WO2019215959A1 - 光ファイバアレイ、ファイバ固定用基板及び光ファイバアレイの製造方法 - Google Patents

光ファイバアレイ、ファイバ固定用基板及び光ファイバアレイの製造方法 Download PDF

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fused
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fiber
optical fibers
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修平 菅野
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株式会社フジクラ
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    • G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber array, a fiber fixing substrate, and an optical fiber array manufacturing method.
  • optical fiber arrays are widely used as coupling elements for coupling optical transmission lines in optical communications, and are applied to optical waveguide splitters, optical switches, and the like.
  • An optical fiber array has a structure in which optical fibers are respectively placed in a plurality of fiber grooves formed on a substrate, and a fixing member sandwiches the optical fibers from above to hold and fix the optical fibers. For this reason, it is possible to realize a very high density and highly accurate alignment of the plurality of optical fibers placed in the fiber grooves formed on the substrate.
  • Patent Document 1 discloses that an optical fiber array is configured with an optical fiber having a fusion part formed by fusion-bonding two optical fibers. Yes.
  • Such fusion spliced optical fibers connect optical fibers having different core diameters by TEC fusion, such as a connection between a high NA fiber and a single mode fiber.
  • melting part may become larger than the outer diameter of each optical fiber (it swells).
  • a portion including a fused portion of an optical fiber is placed in a fiber groove formed on a substrate and fixed by a fixing member.
  • the distance between adjacent optical fibers is also reduced.
  • the position of the fused portion in the longitudinal direction of the optical fiber is common in all of the optical fibers placed in the plurality of fiber grooves formed on the substrate. At this time, the swelled fused portions of the adjacent optical fibers interfere with each other, and the optical fibers are not properly placed in the fiber grooves, and it is sometimes impossible to align the plurality of optical fibers with high accuracy.
  • An object of the present invention is to suppress interference between fused portions of adjacent optical fibers when mounting a plurality of optical fibers having fused portions on a substrate.
  • Some embodiments of the present invention each include a plurality of optical fibers each having a fusion part and arranged in the width direction, and a plurality of fiber grooves formed along the longitudinal direction of the optical fiber in the width direction.
  • the fused portions of the plurality of optical fibers are mounted on the substrate in a state where the fused portions of the two adjacent optical fibers are arranged in different positions in the longitudinal direction. It is an optical fiber array characterized by being placed.
  • FIG. 1A is a schematic diagram of an optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is an overall perspective view of the optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the optical fiber array 10 of the present embodiment with the fixing member 30 removed.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the optical fiber array 10 according to this embodiment with the fixing member 30 and the fused optical fiber 1 removed.
  • FIG. 5 is a hexahedral view of the substrate 20 in the optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram showing a state of the fused portion 2 of the fused optical fiber 1.
  • FIG. 1A is a schematic diagram of an optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is an overall perspective view of the optical fiber array 10 of the
  • 6B is a diagram illustrating a state in which a plurality of fused optical fibers 1 according to the comparative example are placed on the substrate 20.
  • 7A and 7B are views showing a state in which the fused optical fiber 1 of the present embodiment is placed on the substrate 20.
  • a plurality of optical fibers each having a fusion part and arranged in the width direction, and a substrate in which a plurality of fiber grooves formed along the longitudinal direction of the optical fiber are arranged in the width direction are adjacent to each other.
  • the optical fiber wherein the fused portions of the plurality of optical fibers are placed on the substrate in a state where the fused portions of the two optical fibers are shifted in the longitudinal direction.
  • the fiber array becomes clear. According to such an optical fiber array, when a plurality of optical fibers having fused portions are placed on the substrate, interference between the fused portions of adjacent optical fibers can be suppressed.
  • the substrate has a concave relief portion formed at the position of the fused portion.
  • the escape portion is composed of a first escape portion and a second escape portion having a different position in the longitudinal direction from the first escape portion, and between the first escape portion and the second escape portion. It is desirable that a plurality of the fiber grooves be formed. Thereby, when mounting the some optical fiber which has a fusion
  • a plurality of the optical fibers are mounted on the substrate so that the positions in the longitudinal direction of the fused portions are staggered.
  • a plurality of fiber grooves formed along the longitudinal direction of the optical fiber are arranged in the width direction, and a concave first relief portion formed at the position of the fusion portion of the optical fiber disposed in the fiber groove;
  • a fiber fixing device characterized in that it is formed at a position of a fused portion of the optical fiber disposed in a fiber groove, and has a second relief portion formed at a position different from the first longitudinal direction and the first relief portion.
  • the substrate for use becomes clear. According to such a fiber fixing substrate, when a plurality of optical fibers having fused portions are placed on the substrate, interference between the fused portions of adjacent optical fibers can be suppressed.
  • a plurality of optical fibers each having a fusion part are arranged in the width direction of the optical fiber, and a substrate in which a plurality of fiber grooves formed along the longitudinal direction of the optical fiber are arranged in the width direction is prepared.
  • the fusion parts of a plurality of optical fibers are placed on the substrate in a state where the positions of the fusion parts of the two adjacent optical fibers are different in the longitudinal direction.
  • the manufacturing method of the optical fiber array will be clarified. According to such a method for manufacturing an optical fiber array, when a plurality of optical fibers having fused portions are placed on a substrate, interference between fused portions of adjacent optical fibers can be suppressed.
  • the position in the longitudinal direction of the fusion part is common in another position. It is desirable to place the plurality of optical fibers in the remaining fiber grooves. Thereby, the fused part of two adjacent optical fibers can be easily placed on the substrate in a state where the positions are different in the longitudinal direction.
  • FIG. 1A is a schematic diagram of an optical fiber array unit 100 of the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is an overall perspective view of the optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • each direction is defined as shown in the figure. That is, the longitudinal direction of the fused optical fiber 1 placed on the substrate 20 is “front-rear direction”, the substrate end surface 21 side of the substrate 20 is “front”, and the opposite side is “rear”.
  • the width direction of the fused optical fiber 1 placed on the substrate 20 is “left-right direction”, the right-hand side when viewed from the front is “right”, and the opposite side (left-hand side) is “left”.
  • a direction orthogonal to the “front-rear direction” and the “left-right direction” is defined as “vertical direction”, the side of the fixing member 30 with respect to the substrate 20 is “upper”, and the opposite side is “lower”.
  • the optical fiber array unit 100 includes an optical fiber array 10 and a plurality of optical connectors 90.
  • An optical fiber array 10 is provided at the front end of the plurality of optical fibers.
  • An optical connector 90 is provided at each end on the rear side of the plurality of optical fibers. In other words, the optical connector 90 is provided at each of the rear ends of the plurality of fused optical fibers 1 included in the optical fiber array 10.
  • the optical fiber array 10 is a coupling element that couples optical transmission lines. As shown in FIG. 2, at the front side portion of the optical fiber array 10, the front end portions of the plurality of fused optical fibers 1 are held so as to be positioned on the substrate end surface 21 of the substrate 20.
  • the front portion of the optical fiber array 10 is connected to a silicon chip (not shown) such as an optical transceiver.
  • a silicon chip such as an optical transceiver.
  • an optical connector 90 is provided at the rear end of the optical fiber array unit 100 so that optical connection with various devices is detachable.
  • the optical connector 90 is, for example, an FC connector.
  • the optical connector 90 may be an optical connector other than the FC connector.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the optical fiber array 10 of the present embodiment with the fixing member 30 removed.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the optical fiber array 10 according to this embodiment with the fixing member 30 and the fused optical fiber 1 removed.
  • FIG. 5 is a hexahedral view of the substrate 20 in the optical fiber array 10 of the present embodiment.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram showing a state of the fused portion 2 of the fused optical fiber 1.
  • the lower figure shown by the arrow of FIG. 3 is the figure which looked at the area
  • the optical fiber array 10 includes a fused optical fiber 1, a substrate 20, and a fixing member 30.
  • the fused optical fiber 1, the substrate 20, and the fixing member 30 are bonded together with an adhesive 5 (see FIG. 1B).
  • the fused optical fiber 1 is an optical fiber in which two optical fibers are connected by fusion.
  • the fused optical fiber 1 of the present embodiment has a small-diameter core optical fiber 1 ⁇ / b> A on the substrate end face 21 side and a normal core optical fiber 1 ⁇ / b> B on the optical connector 90 side connected by fusion.
  • the fused optical fiber 1 may be simply referred to as “optical fiber”.
  • the optical fiber array 10 has a plurality (here, 24) of fused optical fibers 1. These 24 fused optical fibers 1 are arranged on the substrate 20 in the left-right direction (the width direction of the fused optical fiber 1).
