(57)【要約】【課題】導波路型光素子との接続のために光ファイバが固定される光ファイバ接続部材において、当該光ファイバが座屈した際の曲率を低減することのできる光ファイバ接続部材を提供すること。【解決手段】光ファイバ接続部材２００は、光ファイバを固定するための空洞２０１を有し、導波路型光素子３０との接続面２００Ａと対向する面２００Ｂにおいて、空洞２０１の周囲に凹部２０２を備える。接続面２００Ａと対向する面２００Ｂにおいて、空洞２０１の周囲に凹部２０２を備えることにより、光ファイバ１０の座屈構造１０Ａが光ファイバ接続部材２００の内部から始める。したがって、光ファイバ接続部材２００を短くすることなく、光ファイバ１０の座屈構造１０Ａのために確保できる領域を長くすることができ、光ファイバ１０の曲率の低減が可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路型光素子との接続のために光ファイバが固定される光ファイバ接続部材において、
光ファイバを固定するための空洞と、
導波路型光素子との接続面と対向する面において、前記空洞の周囲に設けられた凹部と
を備えることを特徴とする光ファイバ接続部材。
【請求項２】
前記凹部は、円柱状であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続部材。
【請求項３】
前記凹部は、前記接続面と対向する前記面から次第に断面積が狭くなるテーパー状であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続部材。
【請求項４】
前記凹部のテーパー状の内壁面が曲率を持つことを特徴とする請求項３記載の光ファイバ接続部材。
【請求項５】
前記凹部のテーパー状の前記内壁面の前記曲率が一定でなく、前記接続面と対向する前記面に近づくにつれて曲率が大きくなることを特徴とする請求項４記載の光ファイバ接続部材。
【請求項６】
前記凹部がスリット状であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ接続部材。
【請求項７】
前記スリット状の凹部において、前記空洞に接して傾斜部を有することを特徴とする請求項６記載の光ファイバ接続部材。
【請求項８】
前記スリット状の凹部は、前記導波路型光素子の光導波路平面に対して垂直にスリットの方向が形成されていることを特徴とする請求項６または７記載の光ファイバ接続部材。
【請求項９】
前記スリット状の凹部が複数形成されていることを特徴とする請求項８記載の光ファイバ接続部材。
【請求項１０】
前記スリット状の凹部は、前記導波路型光素子の光導波路平面に対して並行にスリットの方向が形成されていることを特徴とする請求項６または７記載の光ファイバ接続部材。
【請求項１１】
前記スリット状の凹部には、複数の空洞が形成されていることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ接続部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを、平面光波回路（ＰＬＣ）等の基板上に光導波路を設けた導波路型光素子と調心して接着固定する際、その接着断面積を広くして接着部の機械的強度を高めるために、ガラスなどで作られた光ファイバ接続部材が用いられている。例えば、Ｖ溝ガラス基板（Ｖ溝ファイバブロック）、フェルール等がある。こうした光ファイバ接続部材に光ファイバを固定し、光ファイバ接続部材を導波路型光素子に接着する。
【０００３】
ここで、ＰＬＣ−ＬＮ（ニオブ酸リチウム）変調器を例に挙げると、ＰＬＣ−ＬＮ変調器のパッケージは、ＬＮ結晶と熱膨張係数の近い金属材料を用いている。また、光ファイバは、ＰＬＣ端面とパッケージの両端で接続されており、その２箇所で固定する。光ファイバの熱膨張係数はＬＮ結晶の熱膨張係数より１桁以上小さいことから、高温時には引っ張り応力、低温時には圧縮応力がファイバ部分にかかることになる。従って温度変動に対して光ファイバが破断しないように、光ファイバには予め座屈構造を入れることが行われる。
【０００４】
図１を参照して説明すると、光ファイバ接続部材として用いるフェルール１００が長い場合、パッケージの全長には規格等の制限があるので、光ファイバ１０の座屈構造１０Ａのために確保できる領域の長さが短くなる。そのため、光ファイバ１０の曲率が大きくなってしまい、光ファイバ断線につながる可能性がある。逆に、フェルール１００の長さを短くすると、フェルール１００を保持することが困難になり、また治具２０が、フェルール１００の導波路型光素子３０との接続面１００Ａに近くなり、実装時に接着剤４０が治具２０に付着する可能性がある。
【０００５】
