(57)【要約】【課題】破断後も交換容易な光ヒューズ【解決手段】光ヒューズ外套部５は、少なくとも光ファイバ６ａ、６ｂのコアと接する部分５ａ及び５ｂは透明である（２．Ａ）。コアの形成されていない光ヒューズ１００を載置し、光ファイバ６ａ、６ｂの両側から光硬化性樹脂１を硬化させうる波長の光を導入する（２．Ｂ）。未硬化の光硬化性樹脂１内部に、硬化物から成るコア１ｃが形成され、未硬化の光硬化性樹脂１との屈折率差により導波路が形成される（２．Ｃ）。光ヒューズ１５０を使用中に、過剰強度の光が入力されると、コア１ｃからの漏れ光により炭素粉末３が発熱する。この結果、コア１ｃは未硬化の光硬化性樹脂１に溶融等し、導波路が消失し、光回路は開状態となる。この後、過剰光入力の原因を排除し、混濁の生じた光ヒューズ１５０をコア未形成の新たな光ヒューズ１００と交換し、２．Ｂ及び２．Ｃの手順を繰り返す。【選択図】図２
2006276461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、
その内部に、
当該２箇所の透明な部分を接続するように、自己形成型光硬化により形成された透明なコア部と、
コア部を取り巻く未硬化の光硬化性樹脂と、
未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持材と、
光熱変換材と
を有することを特徴とする光ヒューズ。
【請求項２】
少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、
その内部に、
当該２箇所の透明な部分を接続するように、自己形成型光硬化により形成された透明なコア部と、
コア部を取り巻く未硬化の光硬化性樹脂とを有し、
前記２箇所の透明な部分以外の部分を光熱変換材で被覆したことを特徴とする光ヒューズ。
【請求項３】
前記コア部は、１５０℃以下の融点又はガラス転位点を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ヒューズ。
【請求項４】
少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、
その内部に、
当該２箇所の透明な部分を接続するように保持された、自己形成型光硬化により硬化可能な未硬化の光硬化性樹脂と、
未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持材と、
光熱変換材と
を有することを特徴とする光ヒューズ。
【請求項５】
少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、
その内部に、当該２箇所の透明な部分を接続するように保持された、自己形成型光硬化により硬化可能な未硬化の光硬化性樹脂を有し、
前記２箇所の透明な部分以外の部分を光熱変換材で被覆したことを特徴とする光ヒューズ。
【請求項６】
前記光硬化性樹脂は、硬化物が１５０℃以下の融点又はガラス転位点を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光回路において過剰光が入力された際に回路を開く、光ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
光回路の途中に、TeO2等の低融点ガラスや金属薄膜を配置することで、規定光強度を越える光入力がされた場合に当該低融点ガラスや金属薄膜が溶融し、光回路を開くことで、光ヒューズとすることが提案されている（特許文献１、非特許文献１）。また、MEMSシャッタと光電池とを組み合わせて光ヒューズとすることも提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２８１８４２号公報
【非特許文献１】Jpn. J. Appl. Phys. 43 (2004) L256
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１は光発熱物質膜と熱に応じ光透過率を変化させる膜とから成る光ヒューズを２つの光ファイバ端面で挟む構成である。また、非特許文献１の技術は、２本の光ファイバの端子を直接TeO2等の低融点ガラスで接続するものである。これらは軸合わせが困難であることから、一端破断したのち、復旧させることは容易ではない。MEMSシャッタと光電池とを組み合わせて光ヒューズとする場合は、システムが複雑且つ高価なものとなってしまう。