  • each fused optical fiber 1 is placed in a fiber groove 24 (described later) formed in the substrate 20, and the fixing member 30 sandwiches the fused optical fiber 1 from above, so that the fused optical fiber 1 is placed. Is pressed down and fixed.
  • the plurality of fused optical fibers 1 each have a fused portion 2.
  • the fusion part 2 is a part where the small-diameter core optical fiber 1A on the substrate end face 21 side and the normal core optical fiber 1B on the optical connector 90 side are fusion-connected. As shown in FIG. 1B, in the present embodiment, the fused portion 2 is sandwiched between the substrate 20 and the fixing member 30.
  • melting part 2 is accommodated in the space formed by the board
  • a thin core optical fiber such as a high NA fiber is used as the thin core optical fiber 1A.
  • a single mode optical fiber or the like is used for the normal core optical fiber 1B.
  • the core diameter (eg, 6 ⁇ m) of the thin core optical fiber 1A is smaller than the core diameter (eg, 9 ⁇ m) of the normal core optical fiber 1B.
  • TEC fusion is a fusion technique used when fusion-bonding optical fibers having different core diameters.
  • 6A shows a state before the thin core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B are connected by TEC fusion.
  • 6A shows the state after the thin-core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B are connected by TEC fusion and the fusion optical fiber 1 having the fusion part 2 is formed. Is shown.
  • TEC fusion heat treatment is performed to diffuse the core diameter of the optical fiber, so that the core diameter of one optical fiber (small core optical fiber 1A) is changed to that of the other optical fiber (eg, normal core optical fiber 1B). Process to gradually match the core diameter.
  • the outer diameter of the fusion part may swell compared to the outer diameter of the optical fiber before the fusion connection.
  • the fused optical fiber 1 shown in the right side of FIG. 6A has a fused portion 2 that swells from the outer diameter of the optical fiber before fusion-bonding.
  • the outer diameter (D2) of the fusion part 2 is the outer diameter of the narrow core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B due to the connection by the TEC fusion between the small core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B. It is larger than (D1) (D2> D1).
  • the outer diameter of the fused part 2 means the length from the center of the fused optical fiber 1 at the part where the fused part 2 is most swollen. Further, the above core diameter may be defined by a mode field diameter. In FIG. 6A, the thickness of the outer diameter D ⁇ b> 2 of the fusion part 2 is emphasized.
  • the outer diameter D1 of the optical fiber other than the fused portion 2 (the small-diameter core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B) is 125 ⁇ m, whereas the outer diameter D2 of the fused portion 2 is about 127 ⁇ m to 129 ⁇ m. is there.
  • the fused portions 2 of the two adjacent fused optical fibers 1 are arranged in the front-rear direction (the longitudinal direction of the fused optical fiber 1). ), The fused portions 2 of the plurality of fused optical fibers 1 are placed on the substrate 20. In other words, the plurality of fused optical fibers 1 are placed on the substrate 20 so that the positions of the fused portions 2 in the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1) are staggered.
  • the fusion part 2 located on the substrate end surface 21 side may be referred to as a first fusion part 3.
  • the fusion part 2 located on the optical connector 90 side may be referred to as a second fusion part 4.
  • the positions of the first fusion part 3 and the second fusion part 4 are different in the front-rear direction (longitudinal direction of the fusion optical fiber 1).
  • the positions of the fused portions 2 of the two adjacent fused optical fibers 1 are varied in the front-rear direction.
  • one of the fused portions 2 of the two adjacent fused optical fibers 1 is the first fused portion 3 and the other is the second fused portion 4.
  • the fused optical fiber 1 having the first fused portion 3 when the plurality of fused optical fibers 1 arranged on the substrate 20 are viewed in order from the left to the right, the fused optical fiber 1 having the first fused portion 3, The fused optical fiber 1 having the two fused portions 4, the fused optical fiber 1 having the first fused portion 3, and the fused optical fiber 1 having the second fused portion 4 are arranged in this order. That is, the fused portion 2 of the odd-numbered fused optical fiber 1 from the left is the first fused portion 3 (while the odd-numbered fused optical fiber 1 has the first fused portion 3. ), The fused portion 2 of the even-numbered fused optical fiber 1 is the second fused portion 4 (the even-numbered fused optical fiber 1 has the second fused portion 4).
  • the substrate 20 is a member that holds the fused optical fiber 1 on the lower side.
  • the fused optical fiber 1 is held on the substrate 20 by being placed on the substrate 20.
  • the fused optical fiber 1 placed on the substrate 20 is sandwiched between the substrate 20 by the fixing member 30.
  • the substrate 20 of the present embodiment is made of glass. However, the substrate 20 may be formed of other materials.
  • the substrate 20 has a fiber groove 24, a substrate end surface 21, a substrate-side escape portion 22, and a terrace portion 23.
  • the fiber groove 24 is a part where the fused optical fiber 1 is placed.
  • the fiber groove 24 is formed on the upper surface of the substrate 20 as a V-shaped groove along the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1).
  • a plurality of fiber grooves 24 are arranged on the upper surface of the substrate 20 in the left-right direction (the width direction of the fused optical fiber 1).
  • the optical fiber array 10 of the present embodiment has 24 fused optical fibers 1. Since the fused optical fibers 1 are placed one by one in the fiber groove 24, 24 fiber grooves 24 are also arranged on the upper surface of the substrate 20 in the left-right direction.
  • the fused optical fiber 1 comes into contact with two inclined surfaces constituting the V-shaped groove. Therefore, when the fused optical fiber 1 is placed in the fiber groove 24, the fused optical fiber 1 is positioned in the vertical direction and the horizontal direction. Then, the plurality of fused optical fibers 1 are respectively placed in the fiber grooves 24, so that highly accurate alignment is achieved.
  • the interval between the fiber grooves 24 is 127 ⁇ m. For this reason, the outer diameter D ⁇ b> 2 (see FIG. 6A) of the fused portion 2 may exceed the distance between the fiber grooves 24.
  • the substrate end face 21 is a part to be a connection end face of the optical fiber array 10.
  • the front end of the small-diameter core optical fiber 1 ⁇ / b> A (fused optical fiber 1) is located on the substrate end face 21, the front end of the small-diameter core optical fiber 1 ⁇ / b> A (fused optical fiber 1) is located.
  • the substrate end face 21 is polished so that the end face on the front side of the narrow core optical fiber 1A (fused optical fiber 1) and the end faces are matched.
  • the substrate-side escape portion 22 is a portion that accommodates the fused portion 2 of the fused optical fiber 1.
  • the fused optical fiber 1 includes the narrow core optical fiber 1A and the normal core optical fiber other than the fused portion 2 by connecting the thin core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B by TEC fusion.
  • the outer diameter (D1) of the 1B portion and the outer diameter (D2) of the fused portion 2 have two different outer diameters.
  • the above-described fiber groove 24 is formed based on the outer diameter (D1) of the narrow core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B.
  • the fusion part 2 (outer diameter D2) is placed in the fiber groove 24, the outer diameter (D2) of the fusion part 2 and the outer diameters of the narrow core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B ( Due to the difference from D1), the fused optical fiber 1 is lifted and placed. For this reason, when the fused part 2 of the fused optical fiber 1 is placed in the fiber groove 24, the alignment accuracy of the fused fiber 1 in the optical fiber array 10 may deteriorate.
  • the substrate-side escape portion 22 formed on the substrate 20 allows the fused portion 2 of the fused optical fiber 1 to escape into the space formed by the substrate-side escape portion 22. ing.
  • the substrate-side escape portion 22 is formed in a concave shape, and the fused portion 2 of the fused optical fiber 1 is accommodated in the concave space.
  • the fused portion 2 of the fused optical fiber 1 is not in contact with the substrate 20 (fiber groove 24).
  • the fused optical fiber 1 is removed from the fiber groove 24 as compared to the case without the substrate-side escape portion 22. Can reduce floating. Further, the substrate 20 may not have the substrate-side escape portion 22.
  • the substrate side relief portion 22 includes a substrate side first relief portion 25 and a substrate side second relief portion 26.
  • the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26 are formed at positions of the first fusion portion 3 and the second fusion portion 4 of the fusion optical fiber 1, respectively.
  • the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26 have different positions in the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1).
  • the board-side first relief part 25 is located on the board end face 21 side (front side), and the board-side second relief part 26 is located on the optical connector 90 side (rear side).
  • the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26 are formed on the substrate 20 so as to extend in the left-right direction.
  • substrate side 2nd relief part 26 are each formed with the concave groove
  • the depths of the grooves of the substrate side first relief portion 25 and the substrate side second relief portion 26 are larger than the outer diameter of the fused portion 2. In other words, the depths of the grooves on the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26 are deeper than the depth of the fiber groove 24 by the height of the swollen portion of the fused portion 2. Yes.
