(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を有する基板と、前記溝に芯線が配置された光ファイバと、前記芯線を前記溝に固定するように前記基板に搭載されたリッドとを備えた光部品において、前記芯線の先端と反対側の前記リッドのエッジが、前記芯線の先端と反対側の前記溝のエッジより前記芯線の先端側に配置され、前記光ファイバの芯線を、前記芯線の先端と反対側の前記溝のエッジ部に接触させないように座屈させたことを特徴とする光部品。
【請求項２】
溝を有する基板と、前記溝に芯線が配置された光ファイバと、前記芯線を前記溝に固定するように前記基板に搭載されたリッドとを備えた光部品において、前記芯線の先端と反対側の前記溝のエッジが、前記芯線の先端と反対側の前記リッドのエッジより前記芯線の先端側に配置され、前記光ファイバの芯線を、前記芯線の先端と反対側の前記リッドのエッジ部に接触させないように座屈させたことを特徴とする光部品。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれかに記載の光部品において、前記光ファイバは上下にスタックされたテープファイバであることを特徴とする光部品。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の光部品において、前記リッドのエッジ部と前記溝のエッジ部との距離Ｇは前記光ファイバの芯線の径ｄに対してＧ≧４ｄであることを特徴とする光部品。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の光部品において、前記リッドの長さと前記溝の長さとの比は１／２以上であることを特徴とする光部品。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光部品において、前記光ファイバの芯線が前記溝に搭載された前記基板と前記リッドを接着剤で固着し、前記接着剤の接着面の少なくとも一方に凹凸をつけたことを特徴とする光部品。
【請求項７】
請求項６に記載の光部品において、前記光ファイバの芯線の近傍の接着面には凹凸をつけていないことを特徴とする光部品。
【請求項８】
請求項６または７に記載の光部品において、前記溝に対向する前記リッドの接着面には凹凸をつけていないことを特徴とする光部品。
【請求項９】
請求項８に記載の光部品において、前記溝に対向する前記リッドの接着面であって、前記光ファイバの芯線と接触する部分から１ｍｍの範囲には凹凸をつけていないことを特徴とする光部品。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の光部品において、前記凹凸の凸部は凹凸をつけていない面から突出していないことを特徴とする光部品。
【請求項１１】
請求項６ないし１０のいずれかに記載の光部品において、前記凹凸をつけた面の表面粗さＲａは１〜５μｍであることを特徴とする光部品。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の光部品において、前記リッドまたは前記基板と前記光ファイバの被覆終端部との間で前記光ファイバの芯線を覆うように樹脂が充填されたことを特徴とする光部品。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の光部品であって、前記基板または前記リッドの材質は、ガラス、シリコン、プラスティックのいずれかであることを特徴とする光部品。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の光部品であって、前記基板または前記リッドの材質は、紫外線または可視光に対して透過性があることを特徴とする光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に使用する光部品に関し、特に光ファイバを接続した光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの爆発的な普及に伴う通信トラヒックの増大を支えているのが、光ファイバによる光通信技術である。ＦＴＴＨアクセス網を用いた音楽や映像の送受信、情報のリアルタイム化によって、アクセスラインの急速なブロードバンド化が進んでいる。
【０００３】
