ接着剤であることが好ましいが、異なる組成物であっても良い。図 3では、図 1と同様、光ファイバ一用接着剤 22と光ファイバ一用結合剤 24とが同じ接着剤である場合を示している。

[0042] 更に、光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24の弾性率、線膨張係数及びガラス転移点を適当に選択することにより、周囲環境の温度変化による光フアイバー 2と光導波路 4との間の相対移動量、即ち、光導波路 4への光の挿入損失変動即ち結合損失変動を小さくすることができる。光ファイバ一用接着剤 22及び光ファィバー用結合剤 24の弾性率は 0. 01-0. 5GPaであり、その線膨張係数は 40— 30 Oppm/°Cであることが好ましぐそのガラス転移温度 Tgは 100°C以上であり且つ周囲環境の温度よりも 15°C以上高いことが好ましい。また、光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24の粘度は 100— 1, OOOmPa' s力好ましく、 100— 500 mPa' sがより好ましい。光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24は、例えば、 NTT— AT製紫外線硬化型アクリル系榭脂「AT8224」である。

[0043] 本発明の第 1の側面による第 2の実施形態による光素子結合構造体 30の製造方法の一例は、上述した第 1の側面による第 1の実施形態による光素子結合構造体 1 の製造方法に追加して、適量の光ファイバ一用接着剤 22を光ファイバ一 2の上に塗布し、押え部材 32の幅広の溝 36を光ファイバ一 2の上にかぶせる工程を行えば良い

[0044] 次に、本発明の第 1の側面による光素子結合構造体の第 3の実施形態を、図 5を参照して説明する。図 5は、本発明の第 1の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図である。

本発明の第 1の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体は、後述する封止材を追加したこと以外、上述した第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体と同様である。従って、第 1の側面による第 2の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付してその説明を省略し、以下、異なる部分のみを説明する。なお、第 1の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体の断面図は、第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体の断面図である図 4と同様であるため、それを省略する。

[0045] 図 5に示すように、本発明の第 1の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体 40は、光ファイバ一 2の先端部 18及び光ファイバ一用結合剤 24を覆うように塗布された封止材 42を有している。封止材 42は、更に、押え部材 32と結合され、基板 6の導波路部 16の上に延び、出口側の封止材と連結している。

本発明の第 1の側面による第 3の実施形態の光ファイバ一用接着剤 22及び光ファィバー用結合剤 24は、第 1の側面による第 1の実施形態の光ファイバ一用接着剤 22 及び光ファイバ一用結合剤 24と同様のものである。光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバー用結合剤 24とは、同じ接着剤であっても良いし、異なる組成物であっても良いが、以下、両者が同じ接着剤であるものとして説明する。図 5では、光ファイバ一用接着剤 22と光ファイバ一用結合剤 24とが同じ接着剤 44である場合を示している。接着剤 44は、例えば、 EMI製紫外線硬化型エポキシ系榭脂「3553HM」である。封止材 42は、接着剤 44と異なる組成物である。更に、光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24の弾性率が封止材 42の弾性率よりも小さいことが好ましい。封止材 42は、光ファイバ一用結合剤 24と異なり、透明性のない接着剤であっても良い。また、封止材 42は、エポキシ系の榭脂であっても良いし、無溶剤型の液状封止材 (例えば、日立化成工業製無溶剤型液状封止材「CEL - C 1900」）であっても良い。エポキシ系の榭脂を使用する場合、高湿環境での長寿命化を達成するために透湿度の小さ、ものを使用することが好ま U、。

また、上述の接着剤 44及び封止材 42の弾性率、線膨張係数及びガラス転移温度 Tgを適当に選択することにより、周囲環境の温度変化による光ファイバ一 2と光導波路 4との間の相対移動量、即ち、光導波路 4への結合損失変動を小さくすることができる。光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24の弾性率は 0. 01— 3 . OGPaであり、その線膨張係数は 40— 300ppmZ°Cであることが好ましぐそのガラス転移温度 Tgは 100°C以上であり且つ周囲環境の温度よりも 15°C以上高いことが好ましい。光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24の粘度は、 100— 8, OOOmPa' s力好ましく、 100— 2, OOOmPa' s力 ^より好まし!/ヽ。また、封止材 42の弾性率は 5— 20GPaであり、その線膨張係数は 5— 30ppmZ°Cであることが好ましく、そのガラス転移温度 Tgは 100°C以上であり且つ周囲環境の温度よりも 15°C以上高ヽこと力子ましヽ。封止材 42の粘度は、 10, 000— 200, OOOmPa' s力好ましく、 10, 000— 100, OOOmPa' s力より好まし!/ヽ。この場合、接着剤 44ίま、 f列えば、、ダイキン製紫外線硬化型エポキシ系榭脂「UV2100」であり、封止材は、例えば、日立化成工業製無溶剤型液状封止材「CEL— C— 1900」である。

[0047] 本発明の第 1の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体の製造方法の一例は、上述した第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体の製造工程に加えて、封止材 42を、光ファイバ一 2の先端部 18及び光ファイバ一用結合剤 24を覆うように塗布する工程を行えば良!、。

[0048] 次に、本発明の第 1の側面による光素子結合構造体の第 4の実施形態を図 6を参照して説明する。図 6は、本発明の第 1の側面による第 4の実施形態である光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図である。

本発明の第 1の側面による第 4の実施形態である光素子結合構造体 50は、光ファィバー用接着剤と光ファイバ一用結合剤の組合わせが異なること及び光ファイバ一用結合剤の塗布範囲が異なること以外、上述した第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体 30と類似する。従って、第 1の側面による第 2の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付してその説明を省略し、以下、異なる部分のみ説明する。なお、第 1の側面による第 4の実施形態である光素子結合構造体の断面図は、第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体の断面図である図 4と同様であるため、それを省略する。

[0049] 本実施形態においては、光ファイバ一用結合剤 52と光ファイバ一用接着剤 22とは、異なる組成物である。更に、光ファイバ一用結合剤 52の弾性率は、光ファイバ一用接着剤 22の弾性率よりも小さ、ことが好ま、。

また、光ファイバ一用結合剤 52は、第 1の側面による第 2の実施形態の光ファイバ一用結合剤 24が充填されている領域に加えて、光ファイバ一の先端部を覆って光フアイバーと光導波路を封止するように塗布されて、る。光ファイバ一用結合剤 52は、更に、押え部材 32と結合され、基板 6の導波路部 16の上に延び、出口側の光フアイバー用結合剤と連結している。し力しながら、光ファイバ一用結合剤 52が、第 1の側面による第 2の実施形態の光ファイバ一用結合剤 24と同様、光ファイバ一 2の先端部 18と光導波路 4との間及び凹部 10の領域に充填されているだけであっても良い。

[0050] 光ファイバ一用接着剤 22は、第 1の側面による第 1の実施形態と同様の組成物であっても良いし、光透過性又は屈折率整合性がない接着剤であっても良い。また、光ファイバー用接着剤 22は、耐湿接着性が高いものであっても良い。光ファイバ一用接着剤 22は、例えば、 EMI製紫外線熱硬化型エポキシ系榭脂「3553HM」、協立化学製紫外線硬化型エポキシ系榭脂「WR8774」及び「WR8775」である。光フアイバー用結合剤 52は、接着剤であってもよいし、ゲル状の組成物であってもよいし、充填剤であってもよい。光ファイバ一用結合剤 52は、例えば、協立化学製カチオン硬化型シリコーン榭脂「WR8962H」である。