  • the space formed by the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26 without bringing the portion swelled from the outer diameter of the fused optical fiber 1 of the fusion portion 2 into contact with the fiber groove 24. Can escape inside. Therefore, the alignment accuracy of the fused fiber 1 in the optical fiber array 10 can be increased.
  • a plurality of fiber grooves 24 are also formed between the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26.
  • the substrate 20 and the fixing member 30 And the amount of the adhesive between the substrate 20 and the fixing member 30 can be reduced. If the amount of the adhesive between the substrate 20 and the fixing member 30 is increased, the position of the fused optical fiber 1 may be largely shifted due to the shrinkage of the adhesive during curing.
  • a plurality of fiber grooves 24 are formed between the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26, so that the gap between the substrate 20 and the fixing member 30 is increased. Since the amount of the adhesive can be reduced, the position of the fused optical fiber 1 can be maintained with high accuracy.
  • the terrace part 23 is a part having a surface located below the fiber groove 24.
  • the covering portion of the normal core optical fiber 1B (fused optical fiber 1) can be escaped and arranged in the space formed by the terrace portion 23.
  • the substrate 20 may not have the terrace portion 23.
  • the fixing member 30 is a member that holds the fused optical fiber 1 on the upper side.
  • the fixing member 30 presses the fused optical fiber 1 held on the substrate 20.
  • the fused optical fiber 1 is in contact with the two inclined surfaces constituting the V-shaped groove.
  • the fused optical fiber 1 is fixed by a total of three points: two points of the fiber groove 24 and one point of the fixing member 30.
  • the optical fiber array 10 may not have the fixing member 30.
  • the fixing member 30 has a fixing member side relief portion 31 including a fixing member side first relief portion 35 and a fixing member side second relief portion 36.
  • the fixing member side first relief portion 35 and the fixing member side second relief portion 36 are formed at positions of the first fusion portion 3 and the second fusion portion 4 of the fusion optical fiber 1, respectively. . That is, the fixing member side first relief portion 35 and the fixing member side second relief portion 36 have different positions in the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1).
  • the fixing member side first relief portion 35 and the fixing member side second relief portion 36 are formed at positions of the substrate side first relief portion 25 and the substrate side second relief portion 26, respectively. As shown in FIGS.
  • the fixing member side first relief portion 35 and the fixing member side second relief portion 36 are respectively formed on the lower surface of the fixing member 30 so as to extend in the left-right direction.
  • the fixed member side first relief portion 35 and the fixed member side second relief portion 36 are each formed by a concave groove along the left-right direction.
  • the fixing member 30 may not have the fixing member-side escape portion 31.
  • FIG. 6B is a diagram illustrating a state in which a plurality of fused optical fibers 1 according to the comparative example are placed on the substrate 20.
  • 6B shows a view of the plurality of fused optical fibers 1 according to the comparative example placed on the substrate 20 as viewed from above.
  • the lower diagram in FIG. 6B shows a cross-sectional view taken along the line AA of the upper diagram in FIG. 6B.
  • the plurality of fused optical fibers 1 are arranged on the substrate 20 in the left-right direction.
  • a plurality of fused optical fibers 1 arranged in the left-right direction are to be placed on the substrate 20 at a higher density, a larger number of fused optical fibers 1 are arranged on the substrate 20 in the left-right direction.
  • the interval between the adjacent fused optical fibers 1 is further reduced.
  • the fiber grooves 24 in which the fused optical fibers 1 are placed one by one are adjacent to each other when a plurality of fused optical fibers 1 arranged in the left-right direction are placed on the substrate 20 with higher density. The distance between the fiber grooves 24 to be further reduced.
  • the interval between the fused optical fibers 1 may be reduced to such an extent that the small-diameter core optical fibers 1A or the normal core optical fibers 1B are substantially in contact with each other. it can.
  • the outer diameter (D2) of the fused portion 2 may swell compared to the outer diameter (D1) of the narrow core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B (D2> D1). For this reason, when the space
  • the fusion parts 2 of the plurality of fusion optical fibers 1 according to the comparative example all have the same position in the front-rear direction. For this reason, when the interval between the adjacent fused optical fibers 1 is reduced, the fused portions 2 of the adjacent fused optical fibers 1 interfere with each other, and some of the fused optical fibers 1 are lifted. It will be.
  • the fused optical fiber 1, which may be called the second, fourth, and sixth (hereinafter, “even-numbered”) from the left, is placed in the fiber groove 24 of the substrate 20.
  • the first, third, and fifth (hereinafter sometimes referred to as “odd-numbered”) fused optical fibers 1 from the left are lifted up, and are appropriately formed in the fiber grooves 24 of the substrate 20. That is, the odd-numbered fused optical fiber 1 is not positioned in the vertical direction and the horizontal direction, and is not aligned with high accuracy.
  • the positions of the fused portions 2 of the two adjacent fused optical fibers 1 are changed in the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1).
  • the fused portions 2 of the plurality of fused optical fibers 1 are placed on the substrate 20.
  • the plurality of fused optical fibers 1 are placed on the substrate 20 such that the positions of the fused portions 2 in the front-rear direction are staggered.
  • the fused portion 2 of the odd-numbered fused optical fiber 1 (the first fused portion described above).
  • Optical Fiber Array 10 In the method of manufacturing the optical fiber array 10 according to the present embodiment, first, the coating of predetermined portions of the small-diameter core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B is removed. This is because the fusion splicing between the optical fibers is usually performed in a bare fiber state (a state where no coating is provided on the optical fiber). It should be noted that when the fused optical fiber 1 is placed on the substrate 20, all the portions where the small-diameter core optical fiber 1 ⁇ / b> A and the normal core optical fiber 1 ⁇ / b> B come into contact with the fiber groove 24 are removed.
  • the boundary portion and the portion where the coating is present can be disposed in a space formed by the terrace portion 23 having a surface positioned below the fiber groove 24.
  • the small-diameter core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B are fused and connected.
  • the fusion splicing is performed by the TEC fusion mentioned above.
  • the substrate end surface 21 side portion (the small-diameter core optical fiber 1A portion) of the fusion optical fiber 1 is cut at a predetermined position. Note that when the fused optical fiber 1 is placed on the substrate 20, a predetermined position for cutting is determined so that the fused portion 2 is accommodated in the substrate-side escape portion 22 of the substrate 20.
  • the board-side escape portion 22 includes the board-side first escape portion 25 located on the substrate end face 21 side (front side) and the board-side second side located on the optical connector 90 side (rear side).
  • the cutting operation is performed separately for the fused optical fiber 1 that cuts a predetermined position so that the fused portion 2 (second fused portion 4) is accommodated.
  • the front end of the fused optical fiber 1 (small core optical fiber 1 A portion) is slightly longer than the position of the substrate end face 21.
  • the light receiving fiber 1 is cut. By cutting with sufficient margin in this way, polishing can be performed so that the end surfaces of the substrate end surface 21 and the front end surface of the fused optical fiber 1 are matched in a later step.
  • FIG. 7A and 7B are views showing a state in which the fused optical fiber 1 of the present embodiment is placed on the substrate 20.
  • FIG. 7A a plurality of (twelve) fused optical fibers 1 having the same position in the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1) of the fused portion 2 are placed in the fiber groove 24, respectively. It shows a state.
  • the even-numbered fused optical fiber 1 described above has a common fused portion 2 (second fused portion 4) because it is located on the rear side.
  • second fused portion 4 a plurality of the fused optical fibers 1 having the second fused portions 4 are collectively placed in the fiber grooves 24, respectively. At this time, every other fused optical fiber 1 having the second fused portion 4 is placed in the fiber groove 24.
  • a plurality of (12) fused optical fibers 1 in which the positions in the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1) of the fused portion 2 are common at different positions. are shown to be placed in the remaining fiber grooves 24, respectively.
  • the aforementioned fused portion 2 (first fused portion 3) of the odd-numbered fused optical fiber 1 is common because it is located on the front side.
  • a plurality of the fused optical fibers 1 having the first fused portions 3 are put together in the fiber groove 24.
  • the fused optical fiber 1 having the first fused portion 3 is placed in each of the remaining fiber grooves 24 on which the fused optical fiber 1 is not placed.
  • FIG. 7A when placing the fused optical fiber 1 in the even-numbered fiber groove 24, the operator collectively handles the plurality of fused optical fibers 1 having the second fused portion 4. It will be.
  • FIG. 7B when placing the fused optical fiber 1 in the odd-numbered fiber grooves 24, the operator collects a plurality of fused optical fibers 1 having the first fused portions 3 in a lump. It will be handled. Assuming that the fused optical fiber 1 is placed in order from the end of the fiber groove 24, the operator has the fused optical fiber 1 having the second fused part 4 and the fused optical fiber 1 having the first fused part 3. It is necessary to handle the light receiving fibers 1 alternately, and the installation work becomes inconvenient.