このような光ファイバを用いた通信には、光ファイバと光デバイスを接続するためのインタフェースが必須である。通常、光ファイバは並列に複数本並べて被覆の施されたテープファイバの形で取り扱われており、ファイバとデバイスとの接続部にはＶ溝つき基板とリッドにより光ファイバの芯線が等間隔に実装された光ファイバアレイ部品が用いられている。このような光ファイバアレイ部品に代表される光部品の構造としては、V溝をガラスやシリコン基板上に精密に作製し、その上に光ファイバの芯線を搭載して、リッドにより押さえ、接着剤で固定したものが実現されている。この構造は光ファイバアレイ部品のみならず、シリコンベンチのような光実装部品の光ファイバ固定法として一般的に用いられている。
【０００４】
図１に、従来の光ファイバアレイ部品の構造を示す。この光ファイバアレイ部品は、基板３０のＶ溝３１にテープファイバ２０からの光ファイバ芯線２１を搭載してリッド１０で固定するように構成されている。このような光ファイバアレイ部品の構造は、例えば特許文献１の図７に示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３１９１７９７号
【特許文献２】特開平１０−９６８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような構造の光ファイバアレイ部品では、Ｖ溝およびリッドのエッジにより、ファイバ芯線に局所的な力がかかり、傷がつきやすいという問題があった。特に、図１（ｂ）に示すようにＶ溝のエッジとリッドのエッジが一致している場合は、ファイバ芯線２１には、図１（ｃ）に示すように局所的に三方向からの力が集中することになる。このような状態で、温度変化などの外的ストレスがかかると、ファイバが断線するなどの問題が生じる。
【０００７】
この問題に対処するために、Ｖ溝のエッジとリッドのエッジをずらしたり（特許文献１の図３など）、リッドのエッジに丸みをつけたり（特許文献２の図６）することで、ファイバにかかる局所的な力を分散し、傷がつかない構造が提案されている。しかしなお、エッジとファイバが接触することで生じる傷やストレスを防止することはできない。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ファイバに座屈構造を持たせることでエッジとの接触を避け、信頼性の高い光ファイバ部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、溝を有する基板と、前記溝に芯線が配置された光ファイバと、前記芯線を前記溝に固定するように前記基板に搭載されたリッドとを備えた光部品において、前記芯線の先端と反対側の前記リッドのエッジが、前記芯線の先端と反対側の前記溝のエッジより前記芯線の先端側に配置され、前記光ファイバの芯線を、前記芯線の先端と反対側の前記溝のエッジ部に接触させないように座屈させたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光部品において、溝を有する基板と、前記溝に芯線が配置された光ファイバと、前記芯線を前記溝に固定するように前記基板に搭載されたリッドとを備えた光部品において、前記芯線の先端と反対側の前記溝のエッジが、前記芯線の先端と反対側の前記リッドのエッジより前記芯線の先端側に配置され、前記光ファイバの芯線を、前記芯線の先端と反対側の前記リッドのエッジ部に接触させないように座屈させたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１ないし２のいずれかに記載の光部品において、前記光ファイバは上下にスタックされたテープファイバであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光部品において、前記リッドのエッジ部と前記溝のエッジ部との距離Ｇは前記光ファイバの芯線の径ｄに対してＧ≧４ｄであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光部品において、前記リッドの長さと前記溝の長さとの比は１／２以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の光部品において、前記光ファイバの芯線が前記溝に搭載された前記基板と前記リッドを接着剤で固着し、前記接着剤の接着面の少なくとも一方に凹凸をつけたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