WO2018109977A1 - 光接続部品 - Google Patents

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WO2018109977A1
WO2018109977A1 PCT/JP2017/028296 JP2017028296W WO2018109977A1 WO 2018109977 A1 WO2018109977 A1 WO 2018109977A1 JP 2017028296 W JP2017028296 W JP 2017028296W WO 2018109977 A1 WO2018109977 A1 WO 2018109977A1
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optical
fiber
optical fiber
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通生 松下
中西　哲也
稔樹 樽
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical connection component.
  • Patent Document 1 An optical connection component that bends and fixes an optical fiber by 90 ° has been studied (for example, Patent Document 1).
  • the fiber length of the optical fiber used for the above-mentioned optical connection component is known to have a large tolerance at the time of manufacture, the fiber length of the optical fiber is not affected by the tolerance when manufacturing the optical connection component. Secured longer. For this reason, when the optical connection component is attached to the exterior of the optical module, both ends of the optical fiber are fixed while being bent in the longitudinal direction. In this case, since the state in which stress is applied to the bent portion of the optical fiber of the optical connection component is continued, there is a possibility that damage to the optical connection component is accelerated.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an optical connection component capable of reducing stress applied to an optical fiber.
  • An optical connection part including an optical fiber having a bent portion and a fiber fixing part for fixing the optical fiber to an optical module
  • the optical fiber includes a glass fiber and a resin coating that covers the glass fiber, At one end of the optical fiber, the resin coating is removed to expose the glass fiber
  • the fiber fixing component includes an optical arrangement member that supports the exposed end portion of the glass fiber, and a protective resin that covers the optical fiber, The front end of the glass fiber and the end face of the optical array member form a reference plane fixed to the optical module,
  • the bent portion is formed in a region where the glass fiber is exposed and is covered with the protective resin, A predetermined section of a region continuing from the bent portion on the side opposite to the end portion of the optical fiber sandwiched between the bent portions and supported by the fiber fixing component is the reference plane as the distance from the bent portion increases. It is the optical connection component which inclines so that it may approach.
  • an optical connection component capable of reducing stress applied to an optical fiber is provided.
  • the optical connection component is an optical connection component including an optical fiber having a bent portion and a fiber fixing component that fixes the optical fiber to an optical module.
  • the fiber includes a glass fiber and a resin coating covering the glass fiber. At one end of the optical fiber, the resin coating is removed to expose the glass fiber, and the fiber fixing component is formed of the exposed glass fiber.
  • An optical array member that supports an end portion, and a protective resin that covers the optical fiber, and a tip end of the glass fiber and an end surface of the optical array member form a reference surface fixed to the optical module,
  • a bent portion is formed in an area where the glass fiber is exposed and is covered with the protective resin, sandwiched between the bent portions, and supported by the fiber fixing component. Predetermined section of the region to the end portion continuous from the bent portion at the opposite side of the optical fiber to be is inclined so as to approach to the reference plane as it separates from the bent portion.
  • the optical fiber is inclined so as to approach the reference plane as it is separated from the bent portion.
  • the predetermined section includes a region where the resin coating is continuously removed from a boundary with the bent portion, and the resin coating is It is good also as a structure which is a short area among 5 mm from the boundary with the said bending part among the area
  • the region where the resin coating is removed and the glass fiber is exposed is more easily bent than the region where the resin coating is provided. Further, in the region 5 mm from the boundary with the bent portion, it is considered that the stress when bent is easily applied to the bent portion. Therefore, the stress applied to the bent portion can be more effectively reduced by adopting an aspect in which the fibers in these regions are inclined.
  • an inclination angle with respect to a reference plane of the optical fiber in the predetermined section may be greater than 0 ° and not more than 5 °.
  • the stress applied to the bent portion can be within an appropriate range, and the stress applied to the optical fiber increases. Can be prevented.
  • an inclination angle with respect to a direction perpendicular to the reference plane of the end portion of the optical fiber indicated by the fiber fixing component is ⁇
  • a structure satisfying the relations of 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 15 ° and 90 ° ⁇ ⁇ + ⁇ , where ⁇ is the bending angle of the bent portion, may be adopted.
  • connection loss due to light reflection at the end face of the optical fiber can be suppressed.
  • the stress applied to the bent portion of the optical fiber can be reduced and the performance as an optical connection component is improved.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an optical connection component and its use state according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the fiber fixing component 20 in the optical connecting component 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of the vicinity of the fiber fixing component 20. In FIG. 3, the description of the protective resin included in the fiber fixing component 20 is omitted.
  • 1 to 3 and FIG. 4 to be described later show an orthogonal coordinate system (XYZ coordinate system) in order to explain the positional relationship between the optical connecting component and the electronic substrate.
  • XYZ coordinate system orthogonal coordinate system
  • FIG. 1 shows a state where the optical connecting component 1 is connected to an electronic substrate 100 including an optical integrated circuit chip and the like.
  • the optical connecting component 1 is attached to one end where the bent portion BA of the optical fiber 10 is formed, and the optical fiber 10 (bent optical fiber) having the bent portion BA heated and bent at one end. It has a fiber fixing component 20 and a connector 30 attached to the end opposite to the bent portion BA side of the optical fiber 10.
  • the electronic substrate 100 functions as a component of the optical module described in the present embodiment.
  • the optical connection component 1 is a component attached to the optical module.
  • the optical fiber 10 has a glass fiber 11 (bare fiber) and a resin coating 12 surrounding the glass fiber 11. Since the bent portion BA is formed in the optical fiber 10, a multimode optical fiber (MMF) is generally used, but the present invention is not limited to this, and a single mode optical fiber (SMF) or the like may be used. .
  • the fiber diameter of the optical fiber 10 can be set to 125 ⁇ m, for example. Further, the fiber length of the optical fiber 10 can be about several centimeters to several tens of centimeters.
  • the resin coating 12 of the optical fiber 10 is removed at one end where the bent portion BA is formed.
  • the fiber fixing component 20 has a function of fixing one end portion of the optical fiber 10 including the bent portion BA.
  • the optical fiber 10 is fixed by the fiber fixing component 20 and connected to the electronic substrate 100 in a state in which the shape is maintained.