  • the fused optical fiber 1 since the plurality of fused optical fibers 1 having the same position in the front-rear direction of the fused portion 2 can be handled at a time, the fused optical fiber 1 is placed in the fiber groove 24. The work to be done is simplified and the work efficiency is improved.
  • the even-numbered fiber grooves 24 are already in the fused optical fibers 1 (even-numbered fibers).
  • the fused optical fiber 1) is placed.
  • the height difference (unevenness) between the odd-numbered fiber groove 24 where the fused optical fiber 1 is to be placed next and the even-numbered fused optical fiber 1 on both sides thereof is large. It has become.
  • the fused optical fiber 1 (even-numbered fused) already placed.
  • the end of the odd-numbered fused optical fiber 1 may be inserted between the optical fibers 1). Therefore, in the present embodiment, the work of placing every other fused optical fiber 1 in the fiber grooves 24 (odd-numbered fiber grooves 24) is simplified, and the work efficiency is further improved.
  • a plurality of fused optical fibers 1 having a common position in the front-rear direction (longitudinal direction of the fused optical fiber 1) of the fused portion 2 are formed in the fiber groove 24. Each is placed. This makes it easy to manage the positional relationship between the fused portion 2 and the substrate-side escape portion 22 when placing each in the fiber groove 24. Therefore, in the method for manufacturing the optical fiber array 10 of the present embodiment, the fused portions 2 of the two adjacent fused optical fibers 1 are placed on the substrate 20 in a state where the positions of the fused portions 2 in the longitudinal direction of the fused optical fibers 1 are different. It can be easily mounted.
  • the fixing member 30 is attached, and the fused optical fiber 1, the substrate 20, and the fixing member 30 are bonded and fixed.
  • the fused optical fiber 1 placed on the substrate 20 is bonded and fixed by the fixing member 30 so as to be pressed.
  • the adhesive is injected from the substrate end face 21 and is transmitted through the space between the fused optical fiber 1, the substrate 20, and the fixing member 30 by capillary action. Finally, it grind
  • the substrate-side escape portion 22 and the fixing member-side escape portion 31 are formed in a concave shape having a wall surface and a bottom surface.
  • the substrate-side relief portion 22 and the fixing member-side relief portion 31 may have a U-groove shape or a V-groove shape.
  • the board-side escape portion 22 and the fixing member-side escape portion 31 have a shape that extends to the left and right of the substrate 20.
  • the substrate side relief portion 22 and the fixing member side relief portion 31 may be formed only in the vicinity where the fusion portion 2 is located.
  • the thin core optical fiber 1A (D1) and the normal core optical fiber 1B (D1) having the same outer diameter are fusion-connected.
  • optical fibers having different outer diameters may be fused.
  • a thin core optical fiber 1A having an outer diameter D3 and a normal core optical fiber 1B having an outer diameter D4 ( ⁇ D3) may be fused.
  • the fiber groove 24 is formed based on the respective outer diameters of the small core optical fiber 1A and the normal core optical fiber 1B.
  • the portion of the fiber groove 24 where the small core optical fiber 1A (D3) is placed is formed based on D3, and the portion of the fiber groove 24 where the core optical fiber 1B (D4) is usually placed is It is formed based on D4.
  • the optical fiber array 10 of the above-described embodiment has two escape portions, that is, the substrate-side first relief portion 25 and the substrate-side second relief portion 26. However, it may be formed as one large escape portion including these two escape portions. However, since the adhesive is used more when it is formed as one large relief portion, the shrinkage of the adhesive may increase the displacement of the fused optical fiber 1 placed in the fiber groove 24. is there.
  • a plurality of fused optical fibers are provided so that the positions of the fused portions 2 in the front-rear direction are staggered in two stages (first fused portion 3 and second fused portion 4). 1 was placed on the substrate 20.
  • the plurality of fused optical fibers 1 may be placed on the substrate 20 such that the positions of the fused portions 2 in the front-rear direction are staggered in three or more stages.
