(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス製の光回路に複数本の光ファイバを接続する場合であっても、温度変化による光ファイバの接続位置のずれを防ぐことのできる光ファイバ部材を提供する。【解決手段】貫通孔２１を有し、当該貫通孔２１内の一端２０Ａに複数の光ファイバ５０の端面５０Ａが配置され、当該貫通孔２１内の他端２０Ｂから複数の光ファイバ５０が延在するように配置されているガラス製のキャピラリ２０と、キャピラリ２０の熱膨張係数より小さい熱膨張係数のフィラーを含み、複数の光ファイバ５０を貫通孔２１内に固定する接着層４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有し、当該貫通孔内の一端に複数の光ファイバの端面が配置され、当該貫通孔内の他端から前記複数の光ファイバが延在するように配置されているガラス製の保持部材と、
前記保持部材の熱膨張係数より小さい熱膨張係数のフィラーを含み、前記複数の光ファイバを前記貫通孔内に固定する接着層と、
を備える光ファイバ部材。
【請求項２】
前記フィラーは、前記複数の光ファイバの配列されている直線上に配置されている前記接着層に含まれ、
前記複数の光ファイバの配列されている直線上に配置されている前記接着層の熱膨張係数が、前記保持部材の熱膨張係数と略等しい、
請求項１に記載の光ファイバ部材。
【請求項３】
前記接着層に含まれるフィラーの割合は、前記光ファイバ周辺よりも前記貫通孔の内壁側で高い、
請求項１又は２に記載の光ファイバ部材。
【請求項４】
前記フィラーは、酸化チタンを含む、
請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ部材。
【請求項５】
前記フィラーの熱膨張係数は、負である、
請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ部材。
【請求項６】
前記貫通孔内の前記一端の配置されている前記保持部材の端面が光回路と接合される、
請求項１から５のいずれかに記載の光ファイバ部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光ファイバ部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバの先端を固定するための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１は、フェルールに光ファイバを接着固定する際に、フィラー添加により接着剤の線膨張係数をフェルール及び光ファイバの線膨張係数に近くする。
【０００３】
フェルールは光ファイバ同士の接続に用いられるものであるため、特許文献１は光回路への接続は考慮されていない。また、フェルールはジルコニア製であるため、光回路のようなガラスやシリコン製、あるいはガラスやシリコンを基板とする光部品と接続した場合、熱膨張係数が異なることによる応力が発生し、接着剥離や光学特性の劣化が生じる可能性がある。特に、光ファイバが複数本になると、光ファイバの接続位置がずれてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−４８４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本開示は、ガラスやシリコン製、あるいはガラスやシリコンを基板とする光回路に複数本の光ファイバを接続する場合であっても、温度変化による光ファイバの接続位置のずれや接着剥離を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の光ファイバ部材は、貫通孔を有し、当該貫通孔内の一端に複数の光ファイバの端面が配置され、当該貫通孔内の他端から前記複数の光ファイバが延在するように配置されているガラス製の保持部材と、前記保持部材の熱膨張係数より小さい熱膨張係数のフィラーを含み、前記複数の光ファイバを前記貫通孔内に固定する接着層と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、ガラスやシリコン製、あるいはガラスやシリコンを基板とする光回路に複数本の光ファイバを接続する場合であっても、温度変化による光ファイバの接続位置のずれや接着剥離を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る光ファイバ部材の第１例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る光ファイバ部材の第１例を示す、上面図、側面図、及び正面図である。
