(57)【要約】【課題】より耐衝撃性が高く、光ファイバーの曲がりや断線を防ぐことができる光導波路装置を提供する。【解決手段】光導波路５２が形成された基板５１と、光導波路５２の両端部に接続される光ファイバー６０と、基板５１を収納するとともに、可撓性部材５７を介して光ファイバー６０を保持するケース１０と、を備える光導波路装置である。光ファイバー６０が可撓性部材５７を介してケース１０に保持されるので、光ファイバー６０とケース１０との線膨張率の差による熱応力を可撓性部材５７により吸収することができ、光ファイバー６０の曲がりや断線を防止することができる。また、光ファイバー６０がストッパー６３によりケース１０に係止されるので、光ファイバー６０に引張力が作用した場合でも、光ファイバー６０と光導波路５２との接続部まで力が伝播せず、耐衝撃性を高めることができる。【選択図】図２
2008020709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路が形成された基板と、前記光導波路の両端部に接続される光ファイバーと、
前記基板を収納するとともに、可撓性部材を介して前記光ファイバーを保持するケースと、を備えることを特徴とする光導波路装置。
【請求項２】
前記光ファイバーには前記ケースの内壁と係止するストッパーが設けられることを特徴とする請求項１に記載の光導波路装置。
【請求項３】
前記ストッパーは前記光ファイバーが挿通された熱収縮チューブを熱収縮させてなることを特徴とする請求項２に記載の光導波路装置。
【請求項４】
前記ケースと前記基板との間には緩衝材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光導波路装置。
【請求項５】
前記ケースには内部の基板を外部からバキュームチャックにより吸引するための吸引孔が設けられていることを特徴とする請求項1〜４のいずれか一項に記載の光導波路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ケーブルと接続する光導波路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、データ通信の高速化に伴い、従来からのメタリックケーブルによる通信に代わって光ケーブルを用いた光通信が主流となりつつある。この光通信を行う光導波路デバイスとしては、光ケーブルと光学的に接続され、その光ケーブルを伝播する光を複数の光ケーブルにスプリットする光導波路デバイスなどがある。
【０００３】
例えば図４に示すように、光ケーブル２２０は、内部に多芯又は単芯の光ファイバー素線２２２を有し、この光ファイバー素線６２により導波される光を延在方向に伝送する。光導波路デバイス２００は、基板２１０上に光導波路部２１１及び当該光導波路部２１１と光ファイバー素線６２とが接続するための接続部２１２を有する。光導波路部２１１はＹ字状に複数の分岐が形成されたコア２１１１がクラッド２１１２で覆われており、コア２１１１は入力された光を分配して出力する（逆に、入力する光を集約して出力してもよい）。
【０００４】
接続部２１２は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、基板２１０上に光ファイバー素線２２２を嵌合可能な溝部２１５が形成されており、光ケーブル２２０の端部においてむき出された光ファイバー素線２２２を、溝部２１５の壁面に沿うように嵌合して位置決め（パッシブアラインメント）するとともに、ガラスブロック２１３で押し付けてそのガラスブロック２１３の押付面と溝部２１５の壁面とで光ファイバー素線２２２を挟み込んで接着部材２１４で接着固定し、光ファイバー素線２２２とコア２１１１との間の光の導波を接続する構成である。
【０００５】
また、特許文献１には、上述した構成と同様に、光ファイバーを溝部に挿入して光ファイバ端面と光スプリッタなどの光導波路との位置決めを行い、その上方からガラスブロックで押さえて接着固定したもの（光ファイバーモジュール）が示されている。
【０００６】
光通信における光ケーブルと光スプリッタ、ＬＤ（Laser-Diode）、ＶＣＳＥＬ（Vertical-Cavity Surface-emitting Laser）又はＰＤ（Photo-Diode）等の光デバイスとの接続や光ケーブル同士の接続においては、その接続箇所における損失を少なくするために正確な位置合わせ（アラインメント：Alignment）を行い、多少の外力を受けた場合でもその接続がずれないように固定することが重要である。このため、上記光ファイバーモジュールをパッケージに収納することが提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０６５６号公報