  • a plurality of (eight in FIG. 3) optical fibers 10 are arranged in parallel in one direction (Y-axis direction) to form a so-called tape-shaped multi-core optical fiber. ing.
  • the number of optical fibers 10 arranged in parallel is not particularly limited, and may be only one optical fiber.
  • a connector 30 is connected to the other end of the optical fiber 10.
  • the connector 30 has a function of optically connecting the optical fiber 10 to another local wiring optical fiber or a single mode optical fiber (SMF) such as an external transmission line.
  • SMF single mode optical fiber
  • the optical fiber 10 includes a region A having a curvature d of 0.1 [1 / mm] or less (a first non-bending section continuous to the bent portion BA) and 0.4 [1 / mm. ]
  • a region B having a predetermined curvature d (the section subjected to heat bending corresponding to the bent portion BA) and a region C having a curvature d of 0.1 [1 / mm] or less (in the bent portion BA) Continuous second non-bending section).
  • the boundary R1 indicates the boundary between the region A and the region B
  • the boundary R2 indicates the boundary between the region B and the region C.
  • a bent shape is formed by the heat bending process.
  • Region A and region B are formed in a portion where the resin coating 12 is removed and the surface of the glass fiber 11 (glass portion) is exposed.
  • the region A extends substantially along the Z-axis direction, is bent approximately 90 ° in the region B, and the region C extends substantially along the X-axis direction.
  • details such as the bending angle of the optical fiber 10 will be described later.
  • the method of heating and bending the region B corresponding to the bent portion BA of the optical fiber 10 is not particularly limited, and for example, a burner, CO 2 laser, arc discharge, heater, or the like can be used. Since the CO 2 laser can easily adjust the irradiation intensity, irradiation range, and irradiation time, it has advantageous characteristics for precise control of the curvature distribution.
  • the CO 2 laser common wavelength 10 [[mu] m] around the, CO 2 laser irradiation energy for the glass is opaque is absorbed at the surface of the optical fiber, is considered transferred by re-radiation and heat conduction.
  • the irradiation power of the CO 2 laser is such that the surface glass of the optical fiber does not evaporate, and the strain is removed by continuing the state where the temperature is raised to the temperature above the working point in the heated fiber cross section for a predetermined time. , Adjusted appropriately.
  • the fiber fixing component 20 includes a V-groove substrate 21 and a lid 22 that support the region A of the optical fiber 10, and a protective resin 23 that reinforces and protects the bent portion BA of the optical fiber 10.
  • the V-groove substrate 21 includes a holding surface 212 on which V-grooves 211 for arranging the regions A of the optical fibers 10 are formed.
  • the lid 22 defines the position of the region A of the optical fibers 10 arranged together with the V groove 211 by the holding surface 221.
  • the V-groove substrate 21 and the lid 22 function as an optical arrangement member 24 for arranging the optical fibers 10 by supporting the ends of the optical fibers 10 in the fiber fixing component 20.
  • the fiber fixing component 20 includes the V-groove substrate 21 and the lid 22, the V-groove 211 formed on the holding surface 212 of the V-groove substrate 21 and the holding surface 221 of the lid 22 facing the holding surface 212.
  • a holding portion for holding the optical fiber 10 is formed.
  • the end face (end face of the electronic substrate 100) in the holding portion is flat with the optical fiber 10 exposed to the end face, and forms the light input / output end face of the optical fiber 10.
  • the optical input / output end face of the optical fiber 10 and the optical integrated circuit chip of the electronic substrate 100 are optically connected via the fiber fixing component 20.
  • V-groove substrate 21 and the lid 22 for example, multicomponent glass such as Pyrex (registered trademark), a SiO 2 substrate, or the like can be used, but is not limited thereto.
  • bonding may be performed using a UV curable resin.
  • a material that transmits UV light is used for at least a part of the V-groove substrate 21 and the lid 22, adhesion and fixing using a UV curable resin can be appropriately performed.
  • the length of the V-groove substrate 21 along the longitudinal direction of the holding portion (the Z-axis direction in FIGS. 1 to 3) is set to be longer than the length of the lid 22 along the Z-axis direction.
  • the region A of the optical fiber 10 is supported by the V-groove substrate 21 and the lid 22, and the bent portion BA (region B) is disposed away from the lid 22.
  • a protective resin 23 is provided so as to reinforce the bent portion BA (region B) and the region C continuing from the bent portion BA.
  • the protective resin 23 is provided so as to cover a region where the resin coating 12 is removed from the optical fiber 10 and the glass fiber 11 is exposed.
  • the material of the protective resin 23 is not particularly limited, but a UV curable resin or the like can be used.
  • the optical arrangement member 24 of the fiber fixing component 20 is not limited to the structure described in the present embodiment.
  • the optical array member 24 that fixes the region A at the end of the optical fiber 10 is configured by the V-groove substrate 21 and the lid 22, but may be configured by a single member, for example.
  • the shape for holding the region A of the optical fiber 10 is not limited to the V groove 211.
  • a ferrule having a structure similar to a single-core optical connector such as FC, SC, and LC and a multi-fiber connector such as MPO and MT can be applied to a portion of the fiber fixing component 20 where the holding portion is formed.
  • the optical connection component 1 is attached to the exterior of the optical module so that the fiber fixing component 20 and the connector 30 are fixed. In this state, the optical connection component 1 is attached on the electronic substrate 100 and integrated with the optical module. Used.
  • the shape of the optical fiber 10 in the optical connection component 1 according to the present embodiment will be described.
  • the bent portion BA is formed in the optical fiber 10 by the heat bending process, but the bending angle takes into account the extending direction of the fiber when the optical connecting component 1 is attached to the electronic substrate 100. Is set.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining angles of respective parts of the optical fiber 10.
  • the optical fiber 10 is indicated by a broken line, and the extending directions L1 and L2 of the optical axis in the regions A and C of the optical fiber 10 are indicated by solid lines.
  • the reference surface S is a surface extending along the XY plane, and is indicated by a solid line extending in the X-axis direction in FIG.
  • the reference surface S is a surface corresponding to the main surface of the electronic substrate 100 to which the optical connecting component 1 is connected. That is, the reference surface S is an end surface of the fiber fixing component 20 of the optical connection component 1 and corresponds to the light input / output end surface of the optical fiber 10.