ここで「フェルール」とは、光ファイバを挿入する精工な細径孔（空洞）を持ち、光ファイバを保持・位置決め・保護することができる柱状の光ファイバ接続部材をいい、たとえば、ガラス、金属、半導体、セラミック、プラスチック等により作製することができるが、いずれのフェルールに関しても上記問題点が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−３７７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、導波路型光素子との接続のために光ファイバが固定される光ファイバ接続部材において、当該光ファイバが座屈した際の曲率を低減することのできる光ファイバ接続部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、導波路型光素子との接続のために光ファイバが固定される光ファイバ接続部材において、光ファイバを固定するための空洞と、導波路型光素子との接続面と対向する面において、前記空洞の周囲に設けられた凹部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２の態様は、第１に態様において、前記凹部が円柱状であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記凹部が前記接続面と対向する前記面から次第に断面積が狭くなるテーパー状であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記凹部のテーパー状の内壁面が曲率を持つことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記凹部のテーパー状の前記内壁面の前記曲率が一定でなく、前記接続面と対向する前記面に近づくにつれて曲率が大きくなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の様態は、第１の様態において、前記凹部がスリット状であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の様態は、第６の様態において、前記スリット状の凹部は、前記空洞に接して傾斜部を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の様態は、第６の様態において、前記スリット状の凹部は、前記導波路型光素子の光導波路平面に対して垂直にスリットの方向が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第９の様態は、第８の形態において、前記スリット状の凹部が複数形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１０の様態は、第６の様態において、前記スリット状の凹部は、前記導波路型光素子の光導波路平面に対して並行にスリットの方向が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１１の様態は、第１０の様態において、前記スリット状の凹部には、複数の空洞が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、導波路型光素子との接続面と対向する面において、光ファイバを固定するための空洞の周囲に凹部を設けることにより、光ファイバが座屈した際の曲率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の光ファイバ接続部材を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る光ファイバ接続部材の変形形態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る光ファイバ接続部材の製造方法を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る光ファイバ接続部材への光ファイバの挿入方法を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る光ファイバ接続部材の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す図である。
【図１０】第４の実施形態に係る光ファイバ接続部材の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
図２に、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す。光ファイバ接続部材２００は、光ファイバを固定するための空洞２０１を有し、導波路型光素子３０との接続面２００Ａと対向する面２００Ｂにおいて、空洞２０１の周囲に凹部２０２を備える。
【００２３】
接続面２００Ａと対向する面２００Ｂにおいて、空洞２０１の周囲に凹部２０２を備えることにより、光ファイバ１０の座屈構造１０Ａが光ファイバ接続部材２００の内部から始まる。したがって、光ファイバ接続部材２００を短くすることなく、光ファイバ１０の座屈構造１０Ａのために確保できる領域を長くすることができ、光ファイバ１０の曲率の低減が可能である。
【００２４】
なお、図２では凹部２０２の形状として円柱状のものを図示したが、面２００Ｂから次第に断面積が狭くなるテーパー状の形状（図３（ａ））とすると、フェルールの強度を上げることができるため、固定用治具２０による固定時のフェルール破損を防ぐことができる。
【００２５】
また、フェルール内の光ファイバは接続面２００Ｂに近いほど位置変異の自由度が高く、実装時のハンドリングで光ファイバ側面がフェルール内凹部の側壁やエッジに接触し、傷が発生、光ファイバ断線の恐れがあるが、このようにテーパー状の形状であることで、光ファイバの接触を防ぐことができる。
【００２６】
また、テーパー状の場合、凹部２０２の側壁が曲面であると、フェルール内径のエッジ部分に触れる確率が低くなり、より断線防止効果が高い（図３（ｂ））。この場合、曲面の曲率を面２００Ｂに近いほど大きくすることで、更に接触確率を低減することが可能となる。