【特許文献２】特許第３６９９３６３号明細書
【特許文献３】特開平１０−２０６６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、光ファイバーモジュールをパッケージに収納する場合には、パッケージに用いる接着剤をエージングさせるために加熱する必要があり、パッケージと光ファイバーの熱膨張率の差により、光ファイバーが曲がったり、断線したりするおそれがあった。
【０００８】
本発明の課題は、上記課題を解決し、より耐衝撃性が高く、光ファイバーの曲がりや断線を防ぐことができる光導波路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光導波路が形成された基板と、前記光導波路の両端部に接続される光ファイバーと、前記基板を収納するとともに、可撓性部材を介して前記光ファイバーを保持するケースと、を備えることを特徴とする光導波路装置である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光導波路装置であって、前記光ファイバーには前記ケースの内壁と係止するストッパーが設けられることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光導波路装置であって、前記ストッパーは前記光ファイバーが挿通された熱収縮チューブを熱収縮させてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光導波路装置であって、前記ケースと前記基板との間には緩衝材が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光導波路装置であって、前記ケースには内部の基板を外部からバキュームチャックにより吸引するための吸引孔が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より耐衝撃性が高く、光ファイバーの曲がりや断線を防ぐことができる光導波路装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る光導波路装置の実施形態について詳細に説明する。
＜光導波路装置＞
図１は光導波路装置１の分解斜視図であり、図２は光導波路装置１の組立工程を示す断面図である。光導波路装置１は、ケース１０と、緩衝材４０と、光導波路チップ５０と、ガラスブロック５５と、リボンファイバー６０とから概略構成される。
【００１６】
ケース１０は容体２０及び蓋体３０からなる。容体２０は、図１に示すように、上側に緩衝材４０、光導波路チップ５０等を収納する凹部２１が形成されており、上縁のＹ１方向およびＹ２方向の端部が切り欠かれ介挿部２２ａ，２２ｂが設けられている。介挿部２２ａ，２２ｂは後述する蓋体３０の介挿部３２ａ，３２ｂと対向配置され、容体２０と蓋体３０とを組み合わせた時にリボンファイバー６０を内部へ介挿可能とする。
また、容体２０の底部には、吸引孔２３が設けられている。吸引孔２３は、後述する組立装置のバキュームチャックにより、ケース１０内部に収容される光導波路チップ５０を吸着するのに用いられる。
【００１７】
蓋体３０は、下面に、ガラスブロック５５、光導波路チップ５０等を収納する凹部３１が形成されており、下縁部のＹ１方向およびＹ２方向の端部が切り欠かれ介挿部３２ａ，３２ｂが設けられている。
容体２０の上縁部と蓋体３０の下縁部とは可撓性接着剤により接着される。なお、可撓性接着剤としては、変性シリコン、高粘度軟性エポキシ等の接着剤を用いることができる。
【００１８】
緩衝材４０は、容体２０の底部に敷設され、容体２０に作用する落下、振動等の衝撃が光導波路チップ５０に伝播するのを防止する。緩衝材４０には、例えばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等のシート材や、ポリマーからなるジェル等を用いることができる。
緩衝材４０には、容体２０の吸引孔２３と対応する位置に、貫通孔４１が設けられている。貫通孔４１の内径は容体２０の吸引孔２３よりも大きいため、緩衝材４０の位置決めの誤差を許容することができる。
【００１９】
光導波路チップ５０は、基板５１の上に形成された光導波路部５２と、この光導波路部５２にリボンファイバー６０内の光ファイバー素線６２を光学的に接続する光ファイバー接続部５３とを有する。
光導波路部５２は基板５１のＺ１方向の基板面上において、Ｙ字状に複数の分岐が形成されたコアと、コアを被覆するクラッドとからなり、図１ではＹ１方向から入力される光を分配する。なお、逆に、Ｙ２方向から入力する光を集約してもよい。