  • 1 (fused) optical fiber 1A (small core) optical fiber, 1B (normal core) optical fiber, 2 fused portions, 3 first fused portions, 4 second fused portions, 5 adhesives, 10 optical fiber array, 11 fiber fixing substrate set, 20 substrate, 21 substrate end face, 22 substrate side relief, 23 terrace, 24 fiber groove, 25 substrate side first relief part, 26 substrate side second relief part, 30 fixing member, 31 fixing member side relief, 35 fixing member side first relief part, 36 fixing member side second relief part, 90 optical connector, 100 optical fiber array unit

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Abstract

【課題】融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制する。 【解決手段】それぞれ融着部を有し、幅方向に配列された複数の光ファイバと、前記光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が前記幅方向に複数配列された基板とを備え、隣接する２本の前記光ファイバの前記融着部を、前記長手方向に位置を異ならせた状態で、複数の前記光ファイバの前記融着部が前記基板に載置されていることを特徴とする光ファイバアレイである。

Description

光ファイバアレイ、ファイバ固定用基板及び光ファイバアレイの製造方法
　本発明は、光ファイバアレイ、ファイバ固定用基板及び光ファイバアレイの製造方法に関する。
　従来、光ファイバアレイは、光通信において光伝送路を結合させる結合素子として広く使用されており、光導波路スプリッタや光スイッチなどに応用されている。光ファイバアレイは、基板に形成された複数のファイバ溝に光ファイバをそれぞれ載置し、固定部材が光ファイバを上から挟み込むことで光ファイバを押さえて固定する構造となっている。このため、基板に形成されたファイバ溝に載置された複数の光ファイバは非常に高密度かつ高精度な整列を実現することが可能である。
　このような光ファイバアレイとして、例えば、特許文献１には、２本の光ファイバを融着接続することで形成された融着部を有する光ファイバで光ファイバアレイを構成することが開示されている。このような融着接続された光ファイバは、例えば高ＮＡファイバとシングルモードファイバとの接続のような、それぞれのコア径が異なる光ファイバ同士をＴＥＣ融着により接続している。また、ＴＥＣ融着で光ファイバ同士を接続する場合には、融着部の外径がそれぞれの光ファイバの外径より大きくなる（膨らむ）ことがある。特許文献１に記載された光ファイバアレイでは、光ファイバの融着部を含む部分が基板に形成されたファイバ溝に載置され、固定部材により固定されている。
特開２００３－１５６６６２号公報
　基板に複数の光ファイバを高密度に載置しようとすると、隣接する光ファイバ同士の間隔も小さくなる。特許文献１に記載された光ファイバアレイでは、基板に形成された複数のファイバ溝に載置された光ファイバの全てにおいて、光ファイバの長手方向における融着部の位置が共通している。このとき、隣接する光ファイバの膨らんだ融着部同士が干渉してしまい、光ファイバがファイバ溝に適切に載置されなくなり、複数の光ファイバの高精度な整列ができなくなることがあった。
　本発明は、融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制することを目的とする。
　本発明の幾つかの実施形態は、それぞれ融着部を有し、幅方向に配列された複数の光ファイバと、前記光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が前記幅方向に複数配列された基板とを備え、隣接する２本の前記光ファイバの前記融着部を、前記長手方向に位置を異ならせた状態で、複数の前記光ファイバの前記融着部が前記基板に載置されていることを特徴とする光ファイバアレイである。
　本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
　本発明の幾つかの実施形態によれば、融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制することができる。
図１Ａは、本実施形態の光ファイバアレイ１０の概要図である。図１Ｂは、本実施形態の光ファイバアレイ１０の断面図である。 図２は、本実施形態の光ファイバアレイ１０の全体斜視図である。 図３は、本実施形態の光ファイバアレイ１０から固定部材３０を取り外した状態の分解斜視図である。 図４は、本実施形態の光ファイバアレイ１０から固定部材３０及び融着光ファイバ１を取り外した状態の分解斜視図である。 図５は、本実施形態の光ファイバアレイ１０における基板２０の六面図である。 図６Ａは、融着光ファイバ１の融着部２の様子を示す説明図である。図６Ｂは、比較例に係る複数の融着光ファイバ１を基板２０に載置した様子を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態の融着光ファイバ１を基板２０に載置する様子を示す図である。
　後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
　それぞれ融着部を有し、幅方向に配列された複数の光ファイバと、前記光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が前記幅方向に複数配列された基板とを備え、隣接する２本の前記光ファイバの前記融着部を、前記長手方向に位置を異ならせた状態で、複数の前記光ファイバの前記融着部が前記基板に載置されていることを特徴とする光ファイバアレイが明らかとなる。このような光ファイバアレイによれば、融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制することができる。
　前記ファイバ溝に載置された複数の前記光ファイバを前記基板との間に挟み込む固定部材をさらに備えることが望ましい。これにより、基板に載置した光ファイバを固定することができる。
　前記基板は、前記融着部の位置に形成された凹状の逃げ部を有することが望ましい。これにより、光ファイバの外径よりも膨らんだ融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、融着部の膨らんだ部分を凹状の部分に逃がすことができる。
　前記逃げ部は、第１逃げ部と、前記第１逃げ部とは前記長手方向の位置が異なる第２逃げ部とから構成されており、前記第１逃げ部と前記第２逃げ部との間には、複数の前記ファイバ溝が形成されていることが望ましい。これにより、光ファイバの外径よりも膨らんだ融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制することができる。
　前記融着部の前記長手方向の位置が互い違いになるように複数の前記光ファイバが前記基板に載置されていることが望ましい。これにより、光ファイバの外径よりも膨らんだ融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制することができる。
　光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が幅方向に複数配列され、前記ファイバ溝に配置された前記光ファイバの融着部の位置に形成された凹状の第１逃げ部と、前記ファイバ溝に配置された前記光ファイバの融着部の位置に形成され、前記第１逃げ部とは前記長手方向の異なる位置に形成された第２逃げ部とを有することを特徴とするファイバ固定用基板が明らかとなる。このようなファイバ固定用基板によれば、融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制することができる。
　それぞれ融着部を有する複数の光ファイバを、前記光ファイバの幅方向に配列させること、前記光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が前記幅方向に複数配列された基板を用意すること、隣接する２本の前記光ファイバの前記融着部を、前記長手方向に位置を異ならせた状態で、複数の前記光ファイバの前記融着部を前記基板に載置することを特徴とする光ファイバアレイの製造方法が明らかとなる。このような光ファイバアレイの製造方法によれば、融着部を有する複数の光ファイバを基板に載置する際に、隣接する光ファイバの融着部同士の干渉を抑制することができる。
　前記融着部の前記長手方向の位置が共通する複数の前記光ファイバを１つおきに前記ファイバ溝にそれぞれ載置した後、前記融着部の前記長手方向の位置が別の位置で共通する複数の前記光ファイバを残りの前記ファイバ溝にそれぞれ載置することが望ましい。これにより、隣接する２本の光ファイバの融着部を長手方向に位置を異ならせた状態で基板に容易に載置することができる。
　＝＝＝本実施形態＝＝＝
　＜光ファイバアレイ１０の概要＞
　図１Ａは、本実施形態の光ファイバアレイユニット１００の概要図である。図１Ｂは、本実施形態の光ファイバアレイ１０の断面図である。図２は、本実施形態の光ファイバアレイ１０の全体斜視図である。
　以下の説明では、図に示すように各方向を定義する。すなわち、基板２０に載置される融着光ファイバ１の長手方向を「前後方向」とし、基板２０の基板端面２１の側を「前」とし、逆側を「後」とする。基板２０に載置される融着光ファイバ１の幅方向を「左右方向」とし、前から見たときの右手側を「右」とし、逆側（左手側）を「左」とする。また、「前後方向」及び「左右方向」と直交する方向を「上下方向」とし、基板２０に対して固定部材３０の側を「上」とし、逆側を「下」とする。