  • a region C continuing from the bent portion BA (region B) is inclined so as to approach the reference plane as the distance from the bent portion BA increases in a predetermined section.
  • the inclination angle of the region C in the downward direction ( ⁇ Z direction) with respect to the extending direction (XY plane) of the reference surface S in the optical fiber 10 of the optical connecting component 1 (the boundary R2 between the region B and the region C as a reference)
  • the inclination angle is ⁇ , 0 ° ⁇ is satisfied.
  • an inclination angle with respect to a direction perpendicular to the reference plane S of the region A at the end of the optical fiber 10 of the optical connecting component 1 is denoted by ⁇ .
  • a bending angle of the bent portion BA that is, an angle formed by two straight lines extending along each of the regions A and C is defined as ⁇ .
  • the inclination angle ⁇ of the region A in the optical fiber 10 can be set to 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 15 °.
  • the bending angle ⁇ can be set such that the sum of ⁇ and ⁇ is 90 ° or more, that is, 90 ° ⁇ ⁇ + ⁇ .
  • the region C continuous from the bent portion BA (region B) of the optical fiber 10 is inclined so as to approach the reference plane, and thus the optical connection component 1 is assembled after being assembled as an optical module.
  • the stress applied to the optical fiber 10 can be relaxed.
  • the stress applied to bending part BA can be relieve
  • a region C of the optical fiber that continuously extends from the bent portion BA in the X-axis direction is parallel to the reference plane S (the main surface of the electronic substrate 100 to which the optical connection component is attached).
  • the reference plane S the main surface of the electronic substrate 100 to which the optical connection component is attached. Therefore, it is common to use a technique that covers the situation where the fiber length is insufficient due to tolerance by manufacturing the optical fiber so that the center value of the length of the optical fiber is slightly larger than the dimension of the optical module. there were.
  • optical connection parts are manufactured using an optical fiber manufactured so that the center value of the fiber length is larger than the dimension of the optical module
  • the optical fiber bends when fixed to the exterior of the optical module.
  • the center value of the fiber length is larger than the dimension of the optical module
  • most of the optical fibers are longer than the dimension of the optical module.
  • the portion corresponding to the region C of the optical fiber is pushed in, and bending occurs.
  • a stress derived from a force for returning to the original is applied to the bent optical fiber. This stress is considered to act particularly on the bent portion BA of the optical fiber.
  • the bent portion BA of the optical fiber is fragile compared to the linear regions A and C, although the stress resulting from the bending is released during the heat bending process. Therefore, if the state in which the stress is applied to the bent portion BA continues, the performance as the optical fiber cannot be sufficiently exhibited, and the life as the optical connection component may be shortened.
  • the region C continuous from the bent portion BA (region B) is closer to the reference plane as the distance from the bent portion BA increases in a predetermined section. It is inclined.
  • the region C of the optical fiber 10 is on the side closer to the reference plane in consideration of the shape of the exterior of the optical module whose height is reduced. It is thought that it bends so that it may protrude. Therefore, in a predetermined section of the region C that is continuous from the bent portion BA in advance, the optical fiber extends parallel to the reference surface by being inclined so as to approach the reference surface as the distance from the bent portion BA increases.
  • the stress generated by the bending can be reduced, and the stress applied to the optical fiber can be reduced. Therefore, it can also reduce that this stress is applied with respect to the bending part BA, and can suppress the lifetime reduction of an optical connection component.
  • the “predetermined section” that is inclined so as to approach the reference plane as the distance from the bent portion BA is continuous from the boundary R ⁇ b> 2 to the bent portion BA.
  • a region where the fiber 11 is exposed can be used. Further, when the region where the glass fiber 11 is exposed (region where the resin coating 12 is removed) is correspondingly long, at least about 5 mm from the boundary R2 with the bent portion BA is set as the “predetermined section”. Is preferred.
  • the region where the glass fiber 11 is exposed is easily bent as compared with the region where the resin coating 12 is provided. In particular, the region about 5 mm from the boundary R2 with the bent portion BA has a stress when bent.
  • the stress applied to the bent portion BA can be more effectively reduced by adopting a shape in which this section is inclined so as to approach the reference plane as the distance from the bent portion BA increases. it can.
  • the predetermined section that is, the inclined area may be secured longer than the above area.
  • the effect of reducing the stress applied with respect to bending part BA is show
  • the inclination angle ⁇ of the region C is selected according to the degree of bending of the optical fiber 10 when the optical connection component is attached to the optical module (attached to the exterior).
  • the inclination angle ⁇ can be set so as to satisfy the relationship of greater than 0 ° and not more than 5 °, that is, 0 ° ⁇ ⁇ 5 °.
  • This numerical range is selected based on the fiber length tolerance of the optical fiber 10.
  • the region C of the optical fiber 10 is based on the boundary R2 with the bent portion BA. Deflection and its angle are about the above numerical range. Therefore, the stress applied to the bent portion BA can be more effectively reduced by setting the inclination angle ⁇ to the above numerical range.
  • FIG. 5 shows the stress applied to the bent portion BA of the optical fiber of the optical connection component obtained by simulation.
  • the horizontal axis is the inclination angle ⁇ , and four conditions of 0 °, 2.5 °, 5 °, and 10 ° are assumed.
  • the vertical axis indicates the maximum principal stress applied to the fiber surface of the bent portion based on simulation when an optical connection component including an optical fiber manufactured at each inclination angle ⁇ is assembled as an optical module. Is. Since the simulation is performed when the optical connection component is attached to the optical module, the stress applied when the optical connection component is used is assumed. Further, in FIG.
  • the no-load time is a simulation in the case of using an optical fiber that is not affected by tolerances manufactured as designed.
  • the time of pushing is a simulation in the case of using an optical fiber whose fiber length is longer within a tolerance range than the design value.
  • the term “at the time of pulling” refers to a simulation in the case of using an optical fiber whose fiber length is shorter within the tolerance range than the design value.
  • the optical connection component is attached to the optical module, the optical fiber is pulled compared to when no load is applied.
