(57)【要約】【課題】光デバイス全体の小型化および薄型化を図るとともに、高温多湿の環境下での動作信頼性を向上する。【解決手段】複数の光ファイバ１０と、これら複数の光ファイバ１０を収容する筐体８と、複数の光ファイバ１０の一端に設けられ各光ファイバ１０を他の光学部材に光学的に接続するためのコネクタ７とを備える。そして、コネクタ７は、筐体８の外周部に固定されて設けられる。【選択図】  図１
2004177675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバと、
前記複数の光ファイバを収容する筐体と、
前記複数の光ファイバの一端に設けられ、前記複数の光ファイバを他の光学部材に光学的に接続するためのコネクタとを備え、
前記コネクタは、前記筐体の外周部に固定されて設けられていることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記筐体内には、前記複数の光ファイバが互いに平行に直線状に配置されている請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記筐体には、前記複数の光ファイバを内部に導入するためのファイバ導入部が設けられ、前記複数の光ファイバが前記ファイバ導入部にろう付け接合されている請求項１または２に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記複数の光ファイバをそれぞれ支持する第１の支持基板と、
前記複数の光ファイバに対応して配置される光学素子を支持する第２の支持基板と、
前記第１および第２の支持基板を支持する第３の支持基板とを備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記複数の光ファイバは、前記第１の支持基板に設けられた支持溝にろう付け接合されている請求項４に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１または第２の支持基板は、主面が、第３の支持基板の主面に対して傾斜されて、前記第３の支持基板上に支持されている請求項４または５に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記筐体には、前記複数の光ファイバを内部に導入するためのファイバ導入部が設けられ、前記ファイバ導入部に隣接する位置に、前記コネクタが配置されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記コネクタは、前記複数の光ファイバを他の光学部材に光学的に接続する際に、前記複数の光ファイバを位置決めするための位置決め手段が設けられている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記複数の光ファイバは、前記筐体内に、光軸方向に所定量だけ撓まされて配置されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項１０】
前記光ファイバの光軸は、前記コネクタに支持された第１の位置と、前記第２の支持基板に支持された第２の位置とで、前記筐体内の底面からの高さが異なる請求項９に記載の光デバイス。
【請求項１１】
複数の光ファイバを互いに平行に第１の支持基板に取り付けて光ファイバユニットを組み立てる工程と、
前記複数の光ファイバに対応する光学素子を第２の支持基板に取り付けて光学ユニットを組み立てる工程と、
前記第１および第２の支持基板を支持する第３の支持基板に、前記光ファイバユニットおよび前記光学ユニットの一方を取り付け、該一方に対して他方を、光軸を調整して前記第３の支持基板に取り付ける工程とを有することを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記複数の光ファイバを収容する筐体内に、前記第３の支持基板を取り付ける工程と、
前記筐体内に取り付けられた前記第３の支持基板上に、前記光ファイバユニットを取り付けるとともに、前記複数の光ファイバの一端に、他の光学部材に光学的に接続するためのコネクタを取り付ける工程とを有する請求項１１に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記複数の光ファイバを収容する筐体内に、前記第３の支持基板と、前記複数の光ファイバの一端を他の光学部材に光学的に接続するためのコネクタとをそれぞれ取り付ける工程とを有する請求項１１に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記光ファイバユニットと、前記複数の光ファイバの一端を他の光学部材に光学的に接続するためのコネクタとを連結部材を介して連結する工程と、
前記連結部材を介して前記コネクタが連結された前記光ファイバユニットを、前記第３の支持基板に取り付ける工程とを有し、
前記光ファイバユニットを、前記複数の光ファイバを収容する筐体内にそれぞれ取り付けた後に、前記光ファイバユニットおよび前記コネクタから前記連結部材を取り去り、前記コネクタを前記筐体に取り付ける請求項１１に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記コネクタを前記筐体にろう付け接合する請求項１３または１４に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記複数の光ファイバを前記第１の支持基板にろう付け接合する請求項１１ないし１５のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記筐体に取り付けられた前記コネクタの端面を研磨加工する請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載の光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コネクタを介して光ファイバを他の光学部材に接続するための光デバイスおよびこの光デバイスの製造方法に関し、特に、複数の光ファイバを支持する光ファイバユニットと、光ファイバに対応する光学素子を支持する光学ユニットとに分離された光デバイスおよびこの光デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバを用いた光通信では、例えば、情報伝送路である光路を切り換えるための光スイッチや、光ビームを減衰させるためのアッテネータ等の光デバイスが用いられている。