光部品において、前記光ファイバの芯線の近傍の接着面には凹凸をつけていないことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の光部品において、前記溝に対向する前記リッドの接着面には凹凸をつけていないことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光部品において、前記溝に対向する前記リッドの接着面であって、前記光ファイバの芯線と接触する部分から１ｍｍの範囲には凹凸をつけていないことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項６ないし９のいずれかに記載の光部品において、前記凹凸の凸部は凹凸をつけていない面から突出していないことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項６ないし１０のいずれかに記載の光部品において、前記凹凸をつけた面の表面粗さＲａは１〜５μｍであることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の光部品において、前記リッドまたは前記基板と前記光ファイバの被覆終端部との間で前記光ファイバの芯線を覆うように樹脂が充填されたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の光部品であって、前記基板または前記リッドの材質は、ガラス、シリコン、プラスティックのいずれかであることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の光部品であって、前記基板または前記リッドの材質は、紫外線または可視光に対して透過性があることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２５】
図２に、本発明の一実施形態における光ファイバ部品の構造を示す。この光ファイバ部品は、Ｖ溝３１を有する基板３０と、光ファイバ芯線２１を有するテープファイバ２０と、Ｖ溝に搭載された光ファイバ芯線を固定するリッド１０とから構成されている。図２に示すように、テープファイバ２０の光ファイバ芯線２１は、基板３０のＶ溝３１に搭載され、リッド１０により固定されている。
【００２６】
図２では、テープファイバからのファイバ芯線をエッジ部４０で座屈させている。この構造では、図２（ｃ）に示すように、ファイバ芯線はＶ溝のエッジから離れた状態となり、Ｖ溝のエッジ部でファイバ芯線に局所的な力がかかることはない。
【００２７】
ファイバ芯線を座屈させるためには、リッドまたは基板のＶ溝部の長さを変える必要がある。図２では、リッドの長さを短くし、Ｖ溝のエッジ部でファイバ芯線を座屈させている。ファイバ芯線を座屈させる度合いは、図３（ａ）に示すように、ファイバ芯線２１がＶ溝３１から完全に離れていてもよいし、図３（ｂ）に示すように、Ｖ溝３１から完全に離れていなくてもＶ溝のエッジから離れていれば本発明の効果を得ることができる。また、リッドのエッジ部ではファイバ芯線に三方向から局所的な力がかかり、マイクロベントによる光学特性の劣化を引き起こすことがある。したがって、リッドのエッジからＶ溝のエッジまでの距離Ｇは、マイクロベントなどの光学的劣化が生じない範囲にする必要がある。経験的には、ファイバ芯線の径の４倍以上であることが望ましい。
【００２８】
一方、リッドの長さを短くし、距離Ｇを大きく取ると、リッドとＶ溝基板の接着面積が減少し、接着強度が劣化する。図４に、リッドの長さをａとし、Ｖ溝の長さをｂとした場合の接着相対強度を示す。なお、この図は、リッドの長さとＶ溝の長さが等しいとき（ａ＝ｂ）のときの接着強度を１としている。
【００２９】
図に示すように、Ｖ溝の長さｂに対するリッドの長さａの割合ａ／ｂが０．５を下回ると接着強度がピークから１／３以下に低下することが分かる。リッドが短くなると、接着面積が減少するが、同時にファイバの曲がりによって生じる上向きの応力は小さくなり剥離が抑制される効果が生じる。また、一般に接着部周辺は接着時のストレスなどにより剥離が生じやすく中央部に比べて接着力が小さくなり、接着面積０点付近ではある一定の接着面積がなければ接着強度は面積に応じて上昇しない。これらのことから、接着強度は図４のグラフのようになるものと考えられる。ファイバ部品としては接着強度が１／３を下回るとリッドを保持できなくなる。例えば、幅２．５ｍｍ、Ｖ溝長４ｍｍの８芯ハーフピッチファイバ部品において、リッドの長さを２ｍｍより小さくすると接着強度が十分ではなかった。これら接着強度に関する検討からａ／ｂは０．５以上あることが望ましい。