[0051] また、上述の光ファイバ一用結合剤 52及び光ファイバ一用接着剤 22の弾性率、線膨張係数及びガラス転移温度 Tgを適当に選択することにより、周囲環境の温度変化による光ファイバ一 2と光導波路 4との間の相対移動量、即ち、光導波路 4への結合損失変動を小さくすることができる。光ファイバ一用結合剤 52の弾性率は 10— ⁶— 10 GPaであり、その線膨張係数は 100— 400ppm/°Cであることが好ましぐそのガラス転移温度 Tgは任意である。光ファイバ一用結合剤 52の粘度は、 1, 000— 5, 000 mPa' sが好ましぐ 2, 000— 3, OOOmPa' s力より好ましい。また、光ファイバ一用接着剤 22の弾性率は 0. 01-3. OGPaであり、その線膨張係数は 20— 100ppmZ°C であることが好ましぐそのガラス転移温度 Tgは 100°C以上であり且つ周囲環境の温度よりも 15°C以上高いことが好ましい。光ファイバ一用接着剤 22の粘度は、 5, 000 一 100, OOOmPa' s力好ましく、 5, 000— 50, OOOmPa' s力 ^より好まし!/ヽ。この場合、光ファイバ一用接着剤 22は、例えば、協立化学製紫外線硬化型エポキシ系榭脂「 WR8774」及び「WR8775」であり、光ファイバ一用結合剤 52は、例えば、協立化学製カチオン硬化型シリコーン榭脂「WR8962H」である。

[0052] 本発明の第 1の側面による第 4の実施形態による光ファイバ一及び光導波路の光素子結合構造体の製造方法の一例は、上述した第 1の側面による第 2の実施形態による光素子結合構造体の製造工程に加えて、光ファイバ一用結合剤を、光ファイバ一の先端部を覆って光ファイバ一と光導波路を封止するように塗布すれば良、。

[0053] 〔実験例〕

上述した本発明の第 1の側面による各実施形態についての実験例を以下に説明する。各実験例に共通に用いた条件は、次の通りである。光ファイバ一 2は、外径 125 /z mのものを使用した。また、基板 6は、単結晶であり異方性エッチングが容易なシリコンを使用した。押え部材 32は、光ファイバ一用接着剤 22の紫外線硬化を可能にするために透明であり、しカゝも、基板 6の材料であるシリコンと同じ線膨張係数 (3. 2p pm/°C)を有するパイレックス (登録商標)ガラスを使用した。

第 1の側面による第 1の実施形態の実験例 1においては、光ファイバ一用接着剤 22 及び光ファイバ一用結合剤 24として、弾性率が 2. 4GPaで、線膨張係数が 107ppm /。じで、粘度が 250mPa' sで、ガラス転移温度 Tgが 129°Cであり、化学式が

[化 1] (式 1 )

で、 Rfが

[化 2] ~、 ~~、 CF₃

一？™ ^J 0ベリ？— ぱ 2 )

F₃C " CF₃ で表されるフッ素化エポキシ化合物を主成分とする紫外線硬化型エポキシ系榭脂（例えば、ダイキン製「UV2100」 )を使用した（「オプトエレクトロニクス材料の開発と応用技術」（2001年 2月 9日株式会社技術情報協会発行) 90頁の表 1に記載されたフッ素化エポキシィ匕合物参照)。周囲環境の温度が 65°C変化したときの光ファイバ一 2 と光導波路 4との間の相対移動量は 0. 8 mであり、光導波路 4への光の結合損失変動は 0. 8dBであった。

第 1の側面による第 2の実施形態の実験例 2Aにおいては、光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24として、実験例 1と同様、弾性率が 2. 4GPaで、線膨張係数が 107ppmZ°Cで、粘度が 250mPa' sで、ガラス転移温度 Tgが 129°Cであり、上記 (式 1)で Rfが上記 (式 2)で表されるフッ素化エポキシィ匕合物を主成分とする紫外線硬化型ヱポキシ系榭脂 (例えば、ダイキン製「UV2100」)を使用した。周囲環境の温度が 65°C変化したときの光ファイバ一 2と光導波路 4との間の相対移動量は 0. であり、光導波路 4への光の結合損失変動は 0. 4dBであった。

第 1の側面による第 2の実施形態の実験例 2Bにおいては、光ファイバ一用接着剤 22及び光ファイバ一用結合剤 24として、弾性率が 0. 05GPaで、線膨張係数が 200 ppmZ°Cで、粘度が 180mPa' sで、ガラス転移温度 Tgが 111°Cであり、化学式が [化 3]

(式 3 ) で表されるフッ素化エポキシアタリレート化合物を主成分とする紫外線硬化型アクリル系榭脂（例えば、 NTT— AT製 ΓΑΤ8224] ) )使用した（「オプトエレクトロニクス材料の開発と応用技術」（2001年 2月 9日株式会社技術情報協会発行) 91頁の表 2に記載されたフッ素化エポキシアタリレートイ匕合物参照)。周囲環境の温度が 65°C変化したときの光ファイバ一 2と光導波路 4との間の相対移動量は 0. であり、光導波路 4への光の結合損失変動は 0. 2dBであった。

[0055] 第 1の側面による第 3の実施形態の実験例 3においては、光ファイバ一用接着剤 22 及び光ファイバ一用結合剤 24として、実験例 1及び 2Aと同様、弾性率が 2. 4GPaで、線膨張係数が 107ppmZ°Cで、粘度が 250mPa' sで、ガラス転移温度 Tgが 129 °Cであり、上記 (式 1)で Rfが上記 (式 2)で表されるフッ素化エポキシィ匕合物を主成分とする紫外線硬化型エポキシ系榭脂（例えば、ダイキン製「UV2100」）を使用し、封止材 42として、弾性率が 15. 3GPaで、線膨張係数が 13. 4ppmZ°Cで、ガラス転移温度 Tgが 210°Cである無溶剤型液状封止材 (例えば、日立化成工業製「CEL-C —1900」）を使用した。周囲環境の温度が 65°C変化したときの光ファイバ一 2と光導波路 4との間の相対移動量は 0. 25 mであり、光導波路 4への光の結合損失変動は 0. 2dBであった。

[0056] 第 1の側面による第 4の実施形態の実験例 4においては、光ファイバ一用接着剤 22 として、弾性率が 2. 5GPaで、線膨張係数が 62ppmZ°Cで、粘度が 30, OOOmPa- sで、ガラス転移温度 Tgが 158°Cである紫外線硬化型エポキシ系榭脂（例えば、協立化学製「WR8774」）を使用し、光ファイバ一用結合剤 52として、弾性率が 5x10— ⁶ GPaで、線膨張係数が 300ppmZ°Cで、粘度が 2, 800mPa' sで、ガラス転移温度 Tgカ 123°Cであるカチオン硬化型シリコーン榭脂（例えば、協立化学製「WR8962 H」）を使用した (特開 2004-196977号公報に記載のカチオン硬化型シリコーン榭脂参照)。周囲環境の温度が 65°C変化したときの光ファイバ一 2と光導波路 4との間の相対移動量は 0. 1 mであり、光導波路 4への光の結合損失変動は 0. 2dBであつた o