【０００３】
この種の光デバイスは、１本または複数の光ファイバと、この光ファイバに対応して設けられる各種光学素子と、これら光ファイバおよび光学素子を支持する支持基板と、この支持基板を収容する筐体とを備えて構成されている。この光デバイスは、筐体から外方に引き出された光ファイバの一端が、外部コネクタ等の他の光学部材に、融着加工や、コネクタを介して光学的に接続されている。
【０００４】
また、従来の他の光デバイスとしては、光ファイバを埋設したフェルールの一端が筐体の外方に引き出され、このフェルールの一端が、筐体に設けられた筒状部内のスリーブに支持された構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、この従来の光デバイスは、フェルールの一端が、スリーブを介して外部プラグ等に光学的に接続されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２１３７２３号公報（第３欄２２行−３４行、第５欄４行―８行、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、光デバイスによる光通信では、波長多重通信に対応するように高密度化や、小型化、薄型化を図ることが要望されている。さらに、光デバイスには、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格ＧＲ−１２２１に準拠した信頼性が求められており、特に温度８５℃、湿度８５％の高温多湿の環境下で使用された場合の動作信頼性が要求されている。
【０００７】
ところで、上述した従来の光デバイスは、光ファイバが、フェルールやスリーブを介して外部プラグ等に光学的に接続されているため、着脱時の外力が、フェルールを介して光ファイバに負荷されてしまう（例えば、特許文献１参照。）。このため、この従来の光デバイスは、光ファイバの光軸等が変化したり、光ファイバを支持する支持基板等を破損したりする虞があり、動作信頼性が乏しいという不都合があった。
【０００８】
また、この従来の光デバイスは、フェルールやスリーブを備えているため、筐体が大型化してしまい、使用環境の温度変化に伴う熱膨張の影響が大きいという不都合があった。さらに、この従来の光デバイスは、光ファイバを収容するフェルールが筐体に固定された構造であるため、筐体等が熱膨張した際に、光ファイバの光軸方向に圧縮力や張力等の外力が加わることで、光ファイバの光軸が変動してしまうという問題もあった。
【０００９】
また近年、光デバイスにＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）技術が適用されており、いわゆるマイクロマシン構造の従来の光デバイスでは、光ファイバを支持する支持基板上に、ミラー等の光学素子が一体に設けられている。この種の光デバイスは、シリコンからなる支持基板上に、各種光学素子を有する光学ユニットと、光ファイバを支持する光ファイバユニットとがそれぞれ一体に形成されている。また、この光デバイスが備える光ファイバは、挿入損失の低減を図るため、光学ユニットの臨む端面に、光ビームの反射を防止するための傾斜面を形成し、この傾斜面にＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）コート処理を施す必要がある。
【００１０】
そして、従来の光デバイスの製造方法では、光学ユニットおよび光ファイバユニットがそれぞれ一体に設けられた比較的大きな支持基板を取り扱うことが困難であるため、光ファイバ単体で研磨加工によって傾斜面が形成され、ＡＲコート処理が施された後に、光ファイバが支持基板上に固定されている。
【００１１】
このような光デバイスでは、光通信の高密度化を図るために、複数の光ファイバを備える構成が考慮されている。
【００１２】
しかしながら、複数の光ファイバを備える構成の場合には、複数の光ファイバを支持基板に固定する前に、光ファイバごとに研磨加工およびＡＲコート処理を施すことが必要になる。また、複数の光ファイバを支持基板にそれぞれ固定する際には、複数の光ファイバの各端面を揃えて位置決めして、支持基板上に固定することになる。さらに、複数の光ファイバを備える構成の場合には、複数の光ファイバの傾斜面の傾斜角を揃えることも必要になる。
【００１３】
したがって、従来の光デバイスの製造方法では、複数の光ファイバを備える構成の場合、加工工程数等が多くなるとともに組立作業が煩雑化し、各光ファイバの組立精度を向上させることが困難であった。また、従来の製造方法では、各光デバイスごとの組立精度のバラツキを抑えることも困難であり、光デバイスの製造コストを低減する上で不都合があった。
【００１４】
また、従来の光デバイスの製造方法では、支持基板上に光ファイバを接着材によって接合した際に発生するガスによって、光ファイバの端面のＡＲコートが汚損されてしまう問題があった。
【００１５】
さらに、従来の光デバイスの製造方法では、光学ユニットに対する光ファイバの光軸の位置を調整することが困難であったため、光ファイバの組立精度を向上する必要があった。
【００１６】
そこで、本発明は、筐体内に複数の光ファイバをコンパクトに収容して、光デバイス全体の小型化および薄型化を図るとともに、高温多湿の環境下での動作信頼性を向上することができる光デバイスおよび光デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明に係る光デバイスは、複数の光ファイバと、これら複数の光ファイバを収容する筐体と、複数の光ファイバの一端に設けられこれら複数の光ファイバを他の光学部材に光学的に接続するためのコネクタとを備える。そして、コネクタは、筐体の外周部に固定されて設けられる。
【００１８】
以上のように構成した本発明に係る光デバイスは、筐体内に複数の光ファイバが設けられ、筐体の外周部にコネクタが固定されて設けられたことで、光デバイス全体のコンパクト化が図られ、光デバイスを小型化および薄型化を図ることが可能になる。また、この光デバイスは、筐体にコネクタが固定されたことによって、光ファイバがコネクタを介して他の光学部材に光学的に接続される際等に、光ファイバに外力が負荷されることが抑えられるため、光ファイバ等の破損が防止され、動作信頼性が向上される。
【００１９】
また、本発明に係る光デバイスが備える筐体には、複数の光ファイバを内部に導入するためのファイバ導入部が設けられ、複数の光ファイバがファイバ導入部にろう付け接合されていることが好ましい。これによって、筐体内の気密性が向上され、特に多湿の環境下での動作信頼性が向上される。