  • FIG. 5 a state in which both ends of the optical fiber are pulled by 0.5 mm as compared with the unloaded state is set as the pulled state.
  • the stress applied to the bent portion BA is gradually reduced by increasing the inclination angle ⁇ at the time of no load and pushing.
  • the stress applied to the bent portion BA gradually increases. Therefore, it was confirmed that even when the fiber length fluctuates within the tolerance range, the stress applied to the bent portion BA of the optical fiber can be relatively suppressed when the inclination angle ⁇ is 5 ° or less.
  • the inclination angle ⁇ with respect to the direction perpendicular to the reference plane S of the region A at the end of the optical fiber 10 and the bending angle ⁇ of the bent portion BA are 0 °. ⁇ ⁇ ⁇ 15 ° and 90 ° ⁇ ⁇ + ⁇ .
  • the inclination angle ⁇ with respect to the direction perpendicular to the reference plane S is preferably 0 ° ⁇ ⁇ 15 °.
  • the inclination angle ⁇ is set to 0 °, that is, the region A extends in a direction perpendicular to the reference plane S
  • the fiber fixing component 20 of the optical connecting component 1 is attached to the electronic substrate 100
  • the light The return light may increase due to the reflection of light at the light input / output end face of the fiber 10. Therefore, the return light can be suppressed by inclining the region A of the optical fiber 10 from the direction perpendicular to the reference plane S so that the inclination angle ⁇ is larger than 0 °.
  • the tilt angle ⁇ and the bending angle ⁇ are 90 ° so that the tilt angle ⁇ of the region C satisfies the above numerical range. Control is performed so as to satisfy the relationship of ⁇ ⁇ + ⁇ . Therefore, when the inclination angle ⁇ with respect to the direction perpendicular to the reference plane S of the region A at the end of the optical fiber 10 and the bending angle ⁇ of the bending portion BA satisfy the above relationship, the bending portion BA Thus, the applied stress can be reduced and the performance as an optical connection component can be improved.
  • optical connection component according to the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the configuration and shape of the optical connection component including the optical fiber 10, the fiber fixing component 20, and the connector 30 can be changed as appropriate.
  • SYMBOLS 1 Optical connection component, 10 ... Optical fiber, 11 ... Glass fiber, 12 ... Resin coating, 20 ... Fiber fixing component, 21 ... V-groove board

Abstract

屈曲部ＢＡを有する光ファイバ１０と、ファイバ固定部品２０とを含む光接続部品１であって、光ファイバ１０は、ガラスファイバ１１と樹脂被覆１２とを備え、その一端では、樹脂被覆が除去されてガラスファイバが露出し、ファイバ固定部品２０は、ガラスファイバ１１の端部を支持する光配列部材２４と、光ファイバを被覆する保護樹脂２３と、を含み、ガラスファイバ１１の先端及び光配列部材２４の端面が基準面Ｓを成し、屈曲部ＢＡは、ガラスファイバ１１が露出した領域に形成されると共に保護樹脂２３に覆われ、屈曲部ＢＡを挟み、ファイバ固定部品２０により支持される光ファイバ１０の端部とは逆側において屈曲部ＢＡから連続する領域Ｃのうちの所定の区間は、屈曲部ＢＡから離間するにつれて基準面Ｓに対して近付くように傾斜している。