また、上述した第 1の側面による第 4の実施形態の実験例 4において、光ファイバ一用接着剤 22として、上述した紫外線硬化型エポキシ系榭脂の代わりに、弾性率 2. 5 GPaで、線膨張係数が 88ppmZ°Cで、粘度が 7000mPa' sで、ガラス転移温度が 1 45°Cである紫外線硬化型エポキシ系榭脂（例えば、協立化学製「WR8775」）を使用した場合、周囲環境の温度が 65°C変化したときの光ファイバ一 2と光導波路 4との間の相対移動量は 0. 1 mであり、光導波路 4への光の結合損失変動は 0. 2dBでめつに。

[0057] なお、実験例では使用して!/、な、が、上述した EMI製紫外線熱硬化型エポキシ系榭脂「3553HM」は、弾性率が 1. OGPaで、線膨張係数が 55ppmZ°Cで、粘度が 1

OOOmPa · sで、ガラス転移温度 Tgが 120°Cである。

[0058] 上述した接着剤及び封止材の弾性率、線膨張係数及びガラス転移温度 Tgの測定方法は以下のとおりである。

弾性率の測定は、 JIS— K7127「プラスチックフィルム及びシートの引張試験方法」に従って測定した。

線膨張係数の測定は、 TMA (熱機械分析)法を用いて測定した。測定条件は、 5 °CZ分の引張りモードである。温度を 20°Cから 100°Cまで変化させ、 25°Cのときの測定値を記載した。

ガラス転移温度の測定は、 DMA (動的粘弾性率測定)法を用いて測定した。具体的には、レオメトリック 'サイエンティフィック製の動的粘弾性率測定装置 (溶融粘弾性測定用型式 ARES)を使用し、試料を引張モードで振動させながら、温度を 20°Cから 300°Cまで昇温速度 3°CZ分で変化させ、装置によって演算されたガラス転移温度を採用した。

粘度の測定は、 JIS— Z8803「粘度測定方法」の円す、一平板形回転粘度計による粘度測定方法に従って測定した。具体的には東京計器製の E形粘度計 (型式 VPU-3B )を使用し、 25°Cの環境条件で測定値を記載した。

[0059] 以下、図面を参照して、本発明の第 2の側面による光ファイバ一構造体の 3つの実施形態を詳細に説明する。

先ず、図 9一図 13を参照して、本発明の第 2の側面による光ファイバ一構造体の第 1の実施形態を説明する。図 9は、本発明の第 2の側面による第 1の実施形態である、V字形断面の溝と光導波路とがー体に形成された光素子結合構造体を部分的に断面にした正面図である。また、図 10—図 13はそれぞれ、図 1の線 X-X、線 XI-XI 、線 XII-XII及び線 ΧΙΠ-ΧΙΠにおける断面図である。

[0060] 図 9一図 13に示すように、本発明の第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101は、端面 102aを有し且つ長手方向に延びる上流側光ファイバ一 10 2と、この上流側光ファイバ一 102の端面 102aと対向する向きに配置された端面 10 4aを有し且つ長手方向に延びる下流側光ファイバ一 104と、上流側光ファイバ一 10 2から下流側光ファイバ一 104に光が伝達されるようにそれらの間に設けられた光導波路 106とを有している。光素子結合構造体 101は、更に、上流側光ファイバ一 102 及び下流側光ファイバ一 104を受入れて位置決めするための V字形断面の溝 108 が設けられた基板 110と、上流側光ファイバ一 102をその上力も覆い且つ上流側光ファイバー 102を基板 110に向かって押え付ける上流側押えブロック 112と、下流側光ファイバ一 104をその上から覆い且つ下流側光ファイバ一 104を基板 110に向かつて押え付ける下流側押えブロック 114と、基板 110、光ファイバ一 102、 104及び押えブロック 112、 114を互ヽに固定するためにそれらの間の空間に充填された接着剤 116とを有している。

[0061] 上流側光ファイバ一 102及び下流側光ファイバ一 104はそれぞれ、光ファイバーコァ 102b、 104bと、その周りに配置された光ファイバークラッド 102c、 104cとを有している。光導波路 106は、上流側光ファイバ一 102及び下流側光ファイバ一 104の光ファイバーコア 102b、 104bと整列する光導波路コア 106aと、その周りに形成された光導波路クラッド 106bとを有している。上流側光ファイバ一 102は、長手方向に対して横方向に互いに平行に設けられた複数の光ファイバ一力ゝら構成されてヽる。本実施形態では、上流側光ファイバ一 102が 2本設けられ、下流側光ファイバ一 104が 1 本設けられ、光素子結合構造体 101は光結合器を構成している。従って、光導波路コア 106aの上流端部 106cは、 2本の上流側光ファイバ一 102と整列するように 2本設けられ、この 2本の光導波路コア 106aは、その下流端部 106dに向力につれて近づいて 1本に結合され、下流端部 106dにおいて、 1本の下流側光ファイバ一 104と整列している。光ファイバ一 102、 104の径は、例えば、 125 mである。また、光フアイバーコア 102a、 104aは、例えば、石英で形成されている。光導波路コア 106aは、例えば、高分子材料又は石英で形成されている。

基板 110は、上流側光ファイバ一 102、光導波路 106、下流側光ファイバ一 104に共通の基板である。基板 110は、上流側光ファイバ一 102が固定されている上流部 1 10aと、光導波路 106がー体に形成されている中間部 110bと、下流側光ファイバ一 104が固定されて、る下流部 11 Ocとを有して、る。上流部 110aと中間部 11 Obとの間及び中間部 110bと下流部 110cとの間にはそれぞれ、上方向及び横方向に開口した上流側凹部 118及び下流側凹部 120が形成されている。上流側凹部 118は、上流部 110aの下流側端面 118aと中間部 11 Ob及び光導波路 106の上流側端面 118 bとによって構成されている。これら下流側端面 118a及び上流側端面 118bは、互いに平行であり、下方に向かうにつれて上流側に傾斜している。また、下流側凹部 120 は、中間部 110b及び光導波路 106の下流側端面 120aと下流部 110cの上流側端面 120bとによって構成されて、る。これら下流側端面 120a及び上流側端面 120b は、互いに平行であり、下方に向かうにつれて下流側に傾斜している。上流側凹部 1 18及び下流側凹部 120の長手方向の幅は、約 100— 200 mであり、上下方向に対する傾斜角度は、約 4一 8度である。

上流部 110aには、上流側光ファイバ一 102が上流側凹部 118に突出するように配置され、下流部 110bには、下流側光ファイバ一 104が下流側凹部 120に突出するように配置されている。上流側光ファイバ一 102の端面 102a及び下流側光ファイバ一 104の端面 104aは、光導波路 106にできるだけ近接していることが好ましいが、実際には、光ファイバ一 102、 104の自動組立てを容易にするために、光ファイバ一 102、 104の端面 102a、 104aと光導波路 106との間には、約 10— mの隙間が設けられている。

[0063] 基板 110の上流部 110aは、複数の上流側光ファイバ一 102に対応する V字形断面の溝 108が設けられた平らな上面 122を有している。本実施形態では、上面 122 に、 2本の上流側光ファイバ一 102を受入れて位置決めするために長手方向に延び且つ互いに横方向に平行に配置された 2つの V字形断面の溝 108が設けられて、る。 V字形断面の溝 108は各々、 2つの溝面 124によって構成されている。 2つの溝面 124は、既知の外径の上流側光ファイバ一 102が 2つの溝面 124に当接して配置されたときに上流側光ファイバ一 102と光導波路 106とがサブミクロンの精度で位置合わせされるように形成されている。上流側光ファイバ一 102が溝 108に配置されているとき、上流側光ファイバ一 102と溝面 124とが最も接近する 2つの箇所 126と、上流側光ファイバ一 102と溝面 124とによって包囲される空間 128とが形成されている。