【００２０】
光ファイバー接続部５３は、図１に示すように、基板５１のＺ１方向の基板面上に、溝部５４がコアの光伝播方向に沿う方向に形成されている。溝部５４はリボンファイバー６０の光ファイバー素線６２を嵌合可能となるように、光ファイバー素線６２の径やコアの位置に応じて予め定められた設計位置で形成されている。
【００２１】
光ファイバー接続部５３に接続されるリボンファイバー６０は、その被覆６１の内部に多芯又は単芯の光ファイバー素線６２を有し、光ファイバー接続部５３と接続する端部領域においては光ファイバー素線６２を露出している。光ファイバー素線６２は、例えば、石英（ＳｉＯ2）ガラスにゲルマニア（ＧｅＯ2）などをドープしたプリフォームを引き延ばして円筒状に作成されており、この円筒状の中心付近にはコアがクラッドで包むようにして延在されてなる。なお、光ファイバー素線６２は、多成分ガラスやプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ：Plastic  Optical  Fiber）などであってよく、形状も上述した円筒状に限定するものではない。リボンファイバー６０は、この光ファイバー素線６２の一端側からコアに入力される光を全反射させて伝送し、他端側に出力する。
なお、図１においては、Ｙ１側からＹ２側に光が伝送され、Ｙ１側のリボンファイバー６０は４本の光ファイバー素線６２を有しているが、そのうちコア５２１に接続される１本のみに光が伝送される。
【００２２】
リボンファイバー６０には、ストッパー６３が取り付けられる。ストッパー６３はケース１０の内壁に係止され、リボンファイバー６０のケース１０への挿入部が抜け落ちるのを防止する。ストッパー６３としては、例えば９０℃で収縮する熱収縮チューブ等を用いることができる。熱収縮チューブとしては、例えばポリエチレン等のポリマー製のものを使用することができる。
図３はリボンファイバー６０が挿通された状態のストッパー６３を示す断面図である。例えば図３（ａ）に示すように、ストッパー６３の孔６４にリボンファイバー６０を挿通させ、加熱することでストッパー６３を収縮させ、リボンファイバー６０に取り付けることができる。なお、例えば図３（ｂ）に示すように、ストッパーに金属、ガラス等の補強材６５を設けてもよい。
【００２３】
ガラスブロック５５は、溝部５４に嵌め込まれた光ファイバー素線６２の端部を押さえた状態で、接着剤により光ファイバー接続部５３に接着される。光ファイバー素線６２の端部を溝部５４に嵌め込み、ガラスブロック５５との間に挟持した状態で、ガラスブロック５５と光ファイバー接続部５３との間に接着剤を注入することで、光ファイバー素線６２が光導波路チップ５０に固定される。
【００２４】
＜組立装置＞
光導波路装置１を組み立てるには、組立装置が用いられる。ここで、光導波路装置１の組立装置について説明する。
組立装置は、図２に示すように、ＹＺステージ７１と、２つのＸＹθステージ７２，７２とを備える。
ＹＺステージ７１は、図示しないが、容体２０を保持するメカチャックと、容体２０の吸引孔２３より光導波路チップ５０を吸引するバキュームチャックとを備える。ＹＺステージ７１は容体２０を保持し、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動させる。
ＸＹθステージ７２，７２は、それぞれリボンファイバー６０を保持するファイバー保持冶具７３，７３を備え、ファイバー保持冶具７３，７３をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるとともに、Ｚ軸を中心に回転させる。
【００２５】
＜組立工程＞
以下、光導波路装置１の組立工程について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、ＹＺステージ７１のメカチャックにより容体２０を保持する。次いで、容体２０の底部に緩衝材４０を敷き、その上に光導波路チップ５０を配置し、バキュームチャックにより吸引孔２３を介して光導波路チップ５０を吸着し、固定する。
【００２６】
次に、ストッパー６３に挿通させたリボンファイバー６０をＸＹθステージ７２，７２のファイバー保持冶具７３，７３に保持させる。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＸＹθステージ７２，７２によりファイバー保持冶具７３，７３をＹ軸方向に移動させ、容体２０の介挿部２２ａ，２２ｂにリボンファイバー６０を配置させる。さらに、ＸＹθステージ７２，７２によりファイバー保持冶具７３，７３を微動させ、リボンファイバー６０の先端から露出する光ファイバー素線６２を光導波路チップ５０の光ファイバー接続部５３の溝部５４上に配置する。