【０００４】
そこで本発明者らは、透明容器等に構成された交換可能な光ヒューズを着想し、本願発明を完成させた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、その内部に、当該２箇所の透明な部分を接続するように、自己形成型光硬化により形成された透明なコア部と、コア部を取り巻く未硬化の光硬化性樹脂と、未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持材と、光熱変換材とを有することを特徴とする光ヒューズである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、その内部に、当該２箇所の透明な部分を接続するように、自己形成型光硬化により形成された透明なコア部と、コア部を取り巻く未硬化の光硬化性樹脂とを有し、２箇所の透明な部分以外の部分を光熱変換材で被覆したことを特徴とする光ヒューズである。また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ヒューズにおいて、コア部は、１５０℃以下の融点又はガラス転位点を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、その内部に、当該２箇所の透明な部分を接続するように保持された、自己形成型光硬化により硬化可能な未硬化の光硬化性樹脂と、未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持材と、光熱変換材とを有することを特徴とする光ヒューズである。
【０００８】
また、請求項５に記載の発明は、少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、その内部に、当該２箇所の透明な部分を接続するように保持された、自己形成型光硬化により硬化可能な未硬化の光硬化性樹脂を有し、２箇所の透明な部分以外の部分を光熱変換材で被覆したことを特徴とする光ヒューズである。また、請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の光ヒューズにおいて、光硬化性樹脂は、硬化物が１５０℃以下の融点又はガラス転位点を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願出願人らにより、自己形成型の光導波路が種々提案されている。例えば特開２００２−３６５４５９、特開２００２−１６９０３８、特開２００４−１４９５７９である。これらに記載された光硬化性樹脂を用いると、軸合わせが極めて容易である。このように軸合わせが自己形成的に実施されたコアとして、熱に弱いものを用いれば、光ヒューズとして働く。
【００１０】
これは未硬化の光硬化性樹脂に囲まれたコアに、所定量を越える光入力がされると、コア外部に漏れる漏れ光が、外周の光熱変換材で熱に変わり、ヒューズを１５０℃程度に昇温させるためである。これにより、コアが溶融すればコアが消滅し、光損失が増大して過剰の光出力をしないようにすることができる。この際、保持材も溶融して未硬化の光硬化性樹脂と混濁すれば、光損失は大きくなる。
【００１１】
本発明の際立った特徴は、光ヒューズとして破断したものは、筐体ごと交換が可能であることである。請求項４乃至６に記載の光ヒューズに交換後、ヒューズの両側の光ファイバ等からコア形成波長の光を導入することで、コアを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
光硬化性樹脂としては、例えば特開２００２−３６５４５９、特開２００２−１６９０３８、特開２００４−１４９５７９に記載された、任意の光硬化性樹脂のうち、融点又はガラス転位点が低いものを用いると良い。この点で（メタ）アクリル系又はエポキシ系の樹脂を用いることが望ましい。また、特開２００２−１６９０３８、特開２００４−１４９５７９に記載された、硬化機構と屈折率の異なる２種類の樹脂を用いて、高屈折率である光硬化性樹脂のみを硬化させる波長で硬化させても良い。この場合、残余の未硬化の樹脂混合物は、例えば熱硬化させても良い。
【００１３】
保持材は、任意の材料を用いることができる。融点又はガラス転位点が低い合成樹脂をもちいると、コア溶融と共に保持材も溶融して光硬化性樹脂と混濁可能となって、光損失を大きくすることができる。
【００１４】