Description

光接続部品
　本発明は、光接続部品に関する。
　光モジュールの小型化に伴い、光モジュール近傍で使用される光ファイバの低背化が要求されている。そのため、光ファイバを９０°屈曲させて固定する光接続部品が検討されている（例えば、特許文献１）。
特開２０１１－７９４６号公報
　しかしながら、上記の光接続部品に用いられる光ファイバのファイバ長は製造時の公差が大きいことが知られているため、光接続部品の製造時には公差の影響を受けないように光ファイバのファイバ長が長めに確保される。そのため、光接続部品を光モジュールの外装に取り付ける際に、長手方向にたわんだ状態で光ファイバの両端が固定される。この場合、光接続部品の光ファイバの屈曲部分に応力が印加される状態が継続されることから、光接続部品の破損が早められる可能性がある。
　本発明は上記を鑑みてなされたものであり、光ファイバにかかる応力を低減することが可能な光接続部品を提供することを目的とする。
　本願発明の一態様は、
　屈曲部が形成された光ファイバと、前記光ファイバを光モジュールへ固定するファイバ固定部品とを含む光接続部品であって、
　前記光ファイバは、ガラスファイバと前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを備え、
　前記光ファイバの一端では、前記樹脂被覆が除去されて前記ガラスファイバが露出し、
　前記ファイバ固定部品は、露出した前記ガラスファイバの端部を支持する光配列部材と、前記光ファイバを被覆する保護樹脂と、を含み、
　前記ガラスファイバの先端及び前記光配列部材の端面が前記光モジュールへ固定される基準面を成し、
　前記屈曲部は、前記ガラスファイバが露出した領域に形成されると共に前記保護樹脂に覆われ、
　前記屈曲部を挟み、前記ファイバ固定部品により支持される前記光ファイバの端部とは逆側において前記屈曲部から連続する領域のうちの所定の区間は、前記屈曲部から離間するにつれて前記基準面に対して近付くように傾斜している、光接続部品である。
　本発明によれば、光ファイバにかかる応力を低減することが可能な光接続部品が提供される。
本発明の一実施形態に係る光接続部品及びその使用状態を説明する図である。 光接続部品におけるファイバ固定部品近傍の拡大図である。 ファイバ固定部品近傍の斜視図である。 光ファイバの各部の角度を説明する図である。 光ファイバの屈曲部に印加される応力をシミュレーションした結果を示す図である。
［本願発明の実施形態の説明］
　最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
　（１）本実施形態の一態様として、光接続部品は、屈曲部が形成された光ファイバと、前記光ファイバを光モジュールへ固定するファイバ固定部品とを含む光接続部品であって、前記光ファイバは、ガラスファイバと前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを備え、前記光ファイバの一端では、前記樹脂被覆が除去されて前記ガラスファイバが露出し、前記ファイバ固定部品は、露出した前記ガラスファイバの端部を支持する光配列部材と、前記光ファイバを被覆する保護樹脂と、を含み、前記ガラスファイバの先端及び前記光配列部材の端面が前記光モジュールへ固定される基準面を成し、前記屈曲部は、前記ガラスファイバが露出した領域に形成されると共に前記保護樹脂に覆われ、前記屈曲部を挟み、前記ファイバ固定部品により支持される前記光ファイバの端部とは逆側において前記屈曲部から連続する領域のうちの所定の区間は、前記屈曲部から離間するにつれて前記基準面に対して近付くように傾斜している。
　本実施形態に係る光接続部品によれば、光ファイバが、屈曲部から離間するにつれて基準面に対して近付くように傾斜している。このような構造とすることで、光ファイバを含む光接続部品を光モジュールに対して固定する際に発生する撓みにより発生する応力を低減することができる。そのため、光ファイバにかかる応力を低減することができる。
　（２）本実施形態の一態様として、上記の光接続部品において、前記所定の区間は、前記屈曲部との境界から連続して前記樹脂被覆が除去されている領域、及び、前記樹脂被覆が除去されている領域のうち前記屈曲部との境界から５ｍｍ、のうちの短い方の区間である構成としてもよい。
　樹脂被覆が除去されガラスファイバが露出している領域は、樹脂被覆が設けられている領域と比較して撓みやすいと考えられる。また、屈曲部との境界から５ｍｍの領域は、撓んだ場合の応力が屈曲部に対して印加されやすいと考えられる。したがって、これらの領域のファイバを傾斜させる態様とすることで、屈曲部に対して印加される応力をより効果的に低減することができる。
　（３）本実施形態の一態様として、上記の光接続部品において、前記所定の区間における前記光ファイバの基準面に対する傾斜角は、０°よりも大きく５°以下である構成としてもよい。
　傾斜角を上記の範囲とすることで、光ファイバのファイバ長が公差の範囲においてばらついたとしても、屈曲部に印加される応力を適切な範囲とすることができ、光ファイバにかかる応力の増大を防ぐことができる。
　（４）本実施形態の一態様として、上記の光接続部品において、前記ファイバ固定部品により指示される前記光ファイバの端部の前記基準面に対して垂直な方向に対する傾斜角をψとし、前記屈曲部の曲げ角をθとしたとき、０°≦ψ≦１５°、及び９０°≦ψ＋θの関係を満たす構成としてもよい。
　光ファイバの端部における傾斜角ψ、及び、屈曲部の曲げ角θが上記の関係を満たす場合には、光ファイバの端面における光の反射に起因する接続損失を抑制することができる。光ファイバの屈曲部に対して印加される応力を低減できると共に光接続部品としての性能も向上する。
［本願発明の実施形態の詳細］
　本発明に係る光接続部品の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　図１は、本発明の一実施形態に係る光接続部品及びその使用状態を説明する図である。また、図２は、光接続部品１におけるファイバ固定部品２０近傍の拡大図である。また、図３は、ファイバ固定部品２０近傍の斜視図である。なお、図３ではファイバ固定部品２０に含まれる保護樹脂については記載を省略している。また、図１～図３及び後述の図４では、光接続部品及び電子基板の配置関係を説明するために、直交座標系（ＸＹＺ座標系）を示している。