【００２０】
また、本発明に係る光デバイスは、複数の光ファイバをそれぞれ支持する第１の支持基板と、複数の光ファイバに対応して配置される光学素子を支持する第２の支持基板と、これら第１および第２の支持基板を支持する第３の支持基板とを備えることが好ましい。これによって、第３の支持基板に、第１および第２の支持基板を調整して固定することで、光学素子に対する光ファイバの光軸が容易にかつ確実に調整され、組立精度が向上される。また、本発明に係る光デバイスは、複数の光ファイバを支持する第１の支持基板と、光学素子を支持する第２の支持基板とに分離されたことで、第１の支持基板の小型化が図られるため、例えば、第１の支持基板に複数の光ファイバを取り付けた状態で、複数の光ファイバの端面を研磨加工することが可能になり、第１の支持基板に対する複数の光ファイバの組付け精度が大幅に向上される。
【００２１】
また、本発明に係る光デバイスが備える複数の光ファイバは、第１の支持基板に設けられた支持溝にろう付け接合されることが好ましい。これによって、光ファイバを第１の支持基板に固定する際に、ガス等が発生しないため、光ファイバが汚損されることが抑制される。
【００２２】
また、本発明に係る光デバイスが備える複数の光ファイバは、筐体内に、光軸方向に所定量だけ撓まされて配置されることが好ましい。これによって、光デバイスの使用環境下の温度変化に伴って例えば外筐等が熱膨張したときに、光ファイバの光軸方向に圧縮力や張力等の外力が負荷された場合でも、光ファイバの光軸が変動することが防止される。
【００２３】
また、光ファイバの光軸は、コネクタに支持された第１の位置と、前記第２の支持基板に支持された第２の位置とで、筐体内の底面からの高さが異なることが好ましい。これによって、光ファイバを容易に撓ませることが可能になる。
【００２４】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法は、複数の光ファイバを互いに平行に第１の支持基板に取り付けて光ファイバユニットを組み立てる工程と、複数の光ファイバに対応する光学素子を第２の支持基板に取り付けて光学ユニットを組み立てる工程と、第１および第２の支持基板を支持する第３の支持基板に、光ファイバユニットおよび光学ユニットの一方を取り付け、該一方に対して他方を、光軸を調整して第３の支持基板に取り付ける工程とを有する。
【００２５】
上述した本発明に係る光デバイスの製造方法によれば、第３の支持基板に、第１および第２の支持基板を容易に調整して固定することが可能になり、光学素子に対する光ファイバの光軸が容易にかつ確実に調整することが可能になり、組立精度が向上される。
【００２６】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法では、コネクタを筐体にろう付け接合することが好ましい。これによって、筐体内の気密性が向上され、特に多湿の環境下での動作信頼性が向上される。
【００２７】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法では、複数の光ファイバを第１の支持基板にろう付け接合することが好ましい。これによって、光ファイバを第１の支持基板に固定する際に、ガス等が発生しないため、光ファイバが汚損されることが抑制される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態の光スイッチについて、図面を参照して説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１に示すように、光スイッチ１は、複数の光ファイバ１０を有する光ファイバユニット５と、この光ファイバユニット５から出射されたビーム光の光路を切り替えるための光学ユニット６と、光ファイバ１０を他の光学部材（不図示）の光路に光学的に接続するためのコネクタ７と、光ファイバユニット５および光学ユニット６を収容するための筐体８とを備えている。
【００３０】
光ファイバユニット５は、互いに平行に配列された複数の光ファイバ１０と、これら光ファイバ１０を支持する第１の支持基板１１と、この第１の支持基板１１上の光ファイバ１０を挟み込むように固定される固定板１２とを有している。
【００３１】
各光ファイバ１０は、シングルモード型光ファイバ１３（以下、ＳＭＦ１３と称する。）が用いられており、光学ユニットの臨む端部に、ビーム光を平行光に変換するためのグレーディッドインデックス型光ファイバ１４（以下、ＧＩＦ１４と称する。）が設けられている。すなわち、各光ファイバ１０は、光学ユニット６に臨む端部が、コリメータとして構成されている。
【００３２】
各光ファイバ１０には、図示しないが、ＧＩＦ１４の光学ユニット６側の端面に、光軸に対して傾斜された傾斜面が形成されており、この端面に、出射される光ビームの反射を防止するためのＡＲコート（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）処理が施されている。
【００３３】
第１の支持基板１１は、例えばシリコンからなり、断面Ｖ字状をなす複数の支持溝１６が互いに平行にそれぞれ設けられている。各光ファイバ１０は、第１の支持基板１１上の各支持溝１６に支持されて、例えばはんだ等のろう材によってろう付け接合されている。固定板１２は、第１の支持基板１１上に支持された各光ファイバ１０に、重ね合わされている。
【００３４】
光学ユニット６は、光ファイバユニット５から出射された光ビームを反射するためのミラーが一体に形成されたミラー基板１７と、このミラー基板１７のミラーを駆動するための駆動基板１８と、これらミラー基板１７および駆動基板１８を支持する第２の支持基板１９とを有している。
【００３５】
ミラー基板１７には、ミラーが、光ファイバ１０の光軸に対して移動可能に支持されている。駆動基板１８は、ミラーを静電駆動力によって駆動するための静電駆動部を構成しており、光ファイバ１０の光軸に対して移動されたミラーの位置を検出するための位置センサ２１が設けられている。そして、第２の支持基板１９には、主面上に、ミラー基板１７および駆動基板１８がそれぞれ接着されて配設されている。
【００３６】