　光ファイバアレイユニット１００は、光ファイバアレイ１０と、複数の光コネクタ９０とを有する。複数本の光ファイバの前側の端部には光ファイバアレイ１０が設けられている。複数本の光ファイバの後側のそれぞれの端部には、光コネクタ９０が設けられている。言い換えると、光ファイバアレイ１０が有する複数の融着光ファイバ１の後側の端部のそれぞれに光コネクタ９０が設けられている。光ファイバアレイ１０は、光伝送路を結合させる結合素子である。図２に示すように、光ファイバアレイ１０の前側部分では、複数の融着光ファイバ１の前側の端部が基板２０の基板端面２１に位置するように保持されている。また、光ファイバアレイ１０の前側部分は、例えば光トランシーバ等のシリコンチップ（不図示）に接続される。図１Ａに示すように、光ファイバアレイユニット１００の後側の端部には、光コネクタ９０が設けられており、種々の機器との光接続が着脱可能な状態となっている。光コネクタ９０は、例えばＦＣコネクタである。但し、光コネクタ９０は、ＦＣコネクタ以外の光コネクタであっても良い。
　＜光ファイバアレイ１０の詳細構成＞
　図３は、本実施形態の光ファイバアレイ１０から固定部材３０を取り外した状態の分解斜視図である。図４は、本実施形態の光ファイバアレイ１０から固定部材３０及び融着光ファイバ１を取り外した状態の分解斜視図である。図５は、本実施形態の光ファイバアレイ１０における基板２０の六面図である。図６Ａは、融着光ファイバ１の融着部２の様子を示す説明図である。なお、図３の矢印で示した下側の図は、図３の破線で示した領域を上側から見た図である。
　光ファイバアレイ１０は、融着光ファイバ１と、基板２０と、固定部材３０とを有する。なお、融着光ファイバ１、基板２０及び固定部材３０は、接着剤５（図１Ｂ参照）によって接着されている。
　融着光ファイバ１は、２本の光ファイバが融着により接続された光ファイバである。図３及び図４に示すように、本実施形態の融着光ファイバ１は、基板端面２１側の細径コア光ファイバ１Ａと、光コネクタ９０側の通常コア光ファイバ１Ｂとが融着により接続されている。なお、以下では、融着光ファイバ１のことを単に「光ファイバ」と呼ぶことがある。また、図３及び図４に示すように、光ファイバアレイ１０は、複数（ここでは、２４本）の融着光ファイバ１を有する。これらの２４本の融着光ファイバ１は、基板２０上に左右方向（融着光ファイバ１の幅方向）に配列されている。但し、融着光ファイバ１の本数や配列方向は、これに限られない。また、それぞれの融着光ファイバ１は、基板２０に形成されたファイバ溝２４（後述）にそれぞれ載置され、固定部材３０が融着光ファイバ１を上から挟み込むことで、融着光ファイバ１は押さえつけられ固定される。
　本実施形態の光ファイバアレイ１０では、複数の融着光ファイバ１は、それぞれ融着部２を有する。融着部２は、基板端面２１側の細径コア光ファイバ１Ａと、光コネクタ９０側の通常コア光ファイバ１Ｂとが融着接続される部分である。図１Ｂに示すように、本実施形態では、融着部２が基板２０と固定部材３０との間に挟み込まれている。なお、融着部２は、基板２０が有する基板側逃げ部２２と、固定部材３０が有する固定部材側逃げ部３１とで形成される空間内に収容される（後述）。
　本実施形態の光ファイバアレイ１０では、細径コア光ファイバ１Ａは高ＮＡファイバ等の細径コア光ファイバが使用される。また、通常コア光ファイバ１Ｂは、シングルモード等の光ファイバが使用される。なお、細径コア光ファイバ１Ａのコア径（例えば、６μｍ）は、通常コア光ファイバ１Ｂのコア径（例えば、９μｍ）よりも小さい。このため、融着光ファイバ１は、コア径が互いに異なる光ファイバ同士（細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂ）がＴＥＣ融着により接続されている。なお、ＴＥＣ融着とは、コア径が互いに異なる光ファイバ同士を融着接続する際の融着技術である。
　図６Ａの左側の図は、細径コア光ファイバ１Ａと、通常コア光ファイバ１ＢとをＴＥＣ融着により接続する前の様子を示している。そして、図６Ａの右側の図は、細径コア光ファイバ１Ａと、通常コア光ファイバ１ＢとがＴＥＣ融着により接続し、融着部２を有する融着光ファイバ１が形成された後の様子を示している。
　ＴＥＣ融着では、熱処理を施して光ファイバのコア径を拡散させることによって、一方の光ファイバ（細径コア光ファイバ１Ａ）のコア径を他方の光ファイバ（例えば、通常コア光ファイバ１Ｂ）のコア径に徐々に合わせるように加工する。この際、融着部の外径が、融着接続する前の光ファイバの外径に比べて膨らむことがある。図６Ａの右側の図に示す融着光ファイバ１は、融着接続する前の光ファイバの外径より膨らんだ融着部２を有する。すなわち、融着部２の外径（Ｄ２）は、細径コア光ファイバ１Ａと通常コア光ファイバ１ＢとのＴＥＣ融着による接続により、細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂの外径（Ｄ１）に比べて大きくなっている（Ｄ２＞Ｄ１）。なお、融着部２の外径とは、融着部２が最も膨らんだ部分の融着光ファイバ１の中心からの長さを意味する。また、前述のコア径は、モードフィールド径で規定しても良い。なお、図６Ａでは融着部２の外径Ｄ２の太さが強調されて図示されている。例えば、融着部２以外の光ファイバ（細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂ）の外径Ｄ１が１２５μｍであるのに対し、融着部２の外径Ｄ２は１２７μｍ～１２９μｍ程度である。
　図３の下側の図に示すように、本実施形態の光ファイバアレイ１０では、隣接する２本の融着光ファイバ１の融着部２を、前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）に位置を異ならせた状態で、複数の融着光ファイバ１の融着部２が基板２０に載置されている。言い換えれば、融着部２の前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）の位置が互い違いになるように複数の融着光ファイバ１が基板２０に載置されている。これにより、融着接続する前の光ファイバの外径よりも膨らんだ融着部２を有する複数の融着光ファイバ１を基板２０に載置する際に、隣接する融着光ファイバ１の融着部２同士の干渉を抑制することができる。
　以下の説明では、図３及び図４に示すように、基板端面２１側（前側）に位置している融着部２を第１融着部３と呼ぶことがある。一方、光コネクタ９０側（後側）に位置している融着部２を第２融着部４と呼ぶことがある。第１融着部３と、第２融着部４とは、前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）に位置を異ならせている。また、図３及び図４に示すように、本実施形態の光ファイバアレイ１０では、隣接する２本の融着光ファイバ１の融着部２を、前後方向に位置を異ならせている。すなわち、隣接する２本の融着光ファイバ１の融着部２のうち、一方が第１融着部３であり、他方が第２融着部４となっている。図３及び図４に示すように、基板２０上に配列された複数の融着光ファイバ１を左方向から右方向の順に見ると、第１融着部３を有する融着光ファイバ１、第２融着部４を有する融着光ファイバ１、第１融着部３を有する融着光ファイバ１、第２融着部４を有する融着光ファイバ１の順に配列されている。つまり、左から奇数番目の融着光ファイバ１の融着部２は第１融着部３であるのに対し（奇数番目の融着光ファイバ１は第１融着部３を有するのに対し）、偶数番目の融着光ファイバ１の融着部２は第２融着部４である（偶数番目の融着光ファイバ１は第２融着部４を有する）。
　基板２０は、融着光ファイバ１を下側で保持する部材である。融着光ファイバ１は、基板２０に載置されることで、基板２０に保持される。なお、基板２０に載置された融着光ファイバ１は、固定部材３０により基板２０との間で挟み込まれる。本実施形態の基板２０は、ガラスにより形成されている。但し、基板２０は、その他の材質により形成されていてもよい。
　基板２０は、ファイバ溝２４と、基板端面２１と、基板側逃げ部２２と、テラス部２３とを有する。
　ファイバ溝２４は、融着光ファイバ１が載置される部位である。ファイバ溝２４は前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）に沿ったＶ字状の溝として基板２０の上面に形成されている。また、ファイバ溝２４は基板２０の上面に左右方向（融着光ファイバ１の幅方向）に複数配列されている。前述したように、本実施形態の光ファイバアレイ１０は、２４本の融着光ファイバ１を有する。ファイバ溝２４には融着光ファイバ１が１本ずつ載置されるため、ファイバ溝２４も基板２０の上面に左右方向に２４本配列されている。融着光ファイバ１がファイバ溝２４に載置されると、融着光ファイバ１は、Ｖ字状の溝を構成する２つの斜面に当接する。したがって、融着光ファイバ１がファイバ溝２４に載置されることにより、融着光ファイバ１は上下方向及び左右方向の位置決めがなされる。そして、複数の融着光ファイバ１が、ファイバ溝２４にそれぞれ載置されることにより、高精度な整列がなされることになる。なお、本実施形態ではファイバ溝２４の間隔は１２７μｍである。このため、融着部２の外径Ｄ２（図６Ａ参照）が、ファイバ溝２４の間隔を越えることがある。
　基板端面２１は、光ファイバアレイ１０の接続端面となる部位である。基板端面２１には、細径コア光ファイバ１Ａ（融着光ファイバ１）の前側の端部が位置している。基板端面２１は、細径コア光ファイバ１Ａ（融着光ファイバ１）の前側の端部と端面同士を合わせるようにして研磨されている。
　基板側逃げ部２２は、融着光ファイバ１の融着部２を収容する部位である。前述したように、融着光ファイバ１は、細径コア光ファイバ１Ａと通常コア光ファイバ１ＢとのＴＥＣ融着による接続により、融着部２以外の細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂ部分の外径（Ｄ１）と、融着部２の外径（Ｄ２）との２つの異なる外径を有する。前述したファイバ溝２４は、細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂ部分の外径（Ｄ１）に基づいて形成されている。仮に融着部２（外径Ｄ２）がファイバ溝２４に載置されると、融着部２の外径（Ｄ２）と、細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂ部分の外径（Ｄ１）との差により融着光ファイバ１が浮き上がって載置されてしまうことになる。このため、ファイバ溝２４に融着光ファイバ１の融着部２が載置されることにより、光ファイバアレイ１０における融着ファイバ１の整列精度が悪化することがあった。
