(57)【要約】【課題】光ファイバカプラ、光ファイバグレーティング等の光デバイスの保護構造体において、光ファイバに外力が加わった場合でも、光ファイバが破損することがなく、また、収納ケースと封止剤とが剥離することがない、長期信頼性に優れた保護構造体を提供する。【解決手段】光ファイバカプラ、光ファイバグレーティング等の光デバイスの保護構造体において、収納ケースがシランカップリング剤で表面処理されたことを特徴とする光デバイスの保護構造体を使用することによって上記課題を解決した。また、封止剤中にシランカップリング剤が配合されたことを特徴とする光デバイスの保護構造体を使用することによっても上記課題を解決した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納ケースがシランカップリング剤で表面処理されたことを特徴とする、光デバイスの保護構造体。
【請求項２】
封止剤中にシランカップリング剤が配合されたことを特徴とする、光デバイスの保護構造体。
【請求項３】
前記シランカップリング剤が、下式（１）で示されるシランカップリング剤であることを特徴とする、請求項１〜２の何れか一項に記載の光デバイスの保護構造体。
【化１】
2006119412.tif 000006
（式中、ｎは０または１、Ｘはグリシジル基またはアミノ基を有する炭素数１〜２０の１価の有機基、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【請求項４】
前記シランカップリング剤が、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、あるいはＮ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする、請求項１〜２の何れか一項に記載の光デバイスの保護構造体。
【請求項５】
前記封止剤がシリコン樹脂であることを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の光デバイスの保護構造体。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載した保護構造体を有する光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバカプラ、光ファイバグレーティング等の光デバイスの保護構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバグレーティングは、光ファイバに側面より紫外線を照射しファイバのコア部分に屈折率上昇部を周期的に形成し、この周期に対応押した特定波長の信号のみ反射させる光デバイスである。この光ファイバグレーティングによる反射波長の変化は、約０．０１ｎｍ／℃の温度依存性を持つため、周囲温度の影響を防止する保護構造体が必要である。
【０００３】
一方、光ファイバカプラは、光を複数のファイバに分配したり、複数の光を一つのファイバに結合する光デバイスのことである。この光ファイバカプラは、被覆材を除去して一部クラッドを露出させた複数の光ファイバを、互いに平行に密着させ、この密着部を酸水素バーナーや電気ヒーター等によって加熱溶融させた後、光が所望の分岐比となるように加熱延伸して作製する。この様な光ファイバの融着延伸部は非常に細く、テーパー状となっており、温度変化、空気中の塵や水分の影響を受けやすい。従って、信頼性を確保するためケースに収納し、ケースの両端を封止剤で封止して保護する必要がある。一般に、収納ケースとしてはＳＵＳ製の管が使用されており、封止剤としてはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が使用されている。図１に光ファイバカプラの概略図を示す。
【０００４】
封止剤としてシリコーン樹脂を使用した場合、シリコーン樹脂は弾力性があるため、図２に示したように光ファイバに矢印方向の外力が加わっても、シリコーン樹脂が外力を吸収し光ファイバの破損を防止することができる。しかしながら、一般にシリコーン樹脂は接着性が劣るため、光ファイバに外力が加わると収納ケースと封止剤との接着面に剥離が生じ外気が侵入してしまうことがある。一方、封止剤としてエポキシ樹脂を使用すると、収納ケースとの接着性に優れるものの、弾力性が乏しいため、光ファイバに上述したような外力が加わった場合、光ファイバが破損してしまうことがある。
【特許文献１】特開平０９−１７８９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、光ファイバカプラ、光ファイバグレーティング等の光デバイスの保護構造体において、光ファイバに外力が加わった場合でも、光ファイバが破損することがなく、また、収納ケースと封止剤とが剥離することがない、長期信頼性に優れた保護構造が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、光ファイバカプラ、光ファイバグレーティング等の光デバイスの保護構造体において、収納ケースをシランカップリング剤で表面処理することによって上記課題を解決した。また、封止剤中にシランカップリング剤を配合することによっても上記課題を解決できることを見出した。
【０００７】
前記シランカップリング剤は、下式（１）で示されるシランカップリング剤であることが好ましい。
【０００８】
【化１】
2006119412.tif 000003
（式中、ｎは０または１、Ｘはグリシジル基またはアミノ基を有する炭素数１〜２０の１価の有機基、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【０００９】
さらに、前記シランカップリング剤は、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、あるいはＮ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシランであることがより好ましい。また、前記封止剤がシリコン樹脂である場合が特に好ましい結果となった。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光デバイスの保護構造体は、収納ケースがシランカップリング剤で表面処理されているため、収納ケースと封止剤との接着性に優れている。また、本発明の光デバイスの保護構造体は、封止剤中にシランカップリング剤が配合されているため、収納ケースと封止剤との接着性に優れている。さらに、本発明の光デバイスの保護構造体は、封止剤として弾力性のあるシリコーン樹脂を使用しているため、光ファイバに外力が加わってもシリコーン樹脂で吸収できるため、光ファイバの破損を低減することが可であり、その結果、光ファイバカプラの取り扱い性に優れるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における光デバイスの保護構造体は、図１に示すように少なくとも収納ケース、封止剤からなるものである。また、本発明における光デバイスの保護構造体は、所望により、補強台、光ファイバ固定用接着剤を用いることができる。