[0064] 上流側押えブロック 112は、上流側光ファイバ一 102の端面 102a側から長手方向に順に隣接して設けられた接触部分 130a、中間部分 132a及び接触部分 130bを有している。本実施形態では、接触部分 130a、 130bは、上流側押えブロック 112の長手方向両端部に設けられ、その間に中間部分 132aが 1つ設けられている。接触部分 130a、 130bは、上流側光ファイバ一 102を上流側押え部材 112によって基板 11 0に向力つて押え付けたとき、上流側光ファイバ一 102に接触して上流側光ファイバ一 102を基板 110に向力つて押え付ける部分である。中間部分 132aは、上流側光ファイバー 102を上流側押え部材 112によって基板 110に向力つて押え付けたとき、接着剤 116を介して上流側光ファイバ一 102と間隔をお、て、る部分である。

図 10に示すように、接触部分 130aは、長手方向に上流側光ファイバ一 102と接触して上流側光ファイバ一 102を基板 110に向力つて押し付けるための接触面 134と、上流側光ファイバ一 102を中心に接触面 134の両側に設けられ且つ基板 110の上面 122と対向する対向面 136とを有している。本実施形態では、接触面 134は、対向面 136に対する凹み部を構成し、上流側光ファイバ一 102を囲むように湾曲して、る。凹み部の両側に位置する対向面 136と基板 110の上面 122との間には、隙間が設けられている。対向面 136と基板 110の上面 122との間の距離は、好ましくは、 20 μ m— 40 μ mであり、更に好ましくは、 20 μ m— 30 μ mである。

接触部分 130bは、接触部分 130aと同様の構造を有しているので、その説明を省略する。

[0065] 中間部分 132aは、基板 110の上面 122と対向し且つ上流側光ファイバ一 102を横断する平らな下面 138を有している。本実施形態では、下面 138は、基板 110の上面 122とほぼ平行な平面である。従って、中間部分 132aの下面 138と基板 110の上面 122との間の距離は、接虫咅分 130a、 130bの対向面 136と基板 110の上面 122 との間の距離よりも大きくなつている。

接触部分 130a、 130bの長手方向長さは、好ましくは、上流側光ファイバ一 102の直径の 0. 5— 5倍、更に好ましくは、 2— 3倍であることが好ましい。また、中間部分 1 32aの長手方向長さは、好ましくは、上流側光ファイバ一 102の直径の 1一 8倍、更に好ましくは、 5— 7倍であることが好ましい。従って、上流側光ファイバ一 102の直径が 125 /z mである場合、接触部分 130a、 130bの長手方向長さは、好ましくは、 60— 6 25 ^ m,更に好ましくは、 250— 375 mである。また、中間部分 132aの長手方向長さは、好ましくは、 125— 1000 μ m、更に好ましくは、 625— 875 μ mである。

[0066] 図 9、図 12及び図 13に示すように、基板 110の下流部 110c及び下流側押えブロック 1 14はそれぞれ、上流側光ファイバ一 102の本数から下流側光ファイバ一 104の本数に対応させた構造の変更以外、光導波路 106を中心に基板 110の上流部 110 a及び上流側押えブロック 1 12と対称に構成されている。従って、基板 110の上流部 110a及び上流側押えブロック 112と共通する基板 110の下流部 110c及び下流側押えブロック 114の構成要素に同じ参照符号を付し、それらの説明を省略する。また、下流側押えブロック 114の接触部分 130a及び中間部分 132aにおける光素子結合構造体 101の断面はそれぞれ、図 12及び図 13である。

[0067] 接着剤 116の粘度は任意であるが、温度変化による光素子結合構造体 101の結合損失の変動を zJ、さくするために、好ましくは、 10, 000— 50, OOOmPa ' sであり、さらに好ましくは、 20, 000— 40, OOOmPa ' sである。接着剤 116の弾性率及び線膨張係数も任意である力好ましくは、弾性率は 0. 01-3. OGPaであり、線膨張係数は 20— 100ppmZ°Cである。接着剤 116は、例えば、協立化学製紫外線硬化型ェポキシ系榭脂「WR8774」（粘度 30, 000mPa- s,弾性率が 2. 5GPa、線膨張係数 62ppmZ°C)である。

また、上流側凹部 118及び下流側凹部 120には、接着剤 116と異なる種類の結合剤 144が充填されている。結合剤 144は、光ファイバ一から光導波路へ伝送される光が通過するため、光に対して透明であることが必要である。また、結合剤 144の屈折率は、光ファイバ一コア 102b、 104bの屈折率とほぼ同じ屈折率を有することが好ましい。結合剤 144は、接着剤であってもよいし、ゲル状の組成物であってもよいし、充填剤であってもよい。結合剤 144は、例えば、協立化学製カチオン硬化型シリコーン榭脂「WR8962H」である。

次に、本発明の第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の製造方法の一例を説明する。シリコン、高分子材料等で作られた基板 110を準備し、 V字形断面の溝 108を、フォトリソグラフィにより作成したレジストパターンに従って異方性エッチングを施すことによって形成する。次いで、 V字形断面の溝 108を形成した基板 110に光導波路 106を形成する。詳細に説明すると、光導波路 106を高分子材料で形成する場合には、スピン塗布ゃ铸型などによりクラッド層 106b及びその上のコア層を形成した後、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングなどのプロセスカロェゃ、型押し等の機械加工を施してコア層から矩形断面の光導波路コア 106aを形成し、更に、上記と同様の方法により光導波路コア 106aを覆うようにクラッド層 106b を形成して、光導波路 106を形成する。また、光導波路 106を石英で形成する場合には、火炎堆積法や CVD法などにより基板 110の上に石英層を形成し、ドライエツチングなどのプロセス加工により矩形の石英コア 106aにした後、コア 106aを覆うようにクラッド層 106bを形成して、光導波路 106を形成する。 V字形断面の溝 108の形成工程及び光導波路 106の形成工程は、光ファイバ一 102、 104を溝 108の溝面 1 24に載せたときに光ファイバ一 102、 104と光導波路 106とがサブミクロンの精度で位置合わせされるような溝面 124と光導波路 106との位置関係が得られるように行われる。次いで、ダイシング加工等により、上流側凹部 118及び下流側凹部 120を形成する。 [0069] 次いで、基板 110の溝 108及び上面 122に適量の接着剤 116を塗布する。光ファィバー 102、 104の端面 102a、 104aがそれぞれ上流側凹部 118及び下流側凹部 1 20に突出するように、光ファイバ一 102、 104を溝 124面に配置する。必要であれば、適量の接着剤 116を光ファイバ一 102、 104の上に追加塗布する。押え部材 112、 114を光ファイバ一 102、 104の上力も所定の圧力で所定時間押すことにより、光フアイバー 102、 104を溝面 124に近づける。このとき、押え部材 112、 114と基板 110 との間に気泡が入らな、ように注意する。