　このため、本実施形態の光ファイバアレイ１０では、基板２０に形成された基板側逃げ部２２が、融着光ファイバ１の融着部２を基板側逃げ部２２により形成される空間内に逃がしている。基板側逃げ部２２は、凹状に形成されており、この凹状の空間に融着光ファイバ１の融着部２を収容している。これにより、融着光ファイバ１の融着部２がファイバ溝２４に接触することを抑制することができるため、融着光ファイバ１がファイバ溝２４から浮き上がって載置されてしまうことを抑制することができる。なお、本実施形態では、基板側逃げ部２２では、融着光ファイバ１の融着部２が基板２０（ファイバ溝２４）に対して非接触になっている。但し、仮に融着光ファイバ１の融着部２が基板側逃げ部２２の底面と接触していても、基板側逃げ部２２の無い場合と比べると、融着光ファイバ１がファイバ溝２４から浮き上がることを軽減できる。また、基板２０は、基板側逃げ部２２を有さなくても良い。
　基板側逃げ部２２は、基板側第１逃げ部２５と、基板側第２逃げ部２６とを有する。基板側第１逃げ部２５と、基板側第２逃げ部２６とは、それぞれ融着光ファイバ１の第１融着部３と、第２融着部４との位置に形成されている。すなわち、基板側第１逃げ部２５と、基板側第２逃げ部２６とは、前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）の位置が異なる。具体的には、基板側第１逃げ部２５は、基板端面２１側（前側）に位置しており、基板側第２逃げ部２６は、光コネクタ９０側（後側）に位置している。
　図４に示すように、基板側第１逃げ部２５及び基板側第２逃げ部２６は、それぞれ基板２０上に左右方向に延在するように形成されている。また、基板側第１逃げ部２５及び基板側第２逃げ部２６は、それぞれ左右方向に沿った凹状の溝で形成されている。さらに、基板側第１逃げ部２５及び基板側第２逃げ部２６の溝の深さは、融着部２の外径より大きい。言い換えれば、基板側第１逃げ部２５及び基板側第２逃げ部２６の溝の深さは、ファイバ溝２４の深さと比べて、融着部２の膨らんだ部分の高さ分だけ深くなっている。これにより、融着部２の融着光ファイバ１の外径より膨らんだ部分をファイバ溝２４に接触させずに、基板側第１逃げ部２５及び基板側第２逃げ部２６により形成される空間内に逃がすことができる。したがって、光ファイバアレイ１０における融着ファイバ１の整列精度を高めることができる。
　本実施形態では、基板側第１逃げ部２５と基板側第２逃げ部２６との間にも、複数のファイバ溝２４が形成されている。これにより、２つの逃げ部（基板側第１逃げ部２５及び基板側第２逃げ部２６）を包含するような大きな逃げ部を基板２０に形成した場合と比べて、基板２０と固定部材３０との間の空間を狭めることができ、基板２０と固定部材３０との間の接着剤の量を軽減することができる。なお、仮に基板２０と固定部材３０との間の接着剤の量が多くなると、硬化時の接着剤の収縮によって、融着光ファイバ１の位置が大きくずれるおそれがある。これに対し、本実施形態では、基板側第１逃げ部２５と基板側第２逃げ部２６との間に複数のファイバ溝２４が形成されることによって、基板２０と固定部材３０との間の接着剤の量を軽減できるため、融着光ファイバ１の位置を高精度に保つことができる。
　テラス部２３は、ファイバ溝２４に比べて下方に位置する面を有する部位である。このテラス部２３により形成される空間に通常コア光ファイバ１Ｂ（融着光ファイバ１）の被覆部分を逃がして配置することができる。但し、基板２０は、テラス部２３を有さなくても良い。
　固定部材３０は、融着光ファイバ１を上側で保持する部材である。固定部材３０は、基板２０に保持された融着光ファイバ１を押さえつける。前述したように、融着光ファイバ１は、Ｖ字状の溝を構成する２つの斜面に当接している。融着光ファイバ１は、固定部材３０と当接することで、ファイバ溝２４の２点と固定部材３０の１点の計３点によって融着光ファイバ１が固定される。但し、光ファイバアレイ１０は、固定部材３０を有さなくても良い。
　固定部材３０は、固定部材側第１逃げ部３５と、固定部材側第２逃げ部３６とを備える固定部材側逃げ部３１を有する。固定部材側第１逃げ部３５と、固定部材側第２逃げ部３６とは、それぞれ融着光ファイバ１の第１融着部３と、第２融着部４との位置に形成されている。すなわち、固定部材側第１逃げ部３５と、固定部材側第２逃げ部３６とは、前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）の位置が異なる。同様に、固定部材側第１逃げ部３５と、固定部材側第２逃げ部３６とは、それぞれ基板側第１逃げ部２５と、基板側第２逃げ部２６との位置に形成されている。そして、図３及び図４に示すように、固定部材側第１逃げ部３５及び固定部材側第２逃げ部３６は、それぞれ固定部材３０の下面に左右方向に延在するように形成されている。また、固定部材側第１逃げ部３５及び固定部材側第２逃げ部３６は、それぞれ左右方向に沿った凹状の溝で形成されている。但し、固定部材３０は、固定部材側逃げ部３１を有さなくても良い。
　＜比較例＞
　図６Ｂは、比較例に係る複数の融着光ファイバ１を基板２０に載置した様子を示す図である。なお、図６Ｂの上側の図は、基板２０に載置された比較例に係る複数の融着光ファイバ１を、上側から見た図を示している。また、図６Ｂの下側の図は、図６Ｂの上側の図のＡ－Ａ線における断面図を示している。
　前述したように、複数の融着光ファイバ１は、基板２０上に左右方向に配列されている。ここで、左右方向に配列された複数の融着光ファイバ１をさらに高密度に基板２０に載置しようとすると、さらに多くの複数の融着光ファイバ１を基板２０上に左右方向に配列させる必要がある。つまり、隣接する融着光ファイバ１同士の間隔はさらに小さくなる。同様に、融着光ファイバ１が１本ずつ載置されるファイバ溝２４についても、左右方向に配列された複数の融着光ファイバ１をさらに高密度に基板２０に載置しようとすると、隣接するファイバ溝２４同士の間隔はさらに小さくなる。
　融着光ファイバ１の左右方向の配列の高密度化にあたっては、細径コア光ファイバ１Ａ同士又は通常コア光ファイバ１Ｂ同士がほぼ接する程度まで、融着光ファイバ１同士の間隔を小さくすることもできる。しかし、前述したように、融着部２の外径（Ｄ２）は、細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂの外径（Ｄ１）に比べて膨らむことがある（Ｄ２＞Ｄ１）。このため、隣接する融着光ファイバ１同士の間隔を小さくした場合に、隣接する融着光ファイバ１の融着部２同士が干渉するおそれがある。
　図６Ｂの上側の図に示すように、比較例に係る複数の融着光ファイバ１の融着部２は、前後方向の位置が全て共通している。このため、隣接する融着光ファイバ１同士の間隔を小さくした場合に、隣接する融着光ファイバ１の融着部２同士が干渉してしまい、一部の融着光ファイバ１が浮き上がってしまうことになる。図６Ｂの下側の図に示すように、左から２番目、４番目、６番目（以下、「偶数番目」と呼ぶことがあるの融着光ファイバ１は、基板２０のファイバ溝２４に載置されているが、左から１番目、３番目、５番目（以下、「奇数番目」と呼ぶことがある）の融着光ファイバ１は、浮き上がってしまい、基板２０のファイバ溝２４に適切に載置されていない。すなわち、奇数番目の融着光ファイバ１は、上下方向及び左右方向の位置決めがなされず、高精度な整列がなされていないことになる。
　しかし、本実施形態の光ファイバアレイ１０では、隣接する２本の融着光ファイバ１の融着部２を、前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）に位置を異ならせた状態で、複数の融着光ファイバ１の融着部２が基板２０に載置されている。言い換えれば、融着部２の前後方向の位置が互い違いになるように複数の融着光ファイバ１が基板２０に載置されている。図６Ｂに示す比較例に係る複数の融着光ファイバ１の配列の順番で言うと、本実施形態では、例えば奇数番目の融着光ファイバ１の融着部２（前述した第１融着部３）は、前側に位置しており、偶数番目の融着光ファイバ１の融着部２（前述した第２融着部４）は、後側に位置している。これにより、融着部２を有する複数の融着光ファイバ１を基板２０に載置する際に、隣接する融着光ファイバ１の融着部２同士の干渉を抑制することができる。
　＜光ファイバアレイ１０の製造方法＞
　本実施形態の光ファイバアレイ１０の製造方法では、まず、細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂの所定部分の被覆を除去する。これは通常、光ファイバ同士の融着接続が裸ファイバの状態（光ファイバに被覆を設けない状態）で行う為である。なお、融着光ファイバ１が基板２０に載置された際に細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂがファイバ溝２４に接触する部分は全て被覆を除去する。これにより、被覆を除去した部分と被覆が存在する部分との境界部分がファイバ溝２４に載置されることにより融着光ファイバ１の整列精度が低下することを抑制することができる。また、当該境界部分と、被覆が存在する部分とは、ファイバ溝２４に比べて下方に位置する面を有するテラス部２３により形成される空間に逃がして配置することができる。
　次に、細径コア光ファイバ１Ａと通常コア光ファイバ１Ｂとを融着接続する。融着接続は、前述したＴＥＣ融着により行われる。融着接続後、融着光ファイバ１の基板端面２１側部分（細径コア光ファイバ１Ａ部分）を所定の位置で切断する。なお、融着光ファイバ１を基板２０に載置したときに、融着部２が基板２０の基板側逃げ部２２に収容されるように、切断する所定の位置を決める。なお、前述したように、基板側逃げ部２２は、基板端面２１側（前側）に位置する基板側第１逃げ部２５と、光コネクタ９０側（後側）に位置に位置する基板側第２逃げ部２６とを有する。このため、基板側第１逃げ部２５に融着部２（第１融着部３）が収容されるように所定の位置を切断する融着光ファイバ１と、基板側第２逃げ部２６に融着部２（第２融着部４）が収容されるように所定の位置を切断する融着光ファイバ１とに分けて切断作業を行う。
　なお、融着光ファイバ１を基板２０に載置したときに、融着光ファイバ１（細径コア光ファイバ１Ａ部分）の前側の端部が基板端面２１の位置より少し長くなるようにして融着光ファイバ１を切断する。このように余裕をもって切断することにより、後工程にて基板端面２１と融着光ファイバ１の前側端面との端面同士を合わせるようにして研磨することができる。
　図７Ａ及び図７Ｂは、本実施形態の融着光ファイバ１を基板２０に載置する様子を示す図である。