コネクタ７は、光ファイバ１０の端部に接着材によって接合されて設けられており、筐体８の外周部に固定されて配置されている。コネクタ７としては、例えばＭＴ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒａｂｌｅ）コネクタが用いられており、複数の光ファイバ１０が並列された接続領域の両側に、外部プラグ等の他の光学部材側の光軸に対して各光ファイバ１０の光軸を位置決めするための一組の位置決めピン２２がそれぞれ設けられている。
【００３７】
筐体８は、例えば金属材料によって形成されており、光ファイバユニット５および光学ユニット６を収容する略有底箱状のケース２４と、このケース２４の開口を気密に閉塞するリッド２５とを有している。
【００３８】
ケース２４内には、底面に、光ファイバユニット５の第１の支持基板１１および光学ユニット６の第２の支持基板１９をそれぞれ支持する第３の支持基板２７が、ろう付け接合されている。第３の支持基板２７は、例えば、ガラス材によって形成されている。ろう材としては、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金のろうやＳｎ−Ｐｂ合金のはんだ等が用いられている。また、第３の支持基板２７の主面上には、例えば、第１の支持基板１１がＡｕ−Ｓｎ合金やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のはんだによって接合され、第２の支持基板１９が熱硬化型接着材によって接合されている。
【００３９】
ケース２４の底面には、長手方向に平行な両側面に沿って、複数の端子２９がそれぞれ設けられており、図示しないが、これら端子２９を介して光学ユニット６の電極が電力供給部等に電気的に接続されている。
【００４０】
また、ケース２４の一側壁には、互いに平行に配列された各光ファイバ１０をケース２４内に導入するためのファイバ導入部３１が一体に突出されて形成されており、このファイバ導入部３１に、光ファイバ１０が、はんだ等によってろう付け接合されている。
【００４１】
また、ケース２４の一側壁には、ファイバ導入部３１に隣接する位置に、コネクタ７を支持する平板状のコネクタ支持部３２が一体に突出されて形成されており、このコネクタ支持部３２の主面上に、コネクタ７の底面側が係合される係合凹部３３が設けられている。コネクタ７は、係合凹部３３内に係合されて、例えば接着材等によって接合されて、ケース２４内が気密に封止されている。また、コネクタ７は、係合凹部３３内に係合されることによって、筐体８に対して所定の位置に位置決めされて固定されている。なお、コネクタ７は、ケース２４の外周面と、この外周面に対向する対向面との間隔が１ｍｍ程度にされている。
【００４２】
そして、ケース２４の開口には、リッド２５が溶接されて、筐体８内が気密に封止されている。
【００４３】
上述した光スイッチ１の製造方法について、各工程を、図面を参照して説明する。
【００４４】
光スイッチ１の製造方法は、光ファイバユニット５を組み立てる第１の工程と、光学ユニット６を組み立てる第２の工程と、ケース２４内に第３の支持基板２７を組み付ける第３の工程とを有している。なお、これら第１、第２および第３の工程の順序は、他の順序で行われてもよく、少なくとも２つの工程が同時に行われてもよい。
【００４５】
また、光スイッチ１の製造方法は、第３の支持基板２７に光ファイバユニット５を組み付ける第４の工程と、光ファイバ１０にコネクタ７を組み付ける第５の工程と、光ファイバユニット５に対して光学ユニット６の光軸を調整して第３の支持基板２７上に組み付ける第６の工程と、光学ユニット６の電極とケース２４の端子２９とを電気的に接続する第７の工程と、ケース２４にリッド２５を組み付ける第８の工程とを有している。
【００４６】
第１の工程では、図２（ａ）に示すように、所望の長さに切断されたＳＭＦ１３の一端に、ＧＩＦ１４を熱融着等によって接合することによって、各光ファイバ１０を形成する。つぎに、図２（ｂ）に示すように、複数の光ファイバ１０のＧＩＦ１４側を、第１の支持基板１１の支持溝１６にそれぞれ載置して、はんだを介して接合するとともに、固定板１２を重ね合わせて固定する。
【００４７】
そして、図２（ｃ）に示すように、第１の支持基板１１上に固定された各光ファイバ１０のＧＩＦ１４側の端面を、同時に研磨加工することで、１回の加工で、各光ファイバ１０に光軸に対して傾斜させた傾斜面を形成する。続いて、各光ファイバ１０の各傾斜面にＡＲコート処理を施す。
【００４８】
第２の工程では、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、第２の支持基板１９の主面上に、ミラー基板１７および駆動基板１８を接着材等によって接合して固定する。続いて、図３（ｃ）に示すように、駆動基板１８上の、ミラー基板１７のミラーに対応する位置に、位置センサ２１を固定する。
【００４９】
第３の工程では、図４（ａ）に示すように、ケース２４内の底面に、第３の支持基板２７をはんだ等によってろう付け接合する。
【００５０】
第４の工程では、図４（ｂ）に示すように、ケース２４内に固定された第３の支持基板２７上に、光ファイバユニット５の第１の支持基板１１をはんだ等によってろう付け接合する。また、ケース２４のファイバ導入部３１内に各光ファイバ１０を挿通させて、これら各光ファイバ１０をはんだ等によってろう付け接合する。
【００５１】
第５の工程で、図４（ｃ）に示すように、ケース２４内に固定された光ファイバユニット５には、ファイバ導入部３１からケース２４の外方に突出された光ファイバ１０のＳＭＦ１３側の端部に、コネクタ７が取り付けられる。コネクタ７は、挿通孔（不図示）に各光ファイバ１０が挿通され、これら光ファイバ１０が接着材等によって接合されて固定される。また、コネクタ７は、ケース２４のコネクタ支持部３２の係合凹部３３に係合されることによって、ケース２４に対して位置決めされ、接着材等によって接合されて固定される。続いて、コネクタ７は、ケース２４の外方に臨む端面が、研磨加工される。また、コネクタ７の端面には、図示しないが、一組の位置決めピン２２がそれぞれ組み付けられる。
【００５２】
ところで、光学ユニット６のミラー基板１７には、エッチング処理によってミラーが一体に形成されて、このミラーに金属反射膜が被覆されて反射面が形成されている。しかしながら、厳密には、ミラーの反射面は、エッチング処理の特性上、ミラー基板１７の主面に直交されておらず、微小な傾斜角をもって傾斜されている。すなわち、従来の光デバイスでは、光ファイバの支持溝とミラーが同一基板上に一体に形成されていたため、光ファイバの光軸とミラーの反射面と高精度に直交されることが困難であり、光ビームの損失が生じていた。