詳細には、接触部分 130a、 130bの断面における光ファイバ一 102、 104と溝 108 との間の空間 128内にある接着剤 116は、接触部分 130a、 130bの断面における光ファイバー 102、 104と溝面 124との間の隙間 126から流出しないで（図 10及び図 1 2参照）、中間部分 132aの断面における光ファイバ一 102、 104と溝 108との間の空間 128内に移動する（図 11及び図 13参照)。次いで、中間部分 132aの断面における光ファイバ一 102、 104と溝面 124との間の隙間 126から流出し、押えブロック 112 、 114の下面 138と基板 110の上面 122との間の空間に移動する（図 11及び図 13 参照)。また、上流側押えブロック 112の接触部分 130a、 130bの断面において、 2 本の光ファイバ一 102の間の空間内にある接着剤 116 (図 10参照）は、中間部分 13 2aの断面における 2本の光ファイバ一 102の間の空間内に移動する（図 11参照）。次いで、接着剤 116は、光ファイバ一 102の上を越えて移動する。それにより、接着咅分 130a、 130bにお!/、て、光ファイノ一 102、 104力字形断面の溝 108の溝面に 124にしつ力りと押し付けられる。

その後、接着剤 116を、例えば紫外線照射により硬化させ、基板 110、光ファイバ一 102、 104及び押え部材 112、 114を互いに固定する。次に、結合剤 144を上流側凹部 118及び下流側凹部 120に塗布し、例えば紫外線照射により硬化させる。

[0070] 次に、図 14を参照して本発明の第 2の側面による光ファイバ一構造体の第 2の実施形態を説明する。図 14は、本発明の第 2の側面による第 2の実施形態である、 V字形断面の溝と光導波路とがー体に形成された光素子結合構造体を部分的に断面にした正面図である。

本発明の第 2の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体 150は、上述した第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の上流側押えブロック 112及び下流側押えブロック 114の代わりにそれぞれ上流側押えブロック 152 及び下流側押えブロック 154が設けられて、ること以外、光素子結合構造体 101と同様の構造を有している。従って、以下、第 2の側面による第 1の実施形態と共通する構成要素に同様の番号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。光素子結合構造体 150は、上流側光ファイバ一 102をその上から覆い且つ上流側光ファイバ一 102を基板 110に向かって押え付ける上流側押えブロック 152と、下流側光ファイバ一 104をその上から覆い且つ下流側光ファイバ一 104を基板 110に向力つて押え付ける下流側押えブロック 154とを有している。

[0071] 上流側押えブロック 152は、上流側光ファイバ一 102の端面 102a側から長手方向に隣接して且つ互い違いに設けられた 5つの接触部分 156a— 156e及び 4つの中間部分 158a— 158dを有している。本実施形態では、接触部分 156a及び 156eは、上流側押えブロック 152の長手方向両端部に設けられて、る。接触部分 156a— 15 6eは、上流側光ファイバ一 102を上流側押え部材 152によって基板 110に向力つて押え付けたとき、上流側光ファイバ一 102に接触して上流側光ファイバ一 102を基板 110に向力つて押え付ける部分である。中間部分 158aは、上流側光ファイバ一 102 を上流側押え部材 112によって基板 110に向力つて押え付けたとき、接着剤 116を介して上流側光ファイバ一 102と間隔をお、て、る部分である。

接触部分 156a— 156eの各々は、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の接触部分 130aと同様の構成要素を有している（図 10参照)。また、中間部分 158a— 158dの各々は、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 1の中間部分 132aと同様の構成要素を有して、る（図 11参照)。従って、第 2の側面による第 1の実施形態と同様の構成要素については、同じ参照符号を付し、接触部分 156a— 156e及び中間部分 158a— 158dの構成要素の説明を省略する。

[0072] また、下流側押えブロック 154は、上流側光ファイバ一 102の本数から下流側光フアイバー 104の本数に対応させた構造以外、光導波路 106を中心に下流側押えプロック 152と対称に構成されている。従って、上流側押えブロック 152と共通する下流側押えブロック 154の構成要素に同じ参照符号を付し、それらの説明を省略する。また、下流側押えブロック 154の接触部分 156a— 156e及び中間部分 158a— 158dにおける光素子結合構造体 150の断面はそれぞれ、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の下流側押えブロック 114の接触部分 130a及び中間部分 132aにおける断面 (それぞれ図 12及び図 13参照）と同じである。

[0073] 本発明の第 2の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体 150の製造方法の一例は、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の上流側押えブロック 112及び下流側押えブロック 114の代わりにそれぞれ上流側押えブロック 152及び下流側押えブロック 154を用いていること以外、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の製造方法と同様であるので、その説明を省略する。

[0074] 次に、図 15—図 19を参照して本発明の第 2の側面による光ファイバ一構造体の第 3の実施形態を説明する。図 15は、本発明の第 2の側面による第 3の実施形態である、 V字形断面の溝と光導波路とがー体に形成された光素子結合構造体を部分的に断面にした正面図である。また、図 16—図 19はそれぞれ、図 7の線 XVI— XVI、線 X VII— XVII、線 XVIII— XVIII及び線 XIX— XIXにおける断面図である。

本発明の第 2の側面による第 3実施形態である光素子結合構造体 170は、上述した第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の基板 110の上流部 110a及び下流部 110cそれぞれの代わりに上流部 110d及び下流部 110eが設けられ、押えブロック 112、 114それぞれの代わりに押えブロック 172、 174が設けられていること以外、光素子結合構造体 101と同様の構造を有している。従って、以下、第 2の側面による第 1の実施形態と異なる構成要素だけを説明し、第 2の側面による第 1の実施形態と共通する構成要素には第 2の側面による第 1の実施形態と同じ参照符号を付し、それらの説明を省略する。

[0075] 図 16及び図 17に示すように、上流側押えブロック 172は、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の上流側押えブロック 112の接触部分 130a と同様の構造を有している。従って、接触部分 130aと同様の上流側押えブロック 17 2の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。 [0076] 基板 110の上流部 l lOdは、上流側光ファイバ一 102の端面 102a側から長手方向に順に隣接して設けられた溝付き部分 178a、中間部分 180a及び溝付き部分 178b を有している。本実施形態では、溝付き部分 178a及び 178bは、上流部 l lOdの長手方向両端部に設けられ、中間部分 180aは、それらの間に設けられている。

図 16に示すように、溝付き部分 178aは、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の上流部 l lOdと同様の構造を有している。また、溝付き部分 178bは、溝付き部分 178aと同様の構造を有している。従って、光素子結合構造体 101と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。

図 17に示すように、中間部分 180aは、上流側光ファイバ一 102を上流側押えプロック 172によって基板 110に向力つて押え付けたとき、接着剤 116を介して上流側光ファイバー 102と間隔をおいている。また、中間部分 180aは、上流側押えブロック 17 2と対向し且つ上流側光ファイバ一 102aを横断する平らな上面 182を有している。本実施形態では、上面 182は、溝付き部分 178aの上面 122とほぼ平行な平面である。上面 182には、溝付き部分 178a、 178bの溝 108の一部分が連続して設けられる力それらが設けられていなくても良い。中間部分 180aの上面 182と上流側押えブロック 172の対向面 136との間の距離は、溝付き部分 178a、 178bの上面 122と上流側押えブロック 172の対向面 136との間の距離よりも大きくなつている。

溝付き部分 178a、 178bの長手方向長さは、上流側光ファイバ一 102の直径の 2 一 3倍であることが好ましい。また、中間部分 180aの長手方向長さは、上流側光ファィバー 102の直径の 5倍よりも大きいことが好ましい。従って、上流側光ファイバ一 10 2の直径が 125 mである場合、溝付き部分 178a、 178bの長手方向長さは、約 25 0— 375 mであることが好ましぐ中間部分 180aの長手方向長さは、 625 mよりも大きいことが好ましい。