【００１２】
本発明に係る補強台としては、光デバイス周辺の温度変化に伴い光ファイバに歪みが発生することを防止するため、光ファイバと同程度の熱膨張係数を持つものが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバ固定用接着剤としては、光デバイス周辺の温度変化に伴う光ファイバの歪みを防止するため、光ファイバと同程度の熱膨張係数を持つものが好ましい。さらに、補強台に光ファイバを接着する場合、接着剤の硬化収縮率が大きいと光ファイバに歪みが生じる場合があり好ましくない。従って、光ファイバ固定用接着剤は、硬化収縮率の小さいものが好ましい。
【００１４】
本発明における収納ケースは、塵や水分を収納ケース内部に透過しないものであればよく、何ら限定されるものではない。一般に、ＳＵＳ等の金属、セラミックス、或いは液晶ポリマー、ポリブチレンテレフタレート等のプラスチックを使用することができる。
【００１５】
本発明における封止剤は、塵や水分を透過しないものであれば何ら限定されるものではないが、作業性の点からエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂類が好ましい。なかでもシリコーン樹脂は弾力性があり、光ファイバの破損を低減することが可能であるため特に好ましい。さらに、封止用樹脂は、固化する際に副反応生成物が発生しない特徴を持つ付加反応型のシリコーン樹脂が好ましい。
【００１６】
本発明におけるシランカップリング剤は、特に限定されるものではないが、下式（１）で示されるものが好ましい。
【００１７】
【化２】
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（式中、ｎは０または１、Ｘはグリシジル基またはアミノ基を有する炭素数１〜２０の１価の有機基、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【００１８】
このうち、上記一般式（１）のＸが、γ−グリシドキシプロピル基、Ｎ−β−（アミノエチル）γーアミノプロピル基、またはγ−アミノプロピル基の場合、ＳＵＳ等の金属と樹脂との接着力に優れていて好ましい。なかでも、シランカップリング剤が、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、あるいはＮ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシランの場合が特に好ましい。
【００１９】
本実施例において、収納ケースに上記シランカップリング剤を表面処理する場合には、上記シランカップリング剤の水溶液をディップコーティング、スプレーコーティング、あるいははけ塗り等で塗布した後乾燥する。その際、シランカップリング剤水溶液の濃度は、通常０．０５〜１．０ｗｔ％であり、所望によりシランカップリング水溶液中に酢酸やエタノール等の添加物を加えても良い。
【００２０】
一方、上記シランカップリング剤を封止剤に配合する場合、上記シランカップリング剤を、水または有機溶剤で希釈して添加する。その際、封止剤が増粘、ゲル化しないように、撹拌方法、シランカップリング剤の添加量等に十分注意する必要がある。シランカップリング剤の添加量は通常０．２〜２．０ｗｔ％程度である。
【実施例】
【００２１】
実施例１
シランカップリング剤である、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの０．５ｗｔ％水溶液を、ＳＵＳ３０４製収納ケースの封止剤接着箇所にスプレーにて塗布した。この収納ケースを、１０５℃の乾燥機内で１０分間乾燥させてシランカップリング剤による表面処理を施した。２本の光ファイバを融着し、２×２の形状の光ファイバカプラを作製した。この光ファイバカプラを、補強台（石英ガラス製）にエポキシ接着剤（Ｅｐｏｘｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．製：Ｅｐｏ−Ｔｅｋ３５３ＮＤ）で固定した。これに上述の収納ケースを被せ、両端を付加反応型シリコン樹脂（信越化学工業株式会社製：ＫＥ１８６１）で封止して、光ファイバカプラの保護構造体を作製した。
【００２２】
実施例２
シランカップリング剤として、Ｎ−β（アミノエチル）γーアミノプロピルトリメトキシシランを用いた他は、実施例１と同様にして光ファイバカプラの保護構造体を作製した。
【００２３】
比較例１
シランカップリング剤による表面処理を施していないＳＵＳ３０４製収納ケースを用いた他は、実施例１と同様にして光ファイバカプラの保護構造体を作製した。
【００２４】
剥離試験
実施例、および比較例で作製した光ファイバカプラの保護構造体を、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ１２０９のサイドプル試験に準拠した方法で評価した。詳細には、光ファイバカプラの保護構造体を固定し、収納ケースの長手方向に対し垂直方向に５００ｇの加重をかけた後、収納ケースと封止剤の接着面の剥離を観察した。サンプル数はそれぞれ５０個とした。結果を表に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表に示した通り、実施例１、および２では、試験を行った５０個すべてのサンプルについて収納ケースと封止剤の接着面に剥離は認められなかった。一方比較例１では、試験した５０個のうち２個に収納ケースと封止剤の界面に剥離が認められた。従って、本発明の光デバイスの保護構造体は、光ファイバに外力が加わっても収納ケースと封止剤との接着面が剥離することなく、取り扱い性、信頼性に優れていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】光ファイバカプラの概略図。
【図２】光ファイバカプラへ作用する外力の概略図。
【符号の説明】
【００２８】
１  光ファイバ
２  光ファイバ固定用接着剤
３  封止剤
４  融着延伸部
５  収納ケース
６  補強台
【図１】
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【図２】
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