【００５３】
本実施形態では、光ファイバユニット５と光学ユニット６とに分離されているため、光ファイバユニット５の各光ファイバ１０の光軸に対して、ミラー基板１７のミラーの反射面を調整することで、光軸と反射面を高精度に直交させることが可能とされている。
【００５４】
したがって、第６の工程では、光ファイバユニット５が固定された第３の支持基板２７に光学ユニット６を固定する際に、第３の支持基板２７上の各光ファイバ１０の光軸に対して、光学ユニット６のミラーの反射面の傾斜角を調整して、第３の支持基板２７上に第２の支持基板１９を接着材３７によって接合して固定している。図５（ａ）に示すように、光学ユニット６は、保持アーム３６によって保持され、この保持アーム３６を調動することで、光ファイバ１０の光軸に対するミラーの反射面の傾斜角が調整されて、第３の支持基板２７上に傾斜された状態で接合されて固定される。
【００５５】
すなわち、この第６の工程によれば、光ファイバユニット５の各光ファイバ１０の光軸に対して、光学ユニット６のミラーの反射面が高精度に直交されるため、光ビームの損失を抑制することができる。
【００５６】
第７の工程では、図５（ｂ）に示すように、第３の支持基板２７上に固定された光学ユニット６の電極（不図示）と端子２９とを接続配線３８を介して電気的に接続する、いわゆるワイヤーボンディングを行う。
【００５７】
第８の工程では、図５（ｃ）に示すように、光ファイバユニット５および光学ユニット６が組み込まれたケース２４に、リッド２５が溶接されて、筐体８内が気密に封止される。
【００５８】
以上のように構成された光スイッチ１について、各光ファイバ１０の光路を切り替える動作を簡単に説明する。
【００５９】
まず、光スイッチ１は、各光ファイバ１０が、コネクタ７を介して他の光学部材に光学的に接続される。光スイッチ１は、他の光学部材側から入射されたビーム光が、光ファイバユニット５の光ファイバ１０のＳＭＦ１３側から入射され、ＧＩＦ１４で平行光に変換されて、光学ユニット６側に出射される。光学ユニット６に入射されたビーム光は、ミラー基板１７のミラーによって反射され、光ファイバユニット５の他の光ファイバ１０に入射され、コネクタ７側の端部から他の光学部材側に出射される。そして、光スイッチ１は、光学ユニット６のミラーが、駆動基板１８が発生する静電駆動力によって、光ファイバ１０の光軸に対して移動されることで、各光ファイバ１０のＧＩＦ１４側から出射された光ビームの光路が切り替えられる。
【００６０】
上述したように、光スイッチ１によれば、従来の光デバイスのように光ファイバをフェルールやスリーブ等の筒状部材を介して筐体内に固定することなく、筐体８内に複数の光ファイバ１０が第１の支持基板１１上に支持され、従来の光デバイスのように筐体の外部に光ファイバが引き出されることなく、筐体８の外周部に、複数の光ファイバ１０を光学的に接続するためのコネクタ７が固定されて設けられたことで、光学スイッチ全体のコンパクト化が図られ、光スイッチを小型化および薄型化することができる。
【００６１】
また、光スイッチ１は、筐体８にコネクタ７が固定されて設けられたことによって、他の光学部材に対してコネクタ７を着脱操作したときに、光ファイバ１０に外力が負荷されることが無くなり、光ファイバ１０等の破損を防止することができる。光スイッチ１によれば、複数の光ファイバ１０の取り扱いが容易になり、光ファイバ１０の破損を防止することができる。
【００６２】
また、光スイッチ１は、筐体８内に導入される各光ファイバ１０が、ファイバ導入部３１で、はんだ等によってろう付け接合されたことによって、筐体８内が確実に気密に封止されるため、高温多湿の環境下での動作信頼性を向上することができる。さらに、光スイッチ１は、筐体８等の小型化および薄型化が図られているため、使用環境の温度変化によって、例えば筐体８等が熱膨張する程度が比較的少なくなるため、光ファイバ１０の光軸等に及ぼされる悪影響も小さく、動作信頼性が向上されている。
【００６３】
また、上述した光スイッチ１およびそのの製造方法によれば、光ファイバユニット５と光学ユニット６とに分離されているため、光学ユニット６に対する各ファイバ１０の光軸を調整することが可能になり、組立精度を向上することができる。したがって、この製造方法によれば、光スイッチの組立精度のバラツキを抑制することが可能になる。
【００６４】
また、光スイッチ１の製造方法によれば、第１の支持基板１１上に固定された複数の光ファイバ１０のＧＩＦ１４側の端面を、同時に研磨加工することで、１回の加工で、複数の光ファイバ１０に光軸に対して傾斜させた傾斜面を研磨加工し、ＡＲコート処理を行うことが可能になる。このため、この製造方法によれば、加工工数が削減されて作業性の向上が図られるとともに、光ファイバ１０ごとの傾斜面の位置を傾斜角を確実に揃えることが可能になり、第１の支持基板１１に対する各光ファイバ１０の組付け精度を大幅に向上することができる。
【００６５】
また、光スイッチ１の製造方法によれば、第１の支持基板１１の支持溝１６に、各光ファイバ１０が、はんだ等によってろう付け接合されることで、従来のように接着材を介して接合した場合に発生するガスによってＡＲコート処理が施された端面が汚損されることを防止できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
つぎに、本発明に係る第２の実施形態の光スイッチについて図面を参照して説明する。なお、第２の実施形態の光スイッチにおいて、上述した光スイッチ１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図６に示すように、第２の実施形態の光スイッチ２は、複数の光ファイバ１０を有する光ファイバユニット５５と、この光ファイバユニット５５から出射されたビーム光の光路を切り替えるための光学ユニット５６と、光ファイバ１０を他の光学部材の光路に光学的に接続するためのコネクタ５７と、光ファイバユニット５５および光学ユニット５６を収容するための筐体５８とを備えている。
【００６８】
光ファイバユニット５５は、互いに平行に配列された複数の光ファイバ１０と、これら光ファイバ１０を支持する第１の支持基板６１と、この第１の支持基板６１上の光ファイバ１０を挟み込むように固定される固定板６２とを有している。
【００６９】
第１の支持基板６１は、例えばシリコンからなり、断面Ｖ字状をなす複数の支持溝６６が互いに平行にそれぞれ設けられている。各光ファイバ１０は、第１の支持基板６１上の各支持溝６６に支持されて、例えばはんだ等のろう材によってろう付け接合されている。固定板６２は、第１の支持基板６１上に支持された各光ファイバ１０に、重ね合わされている。