【００３０】
次に、図５に本発明の他の実施形態による光ファイバ部品のいくつかを示す。図５（ａ）から（ｄ）のいずれにおいても、ファイバ芯線２１を座屈させるために、リッドのエッジとＶ溝のエッジが離間している。リッドのエッジとＶ溝のエッジが一致している場合は、図６に示すように、エッジ部においてファイバ芯線２１に三方向から局所的な力が加わり、マイクロベントによる光学特性の劣化やファイバ芯線に生じた傷から断線につながることがある。図５に示す構造のように、リッドのエッジとＶ溝のエッジが離間している場合は、図７に示すように、Ｖ溝のエッジ部では上方向からの圧力を受けないので、エッジで受ける力が軽減される。さらに、本発明ではファイバ芯線に座屈構造を持たせて、エッジ部でファイバに局所的な力が加わらないようにしている。
【００３１】
図５（ａ）では、リッドのエッジ部分に丸みをつけた構造としている。これにより、エッジ部４０だけでなく、リッドのエッジによるファイバ芯線２１への局所的な力を防止している。また、図５（ｂ）に示すように、リッドの下部を斜めに切り取ったり、図５（ｃ）に示すように、リッドの下部を曲面加工したりして、座屈構造を受け入れる構造とすることもできる。さらに、上述した接着強度の劣化を抑えるために、図５（ｄ）に示すように、Ｖ溝のエッジ付近のリッド部分を取り除いて、座屈構造を受け入れる構造とすることもできる。これにより、リッドと基板の接着面積を他の構造と比べて大きく取ることができるので、光部品を小型化しつつ、リッドと基板の接着強度を確保することができる。
【００３２】
図５は、通常ピッチの４芯のテープファイバを使用した場合の実施形態を示したが、本発明は他のタイプのテープファイバにも適用することができる。図８に、４芯のテープファイバを２段平行に重ねたハーフピッチの光ファイバ部品を示す。図８（ａ）は、従来技術の構造による光ファイバ部品を示し、図８（ｂ）は、本発明の構造による光ファイバ部品を示し、図８（ｃ）は、本発明の構造における下側テープファイバの座屈構造を示している。
【００３３】
図８（ａ）に示す従来の構造では、上側テープファイバ２０ａからリッド１０まで距離が短いためファイバ芯線２１ａの曲率が大きく、そのためリッドに働く上向の応力も相対的に大きくなる。また、特許文献１では、Ｖ溝に対して斜め上からファイバ芯線を実装する構造が開示されている。この構造では、リッドに対して上向きの力がかからないが、上下のファイバが両方とも斜め上から実装されるので、ファイバテープが光ファイバ部品から斜めに搭載されるか、またはファイバテープ部分を平行にするために、光ファイバ部品内で十分な空間を確保しなければならない。これは、光ファイバ部品のアセンブリにおいて問題となる。
【００３４】
図８（ｂ）に示す本発明による構造では、上側テープファイバ２０ａからリッド１０までの距離が従来の構造に比べて大きくとれるため、その間のファイバ芯線２１ａの曲率が大きく、リッドに働く上向の応力も相対的に小さくなる。これにより、リッドに対して上向きの応力を抑えつつ、テープファイバを光ファイバ部品から平行に取り出すことができる。また、本発明による構造によれば、図８（ｃ）に示すように、下側テープファイバ２０ｂからのファイバ芯線２１ｂを座屈させることにより、Ｖ溝エッジにファイバ芯線を接触させることなく、ファイバ芯線をＶ溝に実装することができる。図８（ｃ）から分かるように、基板のエッジ部でのファイバ芯線２１ｂの高さｙがｈより大きければ、ファイバ芯線はＶ溝のエッジに接触しない。ここで、水平方向（Ｘ軸）の原点を下側テープファイバ２０ｂからファイバ芯線２１ｂが露出する点にとり、高さ方向（Ｙ軸）の原点を下側テープファイバ２０ｂのファイバ芯線２１ｂの最下部にとり、Ｘ軸からＶ溝内に搭載されたファイバ芯線までの距離をｈとしている。また、Ｙ軸からリッドまでの距離をＬとすると、ファイバ芯線の位置（ｘ，ｙ）の関係式は次式で表される。
（１）
ｙ＝１／２ｈ（１−ｃｏｓπ（ｘ／Ｌ））＋１／２δ（１−ｃｏｓ２π（ｘ／Ｌ））
【００３５】
ここで、ｃｏｓ２π（ｘ／Ｌ）成分の係数であるδは、座屈によって生じるファイバのたわみ量を表している。ｘ＝Ｌ−Ｇのとき、ｙがｈよりも大きければファイバ芯線はＶ溝のエッジ部分に接触しない。従って、以下の条件式を満たすことが必要になる。