　図１には、光集積回路チップ等を含む電子基板１００に対して光接続部品１が接続された状態を示している。光接続部品１は、一方の端部に加熱屈曲加工された屈曲部ＢＡを有する光ファイバ１０（屈曲光ファイバ）と、光ファイバ１０の屈曲部ＢＡが形成された一方の端部に取り付けられたファイバ固定部品２０と、光ファイバ１０の屈曲部ＢＡ側とは逆の端部に取り付けられるコネクタ３０と、を有している。電子基板１００は、本実施形態で説明する光モジュールの一部品として機能する。光接続部品１は、この光モジュールに対して取り付けられる部品である。
　光ファイバ１０は、ガラスファイバ１１（裸ファイバ）と、ガラスファイバ１１を取り囲む樹脂被覆１２と、を有する。光ファイバ１０には屈曲部ＢＡが形成されるため、一般的にマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）が利用されるが、これには限定されず、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）等を用いてもよい。光ファイバ１０のファイバ径は例えば１２５μｍとすることができる。また、光ファイバ１０のファイバ長さは、数ｃｍ～数十ｃｍ程度とすることができる。
　屈曲部ＢＡが形成された一方側の端部では、光ファイバ１０の樹脂被覆１２が除去されている。ファイバ固定部品２０は、屈曲部ＢＡを含む光ファイバ１０の一方側の端部を固定する機能を有する。光ファイバ１０は、ファイバ固定部品２０により固定されて、その形状が維持された状態で電子基板１００に対して接続される。なお、本実施形態に係る光接続部品１では、複数（図３では８本）の光ファイバ１０が一方向（Ｙ軸方向）に並列していて、所謂テープ状の多心光ファイバを形成している。並列される光ファイバ１０の数は特に限定されず、１本の光ファイバのみであってもよい。
　光ファイバ１０の他方側の端部には、コネクタ３０が接続されている。コネクタ３０は、光ファイバ１０と他の構内配線用光ファイバ又は外部伝送路等のシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）とを光学的に接続する機能を有する。
　ファイバ固定部品２０及びその近傍の光ファイバ１０について、図２を参照しながら説明する。図２に示すように光ファイバ１０は、０．１［１／ｍｍ］以下の曲率ｄを有する領域Ａ（屈曲部ＢＡに連続する第１の非屈曲区間）と、０．４［１／ｍｍ］以上の所定の曲率ｄを有する領域Ｂ（屈曲部ＢＡに相当する加熱屈曲加工が施された区間）と、０．１［１／ｍｍ］以下の曲率ｄを有する領域Ｃ（屈曲部ＢＡに連続する第２の非屈曲区間）と、を有する。境界Ｒ１は、領域Ａと領域Ｂとの境界を示し、境界Ｒ２は、領域Ｂと領域Ｃとの境界を示す。加熱屈曲加工された区間（屈曲部ＢＡ）は、加熱屈曲加工により、曲げ形状が形成されている。領域Ａ及び領域Ｂは、樹脂被覆１２が除去されてガラスファイバ１１（ガラス部分）の表面が露出している部分に形成される。光ファイバ１０は、領域Ａは略Ｚ軸方向に沿って延びると共に、領域Ｂにおいて略９０°曲げられ、領域Ｃは略Ｘ軸方向に沿って延びている。ただし、光ファイバ１０の曲げ角度等の詳細については後述する。
　光ファイバ１０の屈曲部ＢＡに相当する領域Ｂへの加熱屈曲加工方法は特に限定されないが、例えば、バーナー、ＣＯ２レーザー、アーク放電、ヒーター等を利用することができる。ＣＯ２レーザーは、照射強度、照射範囲、照射時間を容易に調整することができるため、曲率分布の精緻な制御に有利な特性を有する。ＣＯ２レーザーの一般的な波長１０［μｍ］付近では、ガラスは不透明であるためＣＯ２レーザーの照射エネルギーは光ファイバの表層で吸収され、再輻射と熱伝導により伝わると考えられる。ＣＯ２レーザーのパワーが高すぎる場合、光ファイバの表層温度がガラスの蒸発温度まで急峻に上昇し、結果、光ファイバの表面形状は維持できなくなる。そのため、ＣＯ２レーザーの照射パワーは、光ファイバの表層ガラスが蒸発せず、且つ加熱部分のファイバ断面において、作業点以上の温度に上昇した状態を所定時間継続させることで歪が除去されるよう、適切に調整される。
　光ファイバ１０の屈曲部ＢＡ（領域Ｂ）の周囲はファイバ固定部品２０により固定される。ファイバ固定部品２０は、光ファイバ１０の領域Ａを支持するＶ溝基板２１及びリッド２２と、光ファイバ１０の屈曲部ＢＡを補強及び保護する保護樹脂２３と、を有する。Ｖ溝基板２１は、光ファイバ１０の領域Ａを配列するためのＶ溝２１１が形成された保持面２１２を含む。また、リッド２２は、配列された光ファイバ１０の領域Ａの位置をＶ溝２１１と共に保持面２２１により規定する。Ｖ溝基板２１とリッド２２とは、ファイバ固定部品２０において光ファイバ１０の端部を支持することで光ファイバ１０を配列するための光配列部材２４として機能する。
　ファイバ固定部品２０がＶ溝基板２１とリッド２２とにより構成されている場合、Ｖ溝基板２１の保持面２１２上に形成されたＶ溝２１１と、保持面２１２に対面したリッド２２の保持面２２１により光ファイバ１０を保持する保持部が形成される。保持部における端面（電子基板１００の端面）は光ファイバ１０が端面に露出した状態で平坦とされて、光ファイバ１０の光入出力端面を形成する。ファイバ固定部品２０を介して光ファイバ１０の光入出力端面と、電子基板１００の光集積回路チップ等が光学的に接続される。このような構造とすることで、光ファイバ１０と電子基板１００との接続部分における機械的強度の向上を図ることができる。
　Ｖ溝基板２１及びリッド２２としては、例えば、パイレックス（登録商標）等の多成分ガラス、ＳｉＯ２基板等を用いることができるが、これらに限定されない。ただし、ファイバ固定部品２０の端面を電子基板１００と接続する際にＵＶ硬化樹脂を用いて接着を行う場合がある。この場合、Ｖ溝基板２１及びリッド２２の少なくとも一部にＵＶ光を透過する材料が用いられると、ＵＶ硬化樹脂を用いた接着固定を適切に行うことができる。
　なお、保持部の長手方向（図１～３のＺ軸方向）に沿ったＶ溝基板２１の長さは、同じくＺ軸方向に沿ったリッド２２の長さよりも長く設定されている。そして、光ファイバ１０の領域Ａは、Ｖ溝基板２１及びリッド２２により支持されると共に、屈曲部ＢＡ（領域Ｂ）は、リッド２２から離間して配置される。そして、この屈曲部ＢＡ（領域Ｂ）及び屈曲部ＢＡから連続する領域Ｃを補強するように、保護樹脂２３が設けられる。保護樹脂２３は、光ファイバ１０において樹脂被覆１２が除去されてガラスファイバ１１が露出している領域を覆うように設けられる。保護樹脂２３の材料は特に限定されないが、ＵＶ硬化樹脂等を用いることができる。