[0077] 図 15、図 18及び図 19に示すように、基板 110の下流部 110e及び下流側押えブロック 174はそれぞれ、上流側光ファイバ一 102の本数に対応する構造から下流側光ファイバー 104の本数に対応させた構造以外、光導波路 106を中心に基板 110の上流部 l lOd及び上流側押えブロック 172と対称に構成されている。従って、基板 110 の上流部 l lOd及び上流側押えブロック 172と共通する基板 110の下流部 110e及び下流側押えブロック 174の構成要素に同じ参照符号を付し、それらの説明を省略する。また、下流側押えブロック 174の第 1の溝付き部分 178a及び中間部分 180aにおける光素子結合構造体 101の断面はそれぞれ、図 18及び図 19である。

[0078] 本発明の第 2の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体 170の製造方法の一例は、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の上流側押えブロック 112及び下流側押えブロック 114の代わりにそれぞれ上流側押えブロック 172及び下流側押えブロック 174を用いていること、 V字形断面の溝 108を形成した後、ダイシンダカ卩ェ等により、基板 110の上面 182を形成する工程を追加すること以外、第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101の製造方法と同様であるので、その説明を省略する。

[0079] 次に、上述した本発明の第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101及び第 2の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体 150の実施例と、従来技術の光素子結合構造体 200の比較例について説明する。これら 3つの光素子結合構造体【ま、光ファイノ一 102, 104, 202、 204の直径力 125 m、押えブロック 112、 114、 152、 154、 212、 214の対向面 136と基板 110、 210の上面 122 との間の距離力 30 /ζ πι、押えブロック 112、 114、 152、 154、 212、 214の長手方向長さが 1350 /z mであった。接着剤 116は、協立化学製紫外線硬化型エポキシ系榭月「WR8774」（粘度 30, 000mPa- s,弾' 14率力 ^2. 5GPa、線膨張係数 62ppm/ °C)を採用した。

光素子結合構造体 101では、第 1の接触部分 130aの長手方向長さが 300 m (光ファイバーの直径の 2. 4倍）であり、中間部分 132aの長手方向長さが 750 /z m (光フアイバーの直径の 6倍）であった。

光素子結合構造体 150では、第 1の接触部分 130aの長手方向長さが 110 /z m (光ファイバーの直径の 0. 89倍）であり、中間部分 132aの長手方向長さが 200 /z m (光ファイバーの直径の 1. 6倍）であった。

光素子結合構造体 200では、全長 1350 mが第 1の接触部分に相当し、中間部分は存在しない。

[0080] 押えブロックを 112、 114、 152、 154、 212、 214を光ファイノ一 102, 104, 202、 204の上力も適当な圧力で適当な時間押した結果、 + 25°Cにおける結合損失は、光素子結合構造体 101が 0— 0. 04dB、光素子結合構造体 150が 0. 13-0. 47d Bであり、光素子結合構造体 200が 0. 77-1. 05dBであった（図 28参照）。このように、本発明による光素子結合構造体では、比較的高い粘度の接着剤を使用したときの結合損失を、従来技術の光素子結合構造体よりも改善することができた。

また、図 29に示したように、協立化学製紫外線硬化型エポキシ系榭脂「WR8774」 (粘度 30, OOOmPa' s)を使用した場合、温度が 40°C— + 85°Cにわたつて変化したときの結合損失の変動は、 0. 26dBである。従って、温度が 40°C— + 85°Cにわたって変化したときの結合損失は、 + 25°Cにおける結合損失を中心に変動するので、光素子結合構造体 101が 0. 13-0. 17dB、光素子結合構造体 150が 0. 26— 0 . 60dB、光素子結合構造体 200が 0. 90-1. 18になる。このように、本発明による光素子結合構造体では、温度が - 40°C— + 85°Cにわたつて変化したときの結合損失を 0. 6dB以下、又は、 0. 4dB以下にすることができる。

[0081] 図 20は、押えブロック 112の接触部分 130aにおいて長手方向に対する横方向に切断した本発明による光素子結合構造体 101の実施例の断面を金属顕微鏡で見たときの概略図である。また、図 21は、押えブロック 212において長手方向に対する横方向に切断した従来技術の光素子結合構造体 200の比較例の断面を金属顕微鏡で見たときの概略図である。

図 20及び図 21から分力るように、本発明による光素子結合構造体 101では、光フアイバー 102と溝 108との間の隙間がほぼ 0 μ mであり、光ファイバ一 102と溝 108とが実質的に接触し、それらの間の隙間に接着剤 116が存在していな力つた。これに対し、従来技術の光素子結合構造体 200では、光ファイバ一 202と溝 208との間の 0 . 5-1. O /z mの隙間に接着剤 216が残留していた。なお、押えブロック 112の中間部分 132aにおいて長手方向に対する横方向に切断した本発明による光素子結合構造体 101の実施例の断面を金属顕微鏡で見たとき、光ファイバ一 102と溝 108との間の 0. 5-1. O /z mの隙間に接着剤が残留していた。

[0082] 図 22は、本発明の第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体 101 の上述した実施例における、 + 25°Cでの接着剤 144の厚み、即ち、対向面 136と基板 110の上面 122との間の距離と結合損失との関係を示す図である。図 22から分かるように、接着剤厚みが 20— 40 mのとき、結合損失を 0. 5dB以下にすることができた。また、接着剤厚みがそれよりも小さいとき、光ファイバ一 102、 104にかかる応力が増大し、それに応じて結合損失も増大した。また、接着剤厚みがそれよりも大きいとき、光ファイバ一 102、 104の接着力が低下し、それに応じて結合損失も増大した。また、接着剤厚みが 30 mの場合、結合損失を 0. 2dB以下にすることができた図 23は、図 22と同じ実施例において、温度を 40°C— + 85°Cにわたつて変化させたときの接着剤厚みと結合損失変動との関係を示す図である。図 23から分力るように、接着剤厚みが 10— 30 /z mのとき、結合損失変動を 0. 3dB以下にすることができた。接着剤厚みがそれよりも大きいとき、光ファイバ一の接着力が低下し、それに応じて結合損失変動も増大した。

[0083] 図 24は、図 22と同じ実施例においてプレツシャタッカーテスト（試験条件： 121°C、 100%RH, 2atm、 100時間保持)を行ったときの、接着剤厚みと結合損失変動との関係を示す図である。図 24から分かるように、接着剤厚みが 30 mよりも大きいとき、光ファイバ一の接着力が低下し、それに応じて結合損失変動も増大した。なお、図 24はプレツシャタッカーテスト後に結合損失が増大した場合を正として図の縦軸を規定している。

図 25は、図 22と同じ実施例において接着剤厚みを 20 mとして、 85°CZ85%R Hの高温高湿試験を行ったときの結合損失変動を示す図である。図 24から分かるように、結合損失変動は、 5000時間にわたって ±0. 2dBの範囲内に入った。なお、図 25は高温高湿試験後に結合損失が増大した場合を負として縦軸を規定している

[0084] 以上、本発明の第 2の側面による光ファイバ一構造体の実施形態を説明したけれども、本発明は、上述した第 2の側面による実施形態に限定されることなぐ特許請求の範囲に記載された発明の範囲内での種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されることは言うまでもない。

上述した本発明の第 2の側面による実施形態では、本発明による光ファイバ一構造体を、 V字形断面の溝と光導波路とがー体に形成された光素子結合構造体 101、 15 0, 170として説明したけれども、光ファイバ一構造体は、光ファイバ一アレイであっても良いし、光ファイバ一アレイと光導波路とが接着剤で連結された光素子結合構造体等であっても良い。