（２）
ｈ＜１／２ｈ（１−ｃｏｓπ（（Ｌ−Ｇ）／Ｌ））＋１／２δ（１−ｃｏｓ２π（（Ｌ−Ｇ）／Ｌ））
【００３６】
図８に示すようにファイバ芯線への負荷という面からは、リッドはできるだけ短い方が望ましい。しかし、光ファイバ部品の十分な信頼性を得るためには、リッドと基板の接着強度は可能な限り大きい方がよい。ここで、基板のＶ溝の長さを例えば４ｍｍとし、リッドの長さを３ｍｍとすると（すなわちＧ＝１ｍｍ）、ファイバ径が１２５μｍの場合、上記の距離Ｇとファイバ径ｄの条件式Ｇ≧４ｄおよびリッドと基板の接着強度の条件式ａ／ｂ≧０．５のいずれをも満たす。座屈構造がＶ溝のエッジに触れない条件ｙ＞ｈについては、Ｖ溝基板のザグリ量、Ｖ溝の深さ、ファイバ芯線の長さ、テープファイバの厚さなどに依存するが、上記の（２）式を満たす範囲で許容される。
【００３７】
Ｖ溝基板のザグリ量については、ファイバ芯線がテープファイバから露出する点と、ファイバ芯線がＶ溝に嵌入する点との位置関係によって座屈の入り方が変わってくることに関係する。座屈を上向きに作るために、リッドが短い場合は、Ｖ溝に搭載されたファイバ芯線の高さに対し、ファイバ芯線が露出する点での高さは低くなければならない。
【００３８】
以上、ファイバの座屈を利用してファイバとＶ溝エッジの接触を防止する点について述べたが、このような座屈を生じさせるには、例えば通常の１２５μｍ径のファイバではリッド方向に１００ｇ程度の加重をかけることで達成される。この加重Ｆとファイバ芯線の長さＬおよびファイバ径ｄとの間には、次式の関係がある。
（３）  Ｆ∝ｄ４／Ｌ２
【００３９】
したがって、ファイバ径が８０μｍなどの場合のように細いファイバ芯線を用いると、ファイバ芯線の長さを短くでき、座屈構造を持たせた小型の光ファイバ部品を実現することができる。
【００４０】
また、図８に示したようにファイバ芯線への負荷という面からは、リッドはできるだけ短い方が望ましいが、光ファイバ部品の十分な信頼性を得るためには、リッドと基板の接着強度を大きくする必要がある。そこで、図９に示すように、基板とリッドの接着面に凹凸をつけることで接着強度を高めることができる。例えば、接着面を粗化することによって接着面積を増やすことができる。この場合、ファイバ芯線と接触する部分に凹凸をつけると、ファイバ芯線を傷つけるおそれがあるので凹凸をつけないことが望ましい。そこで、図１０に示すように、ファイバ芯線に接触する部分１１は凹凸をつけず、鏡面の状態にしておく。
【００４１】
リッドがファイバ芯線と接触する部分１１は、リッドの搭載後、常にファイバ芯線に接していることになるので、この部分に凹凸があるとファイバ芯線に常に不均一なストレスを与え続けることになる。そのため、リッドのファイバ芯線と接触する部分１１は、凹凸をつけず、鏡面状態にしておく必要がある。リッドを目視で搭載する場合は、ファイバ芯線に接触する部分から最大で１ｍｍまでの範囲には凹凸をつけないようにするのが望ましい。リッドの搭載精度を上げれば、この範囲を狭めることが可能であり、凹凸をつけない鏡面領域はファイバ芯線に接触する部分から最大で０．５ｍｍ程度の範囲とすることができる。さらに、５０μｍ程度のリッド搭載精度があれば、凹凸をつけない鏡面領域はファイバ芯線が接触している部分から最大で１００μｍ程度まで狭めることができる。
【００４２】
また、Ｖ溝基板についても同様であり、Ｖ溝部にファイバ芯線を搭載する際に、Ｖ溝の外側に凹凸があると、ファイバ芯線がその部分に触れて傷つくおそれがある。したがって、ファイバ芯線を目視で搭載する場合は、基板のＶ溝から最大で１ｍｍまでの範囲に凹凸をつけないようにするのが望ましい。ファイバ芯線の搭載精度を上げれば、この範囲を狭めることが可能であり、凹凸をつけない鏡面領域はＶ溝から最大で０．５ｍｍ程度の範囲とすることができる。さらに、５０μｍ程度の搭載精度があれば、凹凸をつけない鏡面領域はＶ溝から最大で１００μｍ程度まで狭めることができる。
【００４３】
以上のように、リッドとＶ溝基板に凹凸をつけない鏡面領域を設けることで、ファイバ芯線が凹凸によって傷つき、断線する確率を低減することができる。なお、凹凸をつける領域は広いほど接着強度を向上させることができる。
【００４４】