　なお、ファイバ固定部品２０の光配列部材２４は本実施形態で説明した構造に限定されない。例えば、本実施形態では光ファイバ１０の端部の領域Ａを固定する光配列部材２４がＶ溝基板２１及びリッド２２により構成されているが、例えば、単一部材により構成されていてもよい。また、光ファイバ１０の領域Ａを保持するための形状はＶ溝２１１に限定されない。例えば、光ファイバ１０の数に対応した貫通孔が設けられた部材を用いて、当該貫通孔のそれぞれに対して光ファイバ１０の領域Ａを挿入することで、複数の光ファイバ１０を保持する構造としてもよい。この場合、ファイバ固定部品２０のうち保持部を形成する部分には、ＦＣ、ＳＣ、ＬＣ等の一心光コネクタ、ＭＰＯ、ＭＴ等の多心コネクタに類する構造のフェルールを適用することができる。
　上記の光接続部品１は、光モジュールの外装に対して取り付けられることでファイバ固定部品２０及びコネクタ３０が固定された状態となり、この状態で電子基板１００上に取り付けられて光モジュールと一体化されて使用される。
　ここで、本実施形態に係る光接続部品１における光ファイバ１０の形状について説明する。上述のように、光ファイバ１０は、加熱屈曲加工により屈曲部ＢＡが形成されるが、曲げ角度は、光接続部品１を電子基板１００に対して取り付けた際のファイバの延在方向を考慮して設定される。
　図４は、光ファイバ１０の各部の角度を説明する図である。図４では、光ファイバ１０を破線で示し、光ファイバ１０の領域Ａ及び領域Ｃにおける光軸の延在方向Ｌ１、Ｌ２を実線で示している。また、基準面Ｓは、ＸＹ平面に沿って延びる面であり、図４では、Ｘ軸方向に延びる実線で示している。基準面Ｓとは、光接続部品１が接続される電子基板１００の主面に対応する面である。すなわち、基準面Ｓは、光接続部品１のファイバ固定部品２０の端面であり、光ファイバ１０の光入出力端面に相当する。
　本実施形態の光接続部品１では、屈曲部ＢＡ（領域Ｂ）から連続する領域Ｃが、所定の区間において、屈曲部ＢＡから離間するにつれて基準面に対して近付くように傾斜している。換言すると、光接続部品１の光ファイバ１０における基準面Ｓの延在方向（ＸＹ平面）に対する領域Ｃの下方向（－Ｚ方向）への傾斜角（領域Ｂと領域Ｃとの境界Ｒ２を基準とした場合の傾斜角）をφとしたときに、０°＜φを満たす。
　さらに、光接続部品１の光ファイバ１０の端部の領域Ａの基準面Ｓに対して垂直な方向に対する傾斜角をψとする。屈曲部ＢＡの曲げ角、すなわち、領域Ａ及び領域Ｃそれぞれに沿って伸びる２本の直線のなす角度をθとする。このとき、光接続部品１においては、光ファイバ１０における領域Ａの傾斜角ψは、０°≦ψ≦１５°とすることができる。また、曲げ角θは、ψとθとの合計が９０°以上、すなわち９０°≦ψ＋θの関係とすることができる。
　本実施形態の光接続部品１では、光ファイバ１０の屈曲部ＢＡ（領域Ｂ）から連続する領域Ｃが基準面に対して近付くように傾斜をしていることで、光モジュールとして組み立てた後の光ファイバ１０に印加される応力を緩和することができる。特に、上記の構成によれば、屈曲部ＢＡに印加される応力を好適に緩和することができる。
　従来の光接続部品では、光ファイバのうち屈曲部ＢＡから連続してＸ軸方向に伸びる領域Ｃは、基準面Ｓ（光接続部品の取り付け対象となる電子基板１００の主面）と平行となるように設計される。ここで、光ファイバは、製造時にファイバ長の公差が発生するが、このファイバ長の公差は、光ファイバを含む光接続部品を取り付ける光モジュールの寸法公差に対して大きいことが一般的である。したがって、光ファイバの長さの中心値が光モジュールの寸法よりも少し大きくなるように光ファイバを製造することで公差によりファイバ長が足りなくなる状態をカバーする手法が採用されることが一般的であった。ただし、ファイバ長の中心値が光モジュールの寸法よりも大きくなるように製造された光ファイバを用いて光接続部品を製造した場合、光モジュールの外装に固定した際に光ファイバが撓んでしまう場合がある。つまり、光モジュールの外装に対応させてファイバ固定部品及びコネクタを配置すると、ファイバ長の中心値が光モジュールの寸法よりも大きいため、大半の光ファイバは光モジュールの寸法よりも長いために、両端から光ファイバの領域Ｃに相当する部分が押し込まれて、撓みが生じる場合がある。撓んだ光ファイバには、元に戻ろうとする力に由来する応力が印加される。この応力は、特に光ファイバの屈曲部ＢＡに大きく働くことが考えられる。光ファイバの屈曲部ＢＡは、加熱屈曲加工時に曲げに由来する応力は解放されているものの、直線状の領域Ａ，Ｃと比較して脆弱である。したがって、屈曲部ＢＡに応力が印加された状態が続くと、光ファイバとしての性能を十分に発揮することができず、光接続部品としての寿命も短くなってしまう可能性が考えられた。
　これに対して、本実施形態に係る光接続部品１では、屈曲部ＢＡ（領域Ｂ）から連続する領域Ｃが、所定の区間において、屈曲部ＢＡから離間するにつれて基準面に対して近付くように傾斜している。光モジュールの外装に対応させてファイバ固定部品２０及びコネクタ３０を配置した場合、光ファイバ１０の領域Ｃは、低背化された光モジュールの外装の形状等を考慮すると、基準面に近付く側に突出するように撓むと考えられる。したがって、予め屈曲部ＢＡから連続する領域Ｃの所定の区間においては、屈曲部ＢＡから離間するにつれて基準面に対して近付くように傾斜していることにより、基準面に対して平行に伸びる光ファイバを撓ませる場合と比較して、撓みにより発生する応力を低減することができ、光ファイバにかかる応力を低減することができる。したがって、この応力が屈曲部ＢＡに対して印加されることも低減することができ、光接続部品の短寿命化を抑制することができる。
　なお、光ファイバ１０の領域Ｃのうち、屈曲部ＢＡから離間するにつれて基準面に対して近付くように傾斜している「所定の区間」とは、屈曲部ＢＡとの境界Ｒ２から連続してガラスファイバ１１が露出している領域（樹脂被覆１２が除去されている領域）とすることができる。また、ガラスファイバ１１が露出している領域（樹脂被覆１２が除去されている領域）が相応に長い場合には、少なくとも屈曲部ＢＡとの境界Ｒ２から５ｍｍ程度を「所定の区間」とすることが好ましい。ガラスファイバ１１が露出している領域は、樹脂被覆１２が設けられている領域と比較して撓みやすく、特に、屈曲部ＢＡとの境界Ｒ２から５ｍｍ程度の領域は、撓んだ場合の応力が屈曲部ＢＡに対して印加されやすいと考えられる。したがって、この区間について、屈曲部ＢＡから離間するにつれて基準面に対して近付くように傾斜している形状とすることで、屈曲部ＢＡに対して印加される応力をより効果的に低減することができる。ただし、所定の区間、すなわち、傾斜している領域は、上記の領域よりも長く確保してもよい。また、上記の領域よりも短くした場合であっても、屈曲部ＢＡに対して印加される応力を低減する効果は奏される。