【図３】本実施形態に係る光ファイバ部材の第２例を示す。
【図４】本実施形態に係る光ファイバ部材の第３例を示す。
【図５】光ファイバ部材の光回路への接続例である。
【図６】本実施形態に係る光ファイバ部材の第４例を示す。
【図７】本実施形態に係る光ファイバ部材の第５例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る光ファイバ部材の斜視図を示している。本開示に係る光ファイバ部材は、キャピラリ２０と、接着層４と、を備える。キャピラリ２０には、少なくとも１の貫通孔２１が設けられている。キャピラリ２０は本開示の保持部材として機能し、貫通孔２１に複数の光ファイバ５０が接着層４で接着固定されている。貫通孔２１の端面２１Ａはキャピラリ２０の端面２０Ａに、貫通孔２１の端面２１Ｂはキャピラリ２０の端面２０Ｂにそれぞれ配置されている。光ファイバ５０の本数は任意であり、本実施形態では一例として４本の例を示す。
【００１１】
図２は、光ファイバ部材の一例を示す、上面図、側面図、及び正面図である。光ファイバ５０の端面５０Ａは、直線Ｌ１上に配列されている。貫通孔２１の高さＨ２１及び光ファイバ５０のピッチＰ５０は、光ファイバ５０の直径Ｗ５０と等しいか直径Ｗ５０よりも大きな任意の値である。貫通孔２１の孔断面形状は問わない。貫通孔２１の孔断面形状は、例えば、図２に示すような長方形である。図３に示すような長円の形状であってよいし、図４に示すような円弧の連続の形状であってもよい。また、図示していないが、貫通孔２１の孔断面形状は矩形、楕円などの形状であってもよい。
【００１２】
キャピラリ２０は、端面２０Ａに光ファイバ５０の端面５０Ａが配置され、他端２０Ｂから光ファイバ５０が延在するように配置されている。キャピラリ２０の貫通孔２１には、光ファイバ５０の被覆部（不図示）が収容されていてもよい。キャピラリ２０の端面２０Ａが光回路に接続される。これにより、光ファイバ５０の端面５０Ａを光回路に接続することができる。
【００１３】
図５に、光回路への接続例を示す。図５に示す光回路部品は、光回路３に本開示の光ファイバ部品が搭載されている。光回路３は、例えば、光導波路を備える平面光波回路（Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＰＬＣ）である。
【００１４】
キャピラリ２０は、ガラスキャピラリである。ガラスキャピラリを構成するガラスとしては、例えば、ホウケイ酸ガラス又は石英ガラスが挙げられる。キャピラリ２０がガラス製であることで、キャピラリ２０は紫外線や可視光線を透過することができ、後述する接着層４を形成するにあたって光硬化樹脂の接着剤を用いることができる。
【００１５】
接着層４は、貫通孔２１内に光ファイバ５０とキャピラリ２０を固着する。接着層４の少なくとも一部は、キャピラリ２０の熱膨張係数より小さい熱膨張係数のフィラーを含むことで、キャピラリ２０の熱膨張係数と略等しい熱膨張係数を持つ。このため、ガラスやシリコン製、あるいはガラスやシリコンを基板とする光回路３、キャピラリ２０及び接着層４の熱膨張係数が等しくなる。
【００１６】
フィラーは、酸化チタン（ＴｉＯ２）を含むことが好ましい。酸化チタン（ＴｉＯ２）を含んだフィラーの熱膨張係数は、石英ガラスの熱膨張係数より小さい。これにより、キャピラリ２０が石英ガラスからなる場合に、接着層４の熱膨張係数を合わせることができる。さらに好ましくは、フィラーの熱膨張係数が負であることが好ましい。これにより、より少量で接着層４の熱膨張係数を合わせることができる。フィラーの熱膨張係数を負にするものとしては、例えば、酸化物として酸化チタン（ＴｉＯ２）、ケイ酸アルミニウム（ＳｉＯ３・Ａｌ２Ｏ３）、セラミックスとしてタングステン酸ジルコニウム、リン酸ジルコニウム等が挙げられる。
【００１７】
本実施形態では、直線Ｌ１上に複数の光ファイバ５０が配列される。この場合、直線Ｌ１上での温度変化による熱膨張が光回路３と等しいことが好ましい。そのため、直線Ｌ１上に配置されている接着層４にフィラーを包含させ、キャピラリ２０の熱膨張係数と等しくすることが好ましい。そのため、光ファイバ５０の外周面から内壁２１Ｃまでの距離Ｄ２１Ｃ及び光ファイバ５０の外周面から内壁２１Ｄまでの距離Ｄ２１Ｄは、フィラーの粒径よりも大きな値であることが好ましい。これにより、フィラーを光ファイバ５０の外周面から内壁２１Ｃ、２１Ｄの間に分散することができ、フィラーの効果を発揮することができる。