【００２７】
曲面の曲率半径Ｒ（＝１／κ）が小さ過ぎると、光ファイバの曲がりより放射損失が出る。光ファイバの最小曲げ半径をｒとした場合、テーパー面の任意の位置でＲ≧ｒとすれば、放射損失を発生させることなく光接続することが可能である。一般的なシングルモード光ファイバの場合、Ｒ≧３０ｍｍであるが、高屈折率差の光ファイバやホールアシストファイバ（ＨＡＦ）のような曲げに強い光ファイバを用いた場合、Ｒを更に小さくすることができ、Ｒ≧１５ｍｍ、Ｒ≧７．５ｍｍ、Ｒ≧５ｍｍのような構成が可能となる。
【００２８】
フェルールの全長をＬ、凹部の長さをｌとした場合、全長に対してｌが長すぎる（凹部が深すぎる）と光ファイバとフェルールの接着面積が小さくなり、接着強度が取れなくなる恐れがある。一般的な光ファイバと光ファイバ接続部材を用いた場合、ｌ≦Ｌ／２であることが望ましい。また、一般的な光ファイバ接続部材を用いた場合、フェルールの全長Ｌは１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが望ましい。Ｌが１ｍｍ以上あれば、実装時の治具による固定が可能であり、また、Ｌが４ｍｍを越えるとパッケージの小型化が難しくなるからである。
【００２９】
図４に、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す。（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。光ファイバ接続部材３００は、光ファイバを固定するための空洞３０１を有し、導波路型光素子３０との接続面３００Ａと対向する面３００Ｂにおいて、空洞３０１の周囲にスリット部３０２を備える。スリット部３０２により、光ファイバ１０の座屈構造のために確保できる領域を長くすることができ、光ファイバ１０の曲率の低減が可能である。
【００３０】
図５に、第２の実施形態に係る光ファイバ接続部材の製造方法を示す。このようなスリット状の凹部であれば、光ファイバ接続部材の作製において、直線状に並べられた光ファイバ接続部材３００を、研削加工により一括して形成することが可能である。また、研削加工装置のブレード３１１の形状から、研削と同時に傾斜部３０３を形成することもでき、作製コストの低減を図ることができる。
【００３１】
図６に、第２の実施形態に係る光ファイバ接続部材への光ファイバの挿入方法を示す。スリット部３０２には、空洞３０１に接して傾斜部３０３を有しているので、光ファイバ接続部材３００への光ファイバ１０の挿入が容易になり、組立工程の低コスト化を図ることができる。傾斜部３０３は、光ファイバ接続部材３００を作製する研削工程に使用するブレードの形状に基づいて作製されることから、特別な工程を追加することもない。
【００３２】
図７に、本発明の第３の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す。光ファイバ接続部材４００には、導波路型光素子３０の基板３１上に形成された光導波路３２平面に対して垂直に、スリット部４０２−１，４０２−２が複数形成されている。２本の光導波路に対し、２本の光ファイバを同時に接続することができる多心型光接続部品を構成することができる。
【００３３】
図８に、第３の実施形態に係る光ファイバ接続部材の製造方法を示す。第２の実施形態と同様に、直線状に並べられた光ファイバ接続部材４００を、研削加工により一括して形成することが可能である。
【００３４】
第３の実施形態では、本構造を分かりやすくするため、２本の光ファイバと光導波路を接続するため、２つのスリットを有する部品について説明したが、スリットの数を２つに限定するものではない。
【００３５】
図９に、本発明の第４の実施形態に係る光ファイバ接続部材を示す。光ファイバ接続部材５００には、導波路型光素子３０の基板３１上に形成された光導波路３２平面に対して並行して、スリット部５０２が形成されている。スリット部５０２には、光ファイバを固定するための空洞５０１−１〜５０１−３を複数有している。３本の光導波路に対し、３本の光ファイバを同時に接続することができる多心型光接続部品を構成することができる。もちろん、空洞の数を３つに限定するものではない。
【００３６】
図１０に、第４の実施形態に係る光ファイバ接続部材の製造方法を示す。光ファイバ接続部材の作製において、直線状に並べられた光ファイバ接続部材５００を、研削加工により一括して形成することが可能である。また、研削と同時に傾斜部５０３を形成することもでき、作製コストの低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  光ファイバ
１０Ａ  座屈構造
２０  治具
３０  導波路型光素子
３１  基板
３２  光導波路
３３  ガラスブロック
２００，３００，４００，５００  光ファイバ接続部材
２００Ａ，３００Ａ  接続面
２００Ｂ．３００Ｂ  接続面２００Ａ，３００Ａに対向する面
２０１，３０１，４０１，５０１  空洞
２０２  凹部
３０２，４０２，５０２  スリット部
３０３，４０３，５０３  傾斜部
３１１，４１１，５１１  ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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