【００２８】
次に、光ファイバー接続部５３にガラスブロック５５を載せ、光ファイバー素線６２を溝部５４に押さえ付ける。この状態で、ＸＹθステージ７２，７２により光ファイバー素線６２を微動させ、光ファイバー素線６２の端面を導波路素子の端面に当接させ、光軸を合わせる。
【００２９】
次に、光ファイバー接続部５３とガラスブロック５５との間に接着剤を浸透させ、固定する。さらに、光ファイバー接続部５３とファイバー被覆６１との間に樹脂５６を供給し、固化させる。これにより、光導波路チップ５０と光ファイバー素線６２とが一体となる。
【００３０】
次に、リボンファイバー６０が挿通されたストッパー６３を、介挿部２２ａ，２２ｂの容体２０内側端部に配置する。
【００３１】
次に、容体２０及び蓋体３０の介挿部２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂとリボンファイバー６０との間、容体２０の上縁部に可撓性接着剤５７を供給し、蓋体３０を容体２０の上に被せる。そのまま蓋体３０を上方から加圧した状態で、例えば室温で３０分放置することにより、可撓性接着剤５７を硬化（仮硬化）させる。
【００３２】
次に、ＸＹθステージ７２，７２のファイバー保持冶具７３，７３からリボンファイバー６０を取り外すとともに、バキュームチャックによる吸引を止め、メカチャックを解除してＹＺステージ７１から容体２０を取り外す。
次に、吸引孔２３を可撓性接着剤で塞ぐ。
【００３３】
その後、容体２０及びリボンファイバー６０をオーブンに入れ、加熱処理（例えば空気雰囲気で９０〜１００℃、１時間置く）を行う。これにより、可撓性接着剤をエージングさせると同時に、ストッパー６３を熱収縮させ、リボンファイバー６０に固着させる。
その後、容体２０及びリボンファイバー６０をオーブンより取り出し、冷却する。以上により、光導波路装置１が完成する。
【００３４】
このように、光導波路チップ５０とリボンファイバー６０との接続工程と、ケース１０へのパッケージ工程とを連続して行うことで、工程時間の短縮を図ることができ、製造コストを低減することができる。
【００３５】
上記工程により組み立てられた光導波路装置１では、可撓性接着剤５７によりリボンファイバー６０を容体２０及び蓋体３０に固定するので、光導波路チップ５０及びリボンファイバー６０と容体２０及び蓋体３０の線膨張率の差による熱応力を可撓性接着剤５７により吸収することができ、光ファイバー素線６２の曲がりや断線を防止することができる。
【００３６】
また、リボンファイバー６０がストッパー６３により容体２０及び蓋体３０に係止されるので、リボンファイバー６０に引張力が作用した場合でも、光ファイバー素線６２と光導波路チップ５０との接合部まで力が伝播せず、耐衝撃性を高めることができる。
【００３７】
上記の光導波路装置１を用いて、８５℃、相対湿度８５％、２０００時間の高温高湿試験を行ったところ、損失増加が０．５ｄＢ未満に収束することが検証された。
【００３８】
なお、上記の光導波路装置１は、光通信用デバイスのスプリッター、波長合分波器、スイッチ等に用いることができるが、これに限らず、光ファイバーを搭載するあらゆる製品に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】光導波路装置１の分解斜視図である。
【図２】光導波路装置１の組立工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）ともにリボンファイバー６０が挿通された状態のストッパー６３を示す断面図である。
【図４】（ａ）は従来からの光導波路デバイス２００の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の領域Ｃを拡大した斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１     光導波路装置
１０   ケース
２３   吸引孔
４０   緩衝材
５０   光導波路チップ
５１   基板
５２   光導波路部（光導波路）
５３   光ファイバー接続部
５７   可撓性接着剤（可撓性部材）
６０   ファイバーリボン（光ファイバー）
６３   ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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