　図７Ａでは、融着部２の前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）の位置が共通する複数（１２本）の融着光ファイバ１を１つおきにファイバ溝２４にそれぞれ載置した様子を示している。前述した偶数番目の融着光ファイバ１の融着部２（第２融着部４）は、後側に位置していることで共通している。本実施形態では、このように、第２融着部４を有する融着光ファイバ１を複数まとめてファイバ溝２４にそれぞれ載置する。このとき、第２融着部４を有する融着光ファイバ１を１つおきにファイバ溝２４にそれぞれ載置する。
　図７Ａで示した状態の後、図７Ｂでは、融着部２の前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）の位置が別の位置で共通する複数（１２本）の融着光ファイバ１を残りのファイバ溝２４にそれぞれ載置する様子を示している。前述した奇数番目の融着光ファイバ１の融着部２（第１融着部３）は、前側に位置していることで共通している。本実施形態では、このように、第１融着部３を有する融着光ファイバ１を複数まとめてファイバ溝２４にそれぞれ載置する。このとき、第１融着部３を有する融着光ファイバ１を、融着光ファイバ１が載置されていない残りのファイバ溝２４にそれぞれ載置する。
　ところで、図７Ａに示すように融着光ファイバ１を偶数番目のファイバ溝２４に載置するときには、作業者は、第２融着部４を有する複数の融着光ファイバ１を一括して取り扱うことになる。また、図７Ｂに示すように、融着光ファイバ１を奇数番目のファイバ溝２４に載置するときには、作業者は、第１融着部３を有する複数の融着光ファイバ１を一括して取り扱うことになる。仮に、ファイバ溝２４の端から順に融着光ファイバ１を載置することにすると、作業者は、第２融着部４を有する融着光ファイバ１と、第１融着部３を有する融着光ファイバ１とを、交互に取り扱う必要があり、載置作業が不便になってしまう。これに対し、本実施形態では、融着部２の前後方向の位置が共通する複数の融着光ファイバ１を一括して取り扱うことができるので、融着光ファイバ１をファイバ溝２４に載置する作業が簡易になり、作業効率が向上する。
　更に、本実施形態では、図７Ｂに示すように、融着光ファイバ１を奇数番目のファイバ溝２４に載置するときには、既に偶数番目のファイバ溝２４には融着光ファイバ１（偶数番目の融着光ファイバ１）が載置された状態になっている。この状態では、次に融着光ファイバ１を載置することになる奇数番目のファイバ溝２４と、その両脇にある偶数番目の融着光ファイバ１との高低差（凹凸）が大きな状態になっている。このため、図７Ｂに示すように、作業者は、奇数番目のファイバ溝２４に融着光ファイバ１をそれぞれ載置するときには、既に載置されている融着光ファイバ１（偶数番目の融着光ファイバ１）の間に奇数番目の融着光ファイバ１の端部を差し込めば良い。したがって、本実施形態では、融着光ファイバ１を１つおきにファイバ溝２４（奇数番目のファイバ溝２４）にそれぞれ載置する作業は簡易になり、作業効率が更に向上する。
　図７Ａ及び図７Ｂに示すように、本実施形態では、融着部２の前後方向（融着光ファイバ１の長手方向）の位置が共通する複数の融着光ファイバ１毎にファイバ溝２４にそれぞれ載置している。これにより、ファイバ溝２４にそれぞれ載置する際に、融着部２と基板側逃げ部２２との位置関係を管理しやすくなる。したがって、本実施形態の光ファイバアレイ１０の製造方法では、隣接する２本の融着光ファイバ１の融着部２を融着光ファイバ１の長手方向に位置を異ならせた状態で基板２０に容易に載置することができる。
　融着部２と基板側逃げ部２２との位置関係を対応させるように融着光ファイバ１をファイバ溝２４に載置することで、融着部２が基板側逃げ部２２により形成される空間内に収まるように配置される。これにより、融着部２の融着光ファイバ１の外径より膨らんだ部分がファイバ溝２４に接触せず、光ファイバアレイ１０における融着ファイバ１の整列精度を高めることができる。
　融着光ファイバ１をファイバ溝２４に配置した後は、固定部材３０を取り付け、融着光ファイバ１、基板２０及び固定部材３０を接着固定する。なお、固定部材３０によって基板２０に載置された融着光ファイバ１を押さえるようにして接着固定する。なお、接着剤は、基板端面２１から注入され、融着光ファイバ１、基板２０及び固定部材３０の間の空間を毛管現象により伝っていくことになる。最後に、基板端面２１と融着光ファイバ１の端面との端面同士を合わせるようにして研磨する。
　＝＝＝その他＝＝＝
　前述した本実施形態の光ファイバアレイ１０では、図１Ｂに示すように、基板側逃げ部２２及び固定部材側逃げ部３１は、壁面と底面を有する凹状に形成されていた。しかし、基板側逃げ部２２及び固定部材側逃げ部３１は、Ｕ溝形状や、Ｖ溝形状であってもよい。また、図３及び図４に示すように、基板側逃げ部２２及び固定部材側逃げ部３１は、基板２０に左右に延在する形状である。しかし、これらの基板側逃げ部２２及び固定部材側逃げ部３１は、融着部２が位置する付近のみ形成されてもよい。
　前述の実施形態の光ファイバアレイ１０では、外径が互いに同じ細径コア光ファイバ１Ａ（Ｄ１）と通常コア光ファイバ１Ｂ（Ｄ１）とを融着接続する例を示した。しかし、外径が互いに異なる光ファイバ同士が融着されても良い。例えば、外径がＤ３の細径コア光ファイバ１Ａと、外径がＤ４（≠Ｄ３）の通常コア光ファイバ１Ｂとが融着されても良い。なお、その際、ファイバ溝２４は、載置される細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂ部分のそれぞれの外径に基づいて形成されている。つまり、細径コア光ファイバ１Ａ（Ｄ３）が載置される部分のファイバ溝２４は、Ｄ３に基づいて形成され、通常コア光ファイバ１Ｂ（Ｄ４）が載置される部分のファイバ溝２４は、Ｄ４に基づいて形成される。これにより、融着光ファイバ１をファイバ溝２４に配置した場合に、細径コア光ファイバ１Ａ及び通常コア光ファイバ１Ｂの中心軸の位置は同一線上に位置することになる。
　前述の実施形態の光ファイバアレイ１０は、基板側第１逃げ部２５と、基板側第２逃げ部２６との２つの逃げ部を有していた。しかし、これらの２つの逃げ部を包含する大きな一つの逃げ部として形成されてもよい。但し、大きな一つの逃げ部として形成したとき、接着剤をより多く使用することになるため、接着剤の収縮により、ファイバ溝２４に載置された融着光ファイバ１のずれが大きくなることがある。
　前述の実施形態の光ファイバアレイ１０では、融着部２の前後方向の位置が２段階（第１融着部３及び第２融着部４）で互い違いになるように複数の融着光ファイバ１が基板２０に載置されていた。しかし、融着部２の前後方向の位置が３段階以上で互い違いになるように複数の融着光ファイバ１が基板２０に載置されても良い。
　前述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。
１　（融着）光ファイバ、
１Ａ　（細径コア）光ファイバ、１Ｂ　（通常コア）光ファイバ、
２　融着部、３　第１融着部、４　第２融着部、５　接着剤、
１０　光ファイバアレイ、１１　ファイバ固定用基板セット、
２０　基板、２１　基板端面、２２　基板側逃げ部、２３　テラス部、２４　ファイバ溝、
２５　基板側第１逃げ部、２６　基板側第２逃げ部、
３０　固定部材、３１　固定部材側逃げ部、
３５　固定部材側第１逃げ部、３６　固定部材側第２逃げ部、
９０　光コネクタ、１００　光ファイバアレイユニット

Claims (8)

  1. 　それぞれ融着部を有し、幅方向に配列された複数の光ファイバと、
    　前記光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が前記幅方向に複数配列された基板と
    　を備え、
    　隣接する２本の前記光ファイバの前記融着部を、前記長手方向に位置を異ならせた状態で、複数の前記光ファイバの前記融着部が前記基板に載置されている
    　ことを特徴とする光ファイバアレイ。
  2. 　請求項１に記載の光ファイバアレイであって、
    　　前記ファイバ溝に載置された複数の前記光ファイバを前記基板との間に挟み込む固定部材をさらに備える
    　ことを特徴とする光ファイバアレイ。
  3. 　請求項１又は２に記載の光ファイバアレイであって、
    　　前記基板は、前記融着部の位置に形成された凹状の逃げ部を有する
    　ことを特徴とする光ファイバアレイ。
  4. 　請求項３に記載の光ファイバアレイであって、
    　　前記逃げ部は、第１逃げ部と、前記第１逃げ部とは前記長手方向の位置が異なる第２逃げ部とから構成されており、
    　　前記第１逃げ部と前記第２逃げ部との間には、複数の前記ファイバ溝が形成されている
    　ことを特徴とする光ファイバアレイ。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の光ファイバアレイであって、
    　　前記融着部の前記長手方向の位置が互い違いになるように複数の前記光ファイバが前記基板に載置されている
    　ことを特徴とする光ファイバアレイ。
  6. 　光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が幅方向に複数配列され、
    　前記ファイバ溝に配置された前記光ファイバの融着部の位置に形成された凹状の第１逃げ部と、
    　前記ファイバ溝に配置された前記光ファイバの融着部の位置に形成され、前記第１逃げ部とは前記長手方向の異なる位置に形成された第２逃げ部と
    　を有することを特徴とするファイバ固定用基板。
  7. 　それぞれ融着部を有する複数の光ファイバを、前記光ファイバの幅方向に配列させること、
    　前記光ファイバの長手方向に沿って形成されたファイバ溝が前記幅方向に複数配列された基板を用意すること、
    　隣接する２本の前記光ファイバの前記融着部を、前記長手方向に位置を異ならせた状態で、複数の前記光ファイバの前記融着部を前記基板に載置すること
    　を特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
  8. 　請求項１に記載の光ファイバアレイの製造方法であって、
    　　前記融着部の前記長手方向の位置が共通する複数の前記光ファイバを１つおきに前記ファイバ溝にそれぞれ載置した後、前記融着部の前記長手方向の位置が別の位置で共通する複数の前記光ファイバを残りの前記ファイバ溝にそれぞれ載置すること
    　を特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
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