また、上述の本発明の第 2の側面による実施形態では、光素子結合構造体 101、 1 50, 170を、 2本の上流側光ファイバ一 102及び 1本の下流側光ファイバ一 104を有する光結合器として説明したけれども、上流側光ファイバ一 102の本数及び下流側光ファイバ一 104の本数は任意である。例えば、上流側光ファイバ一 102の本数を 1 本とし、下流側光ファイバ一 104の本数を複数本とし、光導波路 106をそれに対応した構造にすることにより、光ファイバ一構造体を光スプリッタとして形成してもよい。

[0085] また、上述した本発明の第 2の側面による第 1及び第 2の実施形態では、押えブロック 112、 114、 152, 154, 172, 174の接虫面 134力 S湾曲し、その両佃 Jに基板 110 の上面 122と対向する対向面 136が設けられていたけれども、押えブロック 112、 11 4、 152, 154, 172, 174力光ファイノ一 102、 104と接虫してそれらを基板 110に向力つて押え付けることができれば、接触面 134及び対向面 136の形状は任意である。例えば、接触面 134及び対向面 136が 1つの平面又は湾曲面を構成していても良いし、接触面 134と対向面 136との間が階段状になっていても良い。

また、上述した本発明の第 2の側面による第 1及び第 2の実施形態では、押えブロック 112、 114、 152, 154の中間咅分 132a— 132dの下面 138を平面としたけれどち、光ファイバ一 102、 104と間隔をおいていれば、下面 138の形状は任意である。例えば、光ファイバ一 102、 104を包囲するように湾曲していても良いし、下面 138の横方向両端部が隣接した接触部分 130a— 130eの対向面 136と連続してヽても良、。また、上述した本発明の第 2の側面による第 3の実施形態では、基板 110の中間部分 180aの上面 182を平面としたけれども、光ファイバ一 102、 104と間隔をおいていれば、上面 182の形状は任意である。例えば、光ファイバ一 102、 104を包囲するように湾曲して、ても良いし、上面 182の横方向両端部が隣接した溝付き部分 180a、 180bの上面 122と連続して!/、ても良!/、。

[0086] また、本発明の第 2の側面による第 1及び第 2の実施形態の押えブロック 112、 114 、 152, 154にお!/、て、接虫咅分 130a— 130eの個数は任意である力少なくとも 2 つの接触部分を設けることが好ましい。少なくとも 2つの接触部分を設けることにより、押えブロック 112、 114、 152, 154が安定的に基板 110に固定され、温度変化によつて接着剤 116が光ファイバ一 102、 104に及ぼす応力を軽減することができる。また、接触部分 130a— 130eが押えブロック 112、 114、 152, 154の長手方向両端部に設けられる必要はなぐ中間部分 132a— 132dが押えブロック 112、 114、 152, 1 54の長手方向端部に設けられても良い。また、接触部分 130a— 130eの長手方向長さは、所定の結合損失を満たせば、任意である。

また、本発明の第 2の側面による第 1及び第 2の実施形態の光ファイバ一 102、 10 4の端面 102a, 104aの最も近くに設けられた接触部分 130aは、光ファイバ一 102、 104の端面 102a、 104aに近い方が好ましい。し力しながら、上述した第 2の側面による実施形態のように、所定の結合損失を満たせば、光ファイバ一 102、 104の端面 102a, 104aから離れた位置に接触部分 130aを設けても良い。

また、上述した第 2の側面による第 1及び第 2の実施形態の接触部分 130a— 130e の変形形態は、第 2の側面による第 3の実施形態の溝付き部分 180a、 180bについても同様に当てはまる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の第 1の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図である。

[図 2]図 1の線 Π-Πにおける断面図である。

[図 3]本発明の第 1の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図である。

[図 4]図 3の線 IV— IVにおける断面図である。

[図 5]本発明の第 1の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図である。

[図 6]本発明の第 1の側面による第 4の実施形態である光素子結合構造体の、部分的に断面にした正面図である。

[図 7]従来技術の光素子結合構造体の正面図である。圆 8]従来技術の光素子結合構造体の正面断面図である。

[図 9]本発明の第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体を部分的に断面にした正面図である。

[図 10]図 9の線 X— Xにおける断面図である。

[図 11]図 9の線 XI— XIにおける断面図である。

[図 12]図 9の線 ΧΠ— XIIにおける断面図である。

[図 13]図 9の線 ΧΠΙ— ΧΠΙにおける断面図である。

[図 14]本発明の第 2の側面による第 2の実施形態である光素子結合構造体を部分的に断面にした正面図である。

[図 15]本発明の第 2の側面による第 3の実施形態である光素子結合構造体を部分的に断面にした正面図である。

[図 16]図 15の線 XVI— XVIにおける断面図である。

[図 17]図 15の線 XVII— XVIIにおける断面図である。

[図 18]図 15の線 XVIII— XVIIIにおける断面図である。

[図 19]図 15の線 XIX— XIXにおける断面図である。

圆 20]押えブロックの接触部分において横方向に切断した、本発明の第 2の側面による第 1の実施形態である光素子結合構造体の実施例の断面を顕微鏡で見たときの概略図である。

圆 21]押えブロックにおいて横方向に切断した、従来技術の光素子結合構造体の比較例の断面を顕微鏡で見たときの概略図である。

圆 22]接着剤厚みと結合損失との関係の実験例を示す図である。

圆 23]接着剤厚みと結合損失変動との関係の実験例を示す図である。

圆 24]プレツシャタッカーテストを行ったときの接着剤厚みと結合損失変動との関係の実験例を示す図である。

[図 25]高温高湿試験を行ったときの結合損失変動の実験例を示す図である。

[図 26]従来技術の光素子結合構造体を部分的に断面にした正面図である。

[図 27]図 26の線 XXVII— XXVIIにおける断面図である。

圆 28]周囲温度 + 25°Cにおける、接着剤の粘度と結合損失の測定値との関係を示す図である。

[図 29]周囲温度が 40°C— + 85°Cにわたつて変化したときにおける、接着剤の粘度と結合損失の測定値の変動との関係を示す図である。

園 30]接着剤の弾性率と粘度の関係を示す図である。

Claims

請求の範囲

[1] 光ファイバ一と光導波路とを結合する光素子結合構造体であって、

光ファイバ一と、

前記光ファイバ一と整列させるべき光導波路が形成された基板と、を有し、前記基板は、前記光ファイバ一を載せたときに前記光ファイバ一と前記光導波路とが整列するように形成され且つ上向きに開放した V字形断面の溝と、この溝よりも下方に延び且つ上向きに開放した空間を前記 V字形断面の溝の前記光導波路側に形成する凹部と、を有し、

前記光ファイバ一は、その先端部が前記凹部に突出するように前記 V字形断面の溝に配置され且つそこに光ファイバ一用接着剤によって固着され、

前記光ファイバ一の先端部と前記光導波路とが、それらの間及び前記凹部に充填された光ファイバ一用結合剤によって結合されていることを特徴とする光素子結合構造体。

[2] 前記基板は、更に、前記 V字形断面の溝が形成された上面を有し、

前記光素子結合構造体は、更に、前記上面と共に前記光ファイバ一を挟むように且つ前記上面から間隔を隔てるように配置された押え部材を有し、この押え部材は、前記光ファイバ一の上にかぶさるように配置された前記光ファイバ一の外径よりも幅広の溝を有し、