光熱変換材としては、任意の材料を用いることができる。特に炭素粉末（グラファイト）が安価で好適である。光熱変換材は、保持材外周部に配置しても、保持材内部に分散させても良い。融点又はガラス転位点が低い合成樹脂から成る保持材を用いると、コア溶融と共に保持材も溶融し、且つ光熱変換材も光硬化性樹脂と混濁可能となるので、光損失を更に大きくすることができる。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明に係る光ヒューズ１００の具体的な一実施例の構成を示す断面図である。図１．Ａは光路に平行な断面図、図１．Ｂは光路に垂直な断面図である。
【００１６】
図１．Ａ及びＢのように、透明な矩形状の耐熱ガラスから成る光ヒューズ筐体４内部に、光路に平行な円柱状に未硬化の光硬化性樹脂１が筒状の樹脂硬化物から成る保持材２により保持されており、その外部に炭素粉末（グラファイト）から成る光熱変換材３が充填されている。未硬化の光硬化性樹脂１と筒状の樹脂硬化物から成る保持材２は、光ヒューズ筐体４の相対する２面を接続するように構成されており、未硬化の光硬化性樹脂１部分においては光を光ヒューズ筐体４の片面から反対面に透過させることができる。
【００１７】
図２は本発明に係る光ヒューズ１００の具体的な一実施例の使用方法を示す断面図である。図２．Ａは、図１の光ヒューズ１００を載置するための光ヒューズ外套部５と、それに接続された光ファイバ６ａ、６ｂとを示す断面図である。光ヒューズ外套部５は、上面の無い矩形の箱型に構成され、少なくとも光ファイバ６ａ、６ｂのコアと接する部分５ａ及び５ｂは透明である。
【００１８】
図２．Ｂのように、コアの形成されていない光ヒューズ１００を光ファイバ６ａ、６ｂの接続された光ヒューズ外套部５に載置し、光ファイバ６ａ、６ｂの両側から光硬化性樹脂１を硬化させうる波長の光を導入する。光硬化性樹脂１に内在させる光重合開始剤の吸収端に合わせて、例えば近紫外乃至紫又は青色レーザを用いると良い。すると、光ヒューズ１００の未硬化の光硬化性樹脂１内部に、当該光路に合わせて光硬化性樹脂硬化物から成るコア１ｃが形成され、未硬化の光硬化性樹脂１との屈折率差により導波路が形成される（図２．Ｃ）。光導波路の形成されたものを光ヒューズ１５０とする。光ヒューズ１５０は、上記本願出願人の特許公開公報記載の通り、光損失の少ない導波路が形成され、光ファイバ６ａ、６ｂと共に光回路の一部として使用できる。
【００１９】
光ヒューズ１５０に、光ファイバ６ａ及び６ｂの少なくとも一方から過剰強度の光が入力されると、コア１ｃからの漏れ光が多量となる。当該漏れ光はコア１ｃ外周の未硬化の光硬化性樹脂１を硬化させる場合もあるが、いずれにせよコア１ｃから漏れ出た光は外周の炭素粉末３に到達し、発熱させる。すると、例えばコア１ｃが（メタ）アクリレート系の樹脂であって融点又はガラス転位点が１５０℃以下であれば、１５０℃でコア１ｃは未硬化の光硬化性樹脂１に溶融等し、導波路が消失する。この際、保持剤２も溶融等すれば、その外部の炭素粉末も混濁することとなる。このような、光ヒューズ１５０の内部での導波路の消失と炭素粉末の混濁により光回路は開状態となる。
【００２０】
この後、過剰光入力の原因を排除し、混濁の生じた光ヒューズ１５０を、コア未形成の新たな光ヒューズ１００と交換し、図２．Ｂ及び２．Ｃの手順を繰り返せば、光回路を閉じることができる。このように、本実施例によれば、軸合わせが不要で、破断後に容易に交換可能な光ヒューズを提供することができる。
【００２１】
上記実施例における光ヒューズ１５０が請求項１及び３の具体例に、光ヒューズ１００が請求項４及び６の具体例に対応する。
【００２２】
容易に考えられるように、上記実施例における保持材を筐体として、筐体外周に光熱変換材を被覆することでも、上記実施例と同様の効果が得られる。これは請求項２及び５の具体例に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る光ヒューズの具体的な一実施例の構成を示す断面図。
【図２】本発明に係る光ヒューズの具体的な一実施例の使用方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１：未硬化の光硬化性樹脂
１ｃ：光硬化性樹脂硬化物から成るコア
２：保持材
３：光熱変換材
４：光ヒューズ筐体
５：光ヒューズ外套部
６ａ、６ｂ：光ファイバ
【図１】
2006276461.tif 000003
【図２】
2006276461.tif 000004