　また、領域Ｃの傾斜角φは、光モジュールに対して光接続部品を取り付けた（外装に取り付けた）際の光ファイバ１０の撓み具合に応じて選択される。傾斜角φは０°よりも大きく、５°以下、すなわち０°＜φ≦５°の関係を満たすように設定することができる。この数値範囲は、光ファイバ１０のファイバ長の公差に基づいて選択されるものである。ファイバ長の公差を考慮して光ファイバ１０の長さを選択した場合、光モジュールに対して光接続部品を取り付けた際には光ファイバ１０の領域Ｃが屈曲部ＢＡとの境界Ｒ２を基点として撓み、その角度が上記の数値範囲程度となる。したがって、傾斜角φを上記の数値範囲とすることで、屈曲部ＢＡに対して印加される応力をより効果的に低減することができる。
　上記の傾斜角φについて、図５を参照しながら説明する。図５は、光接続部品の光ファイバの屈曲部ＢＡに印加される応力をシミュレーションにより求めたものである。横軸は傾斜角φであり、０°、２．５°、５°、１０°の４つの条件を想定している。また、縦軸は、それぞれの傾斜角φで製造された光ファイバを含む光接続部品を光モジュールとして組み立てた際に、屈曲部のファイバ表面に印加される最大主応力をシミュレーションに基づいて求めたものである。光モジュールに対して光接続部品を取り付けた際のシミュレーションであるため、光接続部品の使用時に印加される応力を想定している。また、図５では、４つの傾斜角φそれぞれについて、無負荷時（無負荷）／押し込み時（押込）／引っ張り時（引張）の３つの条件を想定したシミュレーションを行った。無負荷時とは、設計値通りに製造された公差の影響を受けない光ファイバを使用した場合のシミュレーションである。また、押し込み時とは、設計値よりも公差の範囲でファイバ長が長くなった光ファイバを使用した場合のシミュレーションである。光モジュールに対して光接続部品を取り付ける際に両端から光ファイバが押し込まれる状態となるので、押し込み時とした。図５では、無負荷時と比較して光ファイバの両端を０．５ｍｍ押し込んだ状態を押し込み時と設定した。また、引っ張り時とは、設計値よりも公差の範囲でファイバ長が短くなった光ファイバを使用した場合のシミュレーションである。光モジュールに対して光接続部品を取り付ける際には無負荷時と比較して光ファイバを引っ張った状態となるので、引っ張り時とした。図５では、無負荷時と比較して光ファイバの両端を０．５ｍｍ引っ張った状態を引っ張り時と設定した。
　図５に示すように、無負荷時及び押し込み時は、傾斜角φを大きくすることで、屈曲部ＢＡに印可される応力が徐々に小さくなる。一方、引っ張り時には、傾斜角φを大きくすると、屈曲部ＢＡに印加される応力が徐々に大きくなる。したがって、公差の範囲内でファイバ長が変動したとしても光ファイバの屈曲部ＢＡにかかる応力を比較的抑制できるのは、傾斜角φを５°以下とした場合であることが確認できた。
　また、本実施形態に係る光接続部品１では、光ファイバ１０の端部の領域Ａの基準面Ｓに対して垂直な方向に対する傾斜角ψ、及び、屈曲部ＢＡの曲げ角θについて、０°≦ψ≦１５°、及び９０°≦ψ＋θの関係とされる。このうち、基準面Ｓに対して垂直な方向に対する傾斜角ψは、０°＜ψ≦１５°とすることが好ましい。傾斜角ψを０°、すなわち、基準面Ｓに対して垂直な方向に領域Ａが伸びる状態とした場合、光接続部品１のファイバ固定部品２０を電子基板１００に対して取り付けた際に、光ファイバ１０の光入出力端面における光の反射に起因して戻り光が増大する可能性がある。そこで、基準面Ｓに対して垂直な方向から傾斜角ψが０°よりも大きくなるように光ファイバ１０の領域Ａを傾けることで、戻り光を抑制することができる。また、このように基準面Ｓに対して垂直な方向から領域Ａを傾けた場合に、領域Ｃの傾斜角φが上記の数値範囲を満たすためには、傾斜角ψ及び曲げ角θが９０°≦ψ＋θの関係を満たすように制御することになる。したがって、光ファイバ１０の端部の領域Ａの基準面Ｓに対して垂直な方向に対する傾斜角ψ、及び、屈曲部ＢＡの曲げ角θが上記の関係を満たす場合には、屈曲部ＢＡに対して印加される応力を低減できると共に光接続部品としての性能も向上する。
　なお、本発明に係る光接続部品は上記実施形態に限定されない。例えば、光ファイバ１０、ファイバ固定部品２０、及びコネクタ３０を含む光接続部品の構成や形状は適宜変更することができる。
　１…光接続部品、１０…光ファイバ、１１…ガラスファイバ、１２…樹脂被覆、２０…ファイバ固定部品、２１…Ｖ溝基板、２２…リッド、２３…保護樹脂、２４…光配列部材、３０…コネクタ。

Claims (4)

  1. 　屈曲部が形成された光ファイバと、前記光ファイバを光モジュールへ固定するファイバ固定部品とを含む光接続部品であって、
    　前記光ファイバは、ガラスファイバと前記ガラスファイバを覆う樹脂被覆とを備え、
    　前記光ファイバの一端では、前記樹脂被覆が除去されて前記ガラスファイバが露出し、
    　前記ファイバ固定部品は、露出した前記ガラスファイバの端部を支持する光配列部材と、前記光ファイバを被覆する保護樹脂と、を含み、
    　前記ガラスファイバの先端及び前記光配列部材の端面が前記光モジュールへ固定される基準面を成し、
    　前記屈曲部は、前記ガラスファイバが露出した領域に形成されると共に前記保護樹脂に覆われ、
    　前記屈曲部を挟み、前記ファイバ固定部品により支持される前記光ファイバの端部とは逆側において前記屈曲部から連続する領域のうちの所定の区間は、前記屈曲部から離間するにつれて前記基準面に対して近付くように傾斜している、光接続部品。
  2. 　前記所定の区間は、前記屈曲部との境界から連続して前記樹脂被覆が除去されている領域、及び、前記樹脂被覆が除去されている領域のうち前記屈曲部との境界から５ｍｍ、のうちの短い方の区間である、請求項１に記載の光接続部品。
  3. 　前記所定の区間における前記光ファイバの基準面に対する傾斜角は、０°よりも大きく５°以下である、請求項１又は２に記載の光接続部品。
  4. 　前記ファイバ固定部品により指示される前記光ファイバの端部の前記基準面に対して垂直な方向に対する傾斜角をψとし、前記屈曲部の曲げ角をθとしたとき、０°≦ψ≦１５°、及び９０°≦ψ＋θの関係を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載の光接続部品。
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