前記光ファイバ一用接着剤は、更に、前記幅広の溝と前記光ファイバ一との間及び前記押え部材と前記上面との間に充填されることを特徴とする請求項 1に記載の光素子結合構造体。

[3] 前記光ファイバ一用接着剤と前記光ファイバ一用結合剤とは同じ接着剤であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の光素子結合構造体。

[4] 前記光ファイバ一用接着剤と前記光ファイバ一用結合剤の弾性率は 0. 01-0. 5

GPaであり、その線膨張係数は 40— 300ppm/°Cであることを特徴とする請求項 1 一 3の何れか 1項に記載の光素子結合構造体。

[5] 前記光ファイバ一用接着剤と前記光ファイバ一用結合剤の粘度は 100— 1, 000m

Pa ' sであることを特徴とする請求項 1一 4の何れ力 1項に記載の光素子結合構造体。

[6] 前記光素子結合構造体は、更に、前記光ファイバ一の先端部及び前記光ファイバ一用結合剤を覆うように塗布された封止材を有し、

前記封止材の弾性率は、前記光ファイバ一用接着剤及び前記光ファイバ一用結合剤の弾性率よりも大きいことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の光素子結合構造体

[7] 前記光ファイバ一用接着剤と前記光ファイバ一用結合剤とは同じ接着剤であることを特徴とする請求項 6に記載の光素子結合構造体。

[8] 前記光ファイバ一用接着剤及び前記光ファイバ一用結合剤の弾性率は 0. 01— 3

. OGPaであり、その線膨張係数は 40— 300ppmZ°Cであり、前記封止材の弾性率は 5— 20GPaであり、その線膨張係数は 5— 30ppmZ°Cであることを特徴とする請求項 6又は 7に記載の光素子結合構造体。

[9] 前記光ファイバ一用接着剤及び前記光ファイバ一用結合剤の粘度は 100— 8, 00

OmPa' sであり、前記封止材の粘度は 10, 000— 200, OOOmPa' sであることを特徴とする請求項 6— 8のいずれかに記載の光素子結合構造体。

[10] 前記光ファイバ一用接着剤と前記光ファイバ一用結合剤とは異なる組成物であり、前記光ファイバ一用結合剤の弾性率は、前記光ファイバ一用接着剤の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項 1又は 2に記載の光素子結合構造体。

[11] 前記光ファイバ一用結合剤は、更に、前記光ファイバ一の先端部を覆って前記光ファイバーと前記光導波路を封止するように塗布されることを特徴とする請求項 10に記載の光素子結合構造体。

[12] 前記光ファイバ一用結合剤の弾性率は 10— ⁶— 10— ³GPaであり、その線膨張係数は

100— 400ppmZ°Cであり、前記光ファイバ一用接着剤の弾性率は、 0. 01-3. 0

GPaであり、その線膨張係数は 20— 100ppmZ°Cであることを特徴とする請求項 10 又は 11に記載の光素子結合構造体。

[13] 前記光ファイバ一用結合剤の粘度は 1, 000— 5, OOOmPa' sであり、前記光フアイバー用接着剤の粘度は 5, 000— 100, OOOmPa' sであることを特徴とする請求項 1

0— 12の何れか 1項に記載の光素子結合構造体。

[14] 端面を有し且つ長手方向に延びる光ファイバ一と、前記光ファイバーを受入れて位置決めするための V字形断面の溝が設けられた基板と、前記光ファイバ一をその上から覆い且つ前記光ファイバ一を前記基板に向かって押え付ける押え部材と、前記基板、前記光ファイバ一及び前記押え部材を互いに固定するためにそれらの間の空間に充填された接着剤とを、有する光ファイバ一構造体であって、

前記押え部材は、前記光ファイバ一の端面側から長手方向に順番に隣接して設けられた第 1の接触部分、中間部分及び第 2の接触部分を有し、前記光ファイバ一を前記押え部材によって前記基板に向かって押え付けたとき、前記押え部材の第 1の接触部分及び第 2の接触部分が、前記光ファイバ一に接触して前記光ファイバ一を前記基板に向力つて押え付け、前記押え部材の中間部分は、前記接着剤を介して前記光ファイバ一と間隔をおいていることを特徴とする光ファイバ一構造体。

[15] 前記光ファイバ一は、互いに平行に設けられた複数の光ファイバ一力も構成され、前記複数の光ファイバ一に対応する前記 V字形断面の溝が前記基板に設けられることを特徴とする請求項 14に記載の光ファイバ一構造体。

[16] 前記押え部材の第 1の接触部分は、前記光ファイバ一と接触して前記光ファイバ一を基板に向力つて押し付けるための接触面と、前記光ファイバ一を中心に前記接触面の両側に設けられ且つ前記基板と対向する対向面と、を有し、前記接触面は、前記対向面に対する凹み部を構成し、この凹み部の両側に位置する前記対向面と前記基板との間の距離は、 20— 40 mであることを特徴とする請求項 14又は 15に記載の光ファイバ一構造体。

[17] 前記接着剤の粘度は 10, 000— 50, OOOmPa' sであることを特徴とする請求項 14 一 16の何れか 1項に記載の光ファイバ一構造体。

[18] 前記接着剤の弾性率は、 0. 01-3. OGPaであり、その線膨張係数は 20— ΙΟΟρρ mZ°Cであることを特徴とする請求項 14一 17の何れか 1項に記載の光ファイバ一構造体。

[19] 前記第 1の接触部分の長手方向長さは、前記光ファイバ一の直径の 0. 5— 3倍であることを特徴とする請求項 11一 18の何れ力 1項に記載の光ファイバ一構造体。

[20] 前記基板は、前記 V字形断面の溝が設けられた上面を有し、前記中間部分は、前記基板の上面と対向し且つ前記光ファイバ一を横断する平らな下面を有することを特徴とする請求項 14一 19の何れか 1項に記載の光ファイバ一構造体。

[21] 端面を有し且つ長手方向に延びる光ファイバ一と、前記光ファイバーを受入れて位置決めするための V字形断面の溝が設けられた基板と、前記光ファイバ一をその上から覆い且つ前記光ファイバ一を前記基板に向かって押え付ける押え部材と、前記基板、前記光ファイバ一及び前記押え部材を互いに固定するためにそれらの間の空間に充填された接着剤とを、有する光ファイバ一構造体であって、

前記基板は、前記光ファイバ一の端面側力長手方向に順番に隣接して設けられた第 1の溝付き部分、中間部分及び第 2の溝付き部分を有し、前記基板の第 1の溝付き部分及び第 2の溝付き部分に、前記 V字形断面の溝が設けられ、前記基板の中間部分は、前記接着剤を介して前記光ファイバ一と間隔をおいていることを特徴とする光ファイバ一構造体。

[22] 前記光ファイバ一構造体は、光ファイバ一アレイであることを特徴とする請求項 14 一 21の何れか 1項に記載の光ファイバ一構造体。

[23] 前記光ファイバ一構造体は、前記 V字形断面の溝と光導波路とがー体に結合され、V字形断面の溝に配置した光ファイバ一と光導波路とを結合させた光素子結合構造体であることを特徴とする請求項 14一 21の何れ力 1項に記載の光ファイバ一構造体。

[24] 前記光ファイバ一構造体は、光ファイバ一アレイと光導波路とを結合させた光素子結合構造体であることを特徴とする請求項 14一 21の何れ力 1項に記載の光ファイバ一構造体。