【００７０】
また、光ファイバユニット５５は、図７に示すように、各光ファイバ１０は、第１の支持基板６１とコネクタ５７とに跨って支持される部分の長さが、第１の支持基板６１とコネクタ５７との間の距離よりもやや長くされており、第１の支持基板６１とコネクタ５７とに支持された状態で、光軸方向に所定の撓み量だけ撓まされている。
【００７１】
すなわち、光ファイバ１０は、使用環境の温度変化によって、筐体５８やコネクタ５７等が熱膨張または熱収縮したときに、光ファイバ１０の光軸方向に圧縮力や張力等の外力が負荷された場合であっても、悪影響が及ぼされないような撓み量が確保されている。したがって、光デバイス２は、例えば高温の環境下で筐体５８等が熱膨張したとき等に、光ファイバ１０の光軸に変化が生じることが防止されるとともに、各光ファイバ１０とコネクタ５７の接合箇所や光ファイバ１０、第１の支持基板６１等の破損が防止されている。
【００７２】
光学ユニット５６は、光ファイバユニット５５から出射された光ビームを反射するためのミラーが一体に形成されたミラー基板６７と、このミラー基板６７のミラーを駆動するための駆動基板６８と、これらミラー基板６７および駆動基板６８を支持する第２の支持基板６９とを有している。
【００７３】
ミラー基板６７には、ミラーが、光ファイバ１０の光軸に対して移動可能に支持されている。ミラー基板６７および第２の支持基板６９には、後述する磁性体および電磁石がそれぞれ設けられており、電磁力によってミラーを駆動するための電磁駆動部が構成されている。また、駆動基板６８には、光ファイバ１０の光軸に対して移動されたミラーの位置を検出するための位置センサ７１が設けられている。そして、第２の支持基板６９には、主面上に、ミラー基板６７および駆動基板６８がそれぞれ接着されて配設されている。
【００７４】
コネクタ５７は、光ファイバ１０の端部に接着材によって接合されて設けられており、筐体５８の外周部に固定されて配置されている。コネクタ５７としては、例えばＭＴコネクタが用いられており、複数の光ファイバ１０が並列された接続領域の両側に、他の光学部材（不図示）の光軸に対して光ファイバ１０の光軸を位置決めするための一組の位置決めピン７２がそれぞれ設けられている。
【００７５】
また、コネクタ５７には、互いに平行に配列された各光ファイバ１０をケース５４内に導入するためのファイバ導入部８１が一体に突出されて形成されており、このファイバ導入部８１に、光ファイバ１０が、接着材によって接合されている。
【００７６】
また、図７に示すように、第１の支持基板６１とコネクタ５７とに跨って支持された各光ファイバ１０は、ケース５４内の底面からの光軸の高さをｈとすれば、コネクタ５７側端部の光軸の第１の高さｈ１と、第１の支持基板６１側端部の光軸の第２の高さｈ２とが異なるように、ケース５４の周壁の立上り高さや第３の支持基板の厚みが設定されている。なお、本実施形態では、ｈ１＞ｈ２にされている。このように、光ファイバ１０は、上述した第１の高さｈ１と第２の高さｈ２が異なることで、第１の支持基板６１とコネクタ５７との間で、良好に撓まされる。
【００７７】
筐体５８は、例えば金属材料によって形成されており、光ファイバユニット５５および光学ユニット５６を収容する略有底箱状のケース５４と、このケース５４に組み合わされて筐体内５８を気密に閉塞するリッド５５とを有している。
【００７８】
ケース５４内には、底面に、光ファイバユニット５５の第１の支持基板６１および光学ユニット５６の第２の支持基板６９をそれぞれ支持する第３の支持基板７７が、ろう付け接合されている。第３の支持基板７７は、例えば、ガラス材によって形成されている。ろう材としては、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金のろうやＳｎ−Ｐｂ合金のはんだ等が用いられている。また、第３の支持基板７７の主面上には、例えば、第１の支持基板６１がＡｕ−Ｓｎ合金やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金のはんだによって接合され、第２の支持基板６９が熱硬化型接着材によって接合されている。
【００７９】
ケース５４には、長手方向に平行な両側面に、略Ｌ字状をなす複数の端子７９がそれぞれ設けられており、図示しないが、これら端子７９を介して光学ユニット５６の電極が電力供給部等に電気的に接続されている。
【００８０】
また、ケース５４の一側壁には、コネクタ５７のファイバ導入部８１が係合される係合凹部８２が形成されており、この係合凹部８２にファイバ導入部８１が例えば接着材等によって接合されて、ケース５４内が気密に封止されている。コネクタ５７は、ファイバ導入部８１が係合凹部８２内に係合されることによって、筐体５８に対して所定の位置に位置決めされて固定されている。
【００８１】
そして、ケース５４には、リッド５５が組み合わされて、外周に亘って溶接されて、筐体５８内が気密に封止されている。
【００８２】
上述した光スイッチ２の製造方法について、各工程を、図面を参照して説明する。
【００８３】
光スイッチ２の製造方法は、光ファイバユニット５５を組み立てる第１の工程と、光ファイバユニット５５とコネクタ５７を一時的に連結する第２の工程と、光学ユニット５６を組み立てる第３の工程とを有している。なお、第１および第２の工程と、第３の工程との順序は、逆にして行われてもよい。
【００８４】
また、光スイッチ２の製造方法は、第３の支持基板７７に光学ユニット５６を固定するとともに、この光学ユニット５６に対して光ファイバユニット５５の光軸を調整して第３の支持基板７７上に組み付ける第４の工程と、ケース５４内に第３の支持基板７７を組み付ける第５の工程と、ケース５４にコネクタ５７を組み付ける第６の工程と、光学ユニット５６の電極とケース５４の端子７９とを電気的に接続する第７の工程と、ケース５４にリッド５５を組み付ける第８の工程とを有している。
【００８５】
第１の工程では、図８（ａ）に示すように、所望の長さに切断されたＳＭＦ１３の一端に、ＧＩＦ１４を熱融着等によって接合することによって、各光ファイバ１０を形成する。つぎに、図８（ｂ）に示すように、複数の光ファイバ１０を、第１の支持基板６１の支持溝６６にそれぞれ載置して、はんだを介して接合するとともに、固定板６２を重ね合わせて固定する。
【００８６】