また、リッドの凹凸をつけない部分は、図１１に示すように、必要に応じて異なるパターンを選択することができる。図１０（ａ）は、Ｖ溝の直上部分のすべてに凹凸をつけない例であり、図１０（ｂ）は、ファイバ芯線と接触する部分のみに凹凸をつけない例である。また、図１０（ｃ）は、ファイバ芯線がリッドとＶ溝の間に嵌入する部分のみに凹凸をつけない例である。これは、ファイバ芯線が受けるストレスはこの部分で特に大きく、この部分でファイバ芯線の断線につながる可能性が高いためである。図１０（ｃ）の凹凸をつけていない部分１１は、リッドを目視で搭載する場合、ファイバ芯線とリッドが接触するエッジ部分から１ｍｍ以内の範囲とすることができる。リッドの搭載精度を上げれば、この範囲を狭めることが可能であり、凹凸をつけない鏡面領域はファイバ芯線とリッドが接触するエッジ部分から０．５ｍｍ程度の範囲とすることができる。さらに、５０μｍ程度の搭載精度があれば、凹凸をつけない鏡面領域はファイバ芯線とリッドが接触するエッジ部分から最大で１００μｍ程度まで狭めることができる。
【００４５】
また、図１２に示すように、凹凸をつけた部分１２は、凹凸をつけていない鏡面部分１１から突出しないようにする。例えば、リッドの凹凸部分の突起が鏡面部分から突出していると、対向するＶ溝基板の平面部に当たって、リッドがファイバ芯線を十分に押さえることができないおそれがあるからである。これは、Ｖ溝基板およびリッドの両方の凹凸部分についていえることである。
【００４６】
V溝基板とリッドの接着面に凹凸をつけるためには、例えば粗研磨などにより粗化を行うことができる。この場合、表面粗さが小さすぎるとその効果が小さく、表面粗さが大き過ぎるとファイバの適切な固定の妨げとなってしまう。そのため、粗化面の表面粗さＲａは１〜５μｍであることが望ましい。作製する粗化面は、V溝基板またはリッド部材を直接粗研磨してもよいし、ウェットエッチングやブラスト等よって加工してもよい。なお、図１０および１１に示すように表面を粗化する部分としない部分を作製する場合は、粗化しない部分をマスキングした後にサンドブラストにより表面を粗化する方法が簡便である。
【００４７】
以上、リッドの長さが基板のＶ溝部よりも短い場合を例に説明したが、逆に基板のＶ溝部をリッドの長さより短くしても同様の効果が得られる。この場合、Ｖ溝基板のザグリ量を大きくして上側テープファイバの高さを下げ、上側テープファイバの芯線部分の曲率をできるだけ小さくするのが望ましい。これにより、上側テープファイバの芯線からリッドにかかる応力が低減される。この場合、上側テープファイバからのファイバ芯線の座屈構造が下向きに生じることは言うまでもない。
【００４８】
また、上記ではファイバ芯線をＶ溝に搭載する場合を例に説明したが、溝はファイバ芯線を正確に固定できれば、Ｕ溝、四角溝、多角形の溝、複数のファイバを一括して収容するコの字型の溝などでもよい。
【００４９】
また、リッドまたは基板とファイバの被覆終端部の間にあるファイバ芯線がむき出しの状態であると外部からの物理的ストレス等により、ファイバ芯線が損傷を受け断線する可能性がある。そこで、この空間にはファイバ保護用の樹脂（図示せず）を充填し、ファイバ芯線を覆うことが好ましい。充填する樹脂は、リッドや基板およびファイバ芯線との接着性がよく、適切な硬度を持つものとする必要がある。樹脂の硬度が２０ショアＡ未満の場合には、樹脂内でファイバ芯線の移動が起こり、基板エッジ部やザグリ部表面と接触することでファイバ芯線に傷が入ることがある。また、樹脂の硬度が８０ショアＤを越える場合には、熱刺激に対する膨張や収縮により樹脂表面がひび割れ等の劣化が起こり、ファイバ芯線を保護できなくなる。従って、ファイバ芯線保護用樹脂の硬度は２０ショアＡ〜８０ショアＤであることが望ましい。
【００５０】
基板およびリッドの材質は、ガラス、半導体、プラスティックなどを使用することができる。組立工程において、接着剤として紫外線硬化剤を使用する場合は、基板とリッドの少なくとも一方が紫外線に対して透過性のある材料を用いると都合がよい。また、組立後のゴミや泡残りを確認するために、基板とリッドの少なくとも一方を可視光に対して透過性がある材料にすると検査が容易になる。
【００５１】
本発明は、光スプリッタやＡＷＧのようなパッシブ部品、レーザダイオード（ＬＤ）やフォトダイオード（ＰＤ）のようなアクティブ素子、光スイッチや光変調器のような部品と共に使用することができる。図１３に、導波路型平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の光スプリッタとファイバの接続例を示す。テープファイバおよび単芯