【００１８】
また、フィラーの割合は、光ファイバ５０の周辺よりも貫通孔２１の内壁２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ側で高く、光ファイバ５０側で低くなることが好ましい。光ファイバ５０Ａ相互の間隙は小さいため、光ファイバ部材の製造時に光ファイバ５０Ａ相互の間隙に粒径の大きいフィラーが多いと、光ファイバ５０のピッチＰ５０が一定にならない場合がある。フィラーの割合を、光ファイバ５０周辺よりも貫通孔２１の内壁２１Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆ側で高く、光ファイバ５０周辺で低くすることにより、光ファイバの配列精度を高精度にすることができる。
【００１９】
本開示に係る光ファイバ部材の製造方法は、光ファイバ５０を貫通孔２１に挿入する。光ファイバ５０を挿入後、貫通孔２１に接着剤を注入し、硬化させることで接着層４を形成する。このとき、フィラーを含む接着剤を使用することで、接着層４をキャピラリ２０の熱膨張係数と略等しくすることができる。なお、使用する接着剤は、紫外線等の光硬化型でも熱硬化型でもよい。酸化チタンを含むフィラーは光透過性にも優れるため、接着剤の光硬化性を高めることができる。また、先に貫通孔２１内に接着剤を注入し、接着剤を注入した貫通孔２１に配列した光ファイバ５０を挿入した後、接着剤を硬化させて接着層４を形成してもよい。
【００２０】
接着剤の硬化後、キャピラリ２０の端面２０Ａを角度αに研磨することが好ましく、これにより本実施形態の光ファイバ部材を光回路に接続した際に端面２０Ａでの反射による減衰を防ぐことができる。また、角度αは、光回路からの光入出射方向に合わせた角度であることが好ましい。
【００２１】
キャピラリ２０は、図６に示す通り、ガイド孔２２を備えていても良い。ガイド孔２２は、貫通孔２１に平行な貫通孔であり、光回路との位置決め用のガイド孔として使用される。ガイド孔２２は、直線Ｌ１上に配置されていることが好ましい。
【００２２】
さらに、本実施形態に係る光ファイバ部材は、図７で示すように、貫通孔２１に光ファイバ５０が２列以上配置されていてもよい。この場合、直線Ｌ１上での温度変化による熱膨張に加え、直線Ｌ２上での温度変化による熱膨張が光回路３と等しくなるよう、接着層４にフィラーを包含させる。さらに、光ファイバ５０−１１及び５０−２１が配列されている直線Ｌ３上、光ファイバ５０−２１及び５０−２２が配列されている直線Ｌ４上、光ファイバ５０−１３及び５０−２３が配列されている直線Ｌ５上、光ファイバ５０−１４及び５０−２４が配列されている直線Ｌ６上、での温度変化による熱膨張が光回路３と等しくなるよう、接着層４にフィラーを包含させることが好ましい。また、フィラーの割合は、直線Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６上においても、光ファイバ５０の周辺よりも貫通孔２１の内壁側で高く、光ファイバ５０側で低くなることが好ましい。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態の光ファイバ部材は、ガラスやシリコン製、あるいはガラスやシリコンを基板とする光回路３、キャピラリ２０及び接着層４の熱膨張係数が等しい。このため、本実施形態の光ファイバ部材は、温度変化があった場合に、光回路３の変化と同じように、キャピラリ２０に保持されている光ファイバ５０の端面５０Ａの位置も変化する。これにより、本実施形態の光ファイバ部材は、ガラスやシリコン製、あるいはガラスやシリコンを基板とする光回路３に複数本の光ファイバ５０を接続する場合であっても、温度変化による光ファイバ５０の接続位置のずれや接着剥離を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本開示は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
２０：キャピラリ
２１：貫通孔
２２：ガイド孔
４：接着層
５０：光ファイバ
【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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