そして、図８（ｃ）に示すように、第１の支持基板６１上に固定された各光ファイバ１０のＧＩＦ１４側の端面を、同時に研磨加工することで、１回の加工で、各光ファイバ１０に光軸に対して傾斜させた傾斜面を形成する。続いて、各光ファイバ１０の各傾斜面にＡＲコート処理を施す。
【００８７】
第２の工程では、図８（ｄ）に示すように、光ファイバユニット５５の固定板６２に、略平板状の連結部材９０の一端を、例えば締具（不図示）等を介して一時的に固定する。続いて、図８（ｅ）に示すように、各光ファイバ１０のＳＭＦ１３側をコネクタ５７内に挿通し、各光ファイバ１０をコネクタ５７に接着材等によって接合する。また、図８（ｆ）に示すように、コネクタ５７には、連結部材９０の他端を、締具等を介して一時的に固定する。
【００８８】
この連結部材９０によって、光ファイバユニット５５のコネクタ５７が遊動することが規制され、各製造工程で光ファイバ１０等が破損することが防止され、組付け時の取り扱いが容易にされている。
【００８９】
そして、コネクタ５７は、ケース５４の外方に臨む端面が、研磨加工される。また、コネクタ５７の端面には、図示しないが、一組の位置決めピン７２がそれぞれ組み付けられる。
【００９０】
第３の工程では、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、ミラー基板６７の底面に磁性体９１を接着材等によって接合するとともに、図９（ｃ）および図９（ｄ）に示すように、第２の支持基板６９の底面に電磁石９２を接着材等によって接合する。次に、図９（ｅ）に示すように、第２の支持基板１９の主面上に、ミラー基板１７および駆動基板１８を接着材等によって接合して固定する。続いて、図９（ｆ）に示すように、駆動基板６８上の、ミラー基板６７のミラーに対応する位置に、位置センサ７１を固定する。
【００９１】
第４の工程では、図１０（ａ）に示すように、載置台９４，９５上に、光ファイバユニット５５および光学ユニット５６をそれぞれ載置する。そして、図１０（ｂ）に示すように、第３の支持基板７７に、載置台９４，９５上に載置されている光ファイバユニット５５の第１の支持基板６１および光学ユニット５６の第２の支持基板６９に、第３の支持基板７７を接着材３７によって接合する。このとき、第３の支持基板７７に対して、光ファイバユニット５５が載置された載置台９４を傾斜させることで、光学ユニット５６のミラーに対する各光ファイバ１０の光軸を調整して、第３の支持基板７７に光ファイバユニット５５を傾斜させた状態で接合する。
【００９２】
すなわち、この第４の工程によれば、光学ユニット５６のミラーの反射面に対して、光ファイバユニット２５の各光ファイバ１０の光軸が高精度に直交されるため、光ビームの損失を抑制することができる。
【００９３】
第５の工程では、図１１（ａ）に示すように、光ファイバユニット５５および光学ユニット５６が固定された第３の支持基板７７を反転させて、この第３の支持基板７７を、ケース５４内の底面に、例えばはんだ等によってろう付け接合する。
【００９４】
第６の工程では、図１１（ｂ）に示すように、光ファイバユニット５５およびコネクタ５７から連結部材９０を取り外し、ケース５４の側壁にコネクタ５７を接着材等によって固定する。
【００９５】
第７の工程では、図１１（ｃ）に示すように、第３の支持基板７７上に固定された光学ユニット５６の電極（不図示）と端子７９とを接続配線３８を介して電気的に接続する、いわゆるワイヤーボンディングを行う。
【００９６】
第８の工程では、図１１（ｄ）に示すように、光ファイバユニット５５および光学ユニット５６が組み込まれたケース５４に、リッド５５が溶接されて、筐体５８内が気密に封止される。
【００９７】
最後に、光スイッチの他の製造方法について、図面を参照して説明する。また、上述した光スイッチ２と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。
【００９８】
他の製造方法は、光ファイバユニット５５を組み立てる第１の工程と、光学ユニット５６を組み立てる第２の工程と、ケース内に第３の支持基板７７を組み付ける第３の工程とを有している。なお、これら第１、第２および第３の工程は、上述した第１の実施形態の光スイッチ１の製造方法と、第１、第２、第３の工程が同一であるため、説明を省略する。
【００９９】
また、この製造方法は、光ファイバ１０にコネクタ５７を組み付ける第４の工程と、第３の支持基板７７に光ファイバユニット５５を組み付ける第５の工程と、光ファイバユニット５５に対して光学ユニット５６の光軸を調整して第３の支持基板７７上に組み付ける第６の工程と、光学ユニット５６の電極とケース９８の端子７９とを電気的に接続する第７の工程と、ケース９８にリッド９９を組み付ける第８の工程とを有している。
【０１００】
第４の工程では、図１２（ａ）に示すように、ケース９８の側面に、コネクタ５７のファイバ導入部側８１が接着材等によって固定される。なお、図示しないが、必要に応じて、例えばコネクタの外筐は、ケース９８の側壁に金属材料によって一体に形成されてもよい。
【０１０１】
第５の工程では、図１２（ｂ）に示すように、ケース９８内に固定された第３の支持基板７７上に、光ファイバユニット５５の第１の支持基板６１をはんだ等によってろう付け接合する。続いて、ケース９８内に固定された光ファイバユニット５５の光ファイバ１０のＳＭＦ１３側の端部が、コネクタ５７内の挿通孔に挿通され、各光ファイバ１０が接着材等によって接合されて固定される。
【０１０２】
次いで、図１２（ｃ）に示すように、光ファイバ１０が固定されたコネクタ５７は、ケース９８の外方に臨む端面が、研磨加工される。また、コネクタ５７の端面には、図示しないが、一組の位置決めピン７２がそれぞれ組み付けられる。
【０１０３】
第６の工程では、図１３（ａ）に示すように、保持アーム３６によって光学ユニット５６が保持され、この保持アーム３６を調動することで、光ファイバ１０の光軸に対するミラーの反射面の傾斜角が調整されて、第３の支持基板７７上に光学ユニット５６が傾斜された状態で接合されて固定される。
【０１０４】
第７の工程では、図１３（ｂ）に示すように、第３の支持基板７７上に固定された光学ユニット５６の電極（不図示）と端子７９とを接続配線３８を介して電気的に接続する、いわゆるワイヤーボンディングを行う。
【０１０５】
第８の工程では、図１３（ｃ）に示すように、光ファイバユニット５５および光学ユニット５６が組み込まれたケース９８に、リッド９９が溶接されて、筐体９７内が気密に封止される。
【０１０６】
この製造方法によれば、上述した光デバイス２の製造方法のように連結部材９０を用いる必要がなく、光デバイス１の製造方法のように保持アーム３６によって、光ファイバユニット５５に対して光学ユニット５６を調動して固定することができる。
【０１０７】
上述した第２の実施形態の光スイッチ２によれば、筐体５８にコネクタ５７が接着材によって固定されているため、上述した光スイッチ１に比較して、筐体５８内を気密に封止する信頼性が低下するが、構成の簡素化が図られるため、製造コストを低減することができる。
【０１０８】
また、光スイッチ２によれば、光デバイス２は、例えば高温の環境下で筐体５８等が熱膨張したとき等に、光軸に悪影響が及ぼされない所定の撓み量が確保されているため、光ファイバ１０の光軸に変化が生じることを防止できるとともに、各光ファイバ１０とコネクタ５７の接合箇所や光ファイバ１０、第１の支持基板６１等の破損を防止することができる。
【０１０９】
なお、本発明に係る光デバイスは、光ビームの光路を切り換えるための光スイッチとして適用されたが、例えば、光学フィルタを有する波長選択器や、減衰板を有する光アッテネータ等に適用されてもよいことは勿論である。
【０１１０】
【発明の効果】
上述したように本発明に係る光デバイスによれば、筐体内に複数の光ファイバが収容され、筐体の外周部にコネクタが固定されて設けられたことによって、光デバイス全体のコンパクト化が図られ、光デバイスの小型化および薄型化を実現することが可能になるとともに、光ファイバ等を破損することが防止され、動作信頼性を向上することができる。
【０１１１】
また、本発明に係る光デバイスは、筐体に、複数の光ファイバを内部に導入するためのファイバ導入部が設けられ、複数の光ファイバがファイバ導入部にろう付け接合されていることによって、筐体内の気密性を向上することが可能になり、特に多湿の環境下での動作信頼性を向上することができる。
【０１１２】
また、本発明に係る光デバイスは、複数の光ファイバをそれぞれ支持する第１の支持基板と、複数の光ファイバに対応して配置される光学素子を支持する第２の支持基板と、これら第１および第２の支持基板を支持する第３の支持基板とを備えることによって、光学素子に対する光ファイバの光軸が容易にかつ確実に調整することが可能になり、組立精度を向上することができる。また、本発明に係る光デバイスは、複数の光ファイバを支持する第１の支持基板と、光学素子を支持する第２の支持基板とに分離されたことで、第１の支持基板に対する複数の光ファイバの組付け精度を大幅に向上することができる。
【０１１３】
また、本発明に係る光デバイスが備える複数の光ファイバは、第１の支持基板に設けられた支持溝にろう付け接合されることによって、製造工程で光ファイバが汚損されることを抑制できる。
【０１１４】
また、本発明に係る光デバイスが備える複数の光ファイバは、筐体内に、光軸方向に所定量だけ撓まされて配置されることによって、光デバイスの使用環境下の温度変化によって光ファイバの光軸が変動することを防止できる。
【０１１５】
また、光ファイバの光軸は、コネクタに支持された第１の位置と、前記第２の支持基板に支持された第２の位置とで、筐体内の底面からの高さが異なることによって、光ファイバを容易に撓ませることができる。
【０１１６】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法によれば、第１および第２の支持基板を支持する第３の支持基板に、光ファイバユニットおよび光学ユニットの一方を取り付け、該一方に対して他方を、光軸を調整して第３の支持基板に取り付ける工程とを有することで、光ファイバの光軸等の組立精度を向上することができる。
【０１１７】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法では、コネクタを筐体にろう付け接合することによって、筐体内の気密性を向上することが可能になり、特に多湿の環境下での動作信頼性を向上することができる。
【０１１８】
また、本発明に係る光デバイスの製造方法では、複数の光ファイバを第１の支持基板にろう付け接合することによって、製造工程で光ファイバが汚損されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の光スイッチを示す斜視図である。
【図２】光スイッチの製造方法における第１の工程を説明するための模式図である。
【図３】第２の工程を説明するための模式図である。
【図４】第３、第４および第５の工程を説明するための模式図である。
【図５】第６、第７および第８の工程を説明するための模式図である。
【図６】本発明に係る第２の実施形態の光スイッチを示す斜視図である。
【図７】筐体内の光ファイバが撓まされている状態を説明するための模式図である。
【図８】光スイッチの製造方法における第１および第２の工程を説明するための模式図である。
【図９】第３の工程を説明するための模式図である。
【図１０】第４の工程を説明するための模式図である。
【図１１】第５、第６、第７および第８の工程を説明するための模式図である。
【図１２】光スイッチの他の製造方法における第４および第５の工程を説明するための模式図である。
【図１３】第６、第７および第８の工程を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１，２  光スイッチ
５  光ファイバユニット
６  光学ユニット
７  コネクタ
８  筐体
１０  光ファイバ
１１  第１の支持基板
１２  固定板
１３  ＳＭＦ
１４  ＧＩＦ
１７  ミラー基板
１８  駆動基板
１９  第２の支持基板
２１  位置センサ
２２  位置決めピン
２４  ケース
２５  リッド
２７  第３の支持基板
２９  端子
３１  ファイバ導入部
３２  コネクタ支持部
３３  係合凹部
３６  保持アーム
３７  接着材
３８  接続配線
【図１】
2004177675.tif 000003
【図２】
2004177675.tif 000004
【図３】
2004177675.tif 000005
【図４】
2004177675.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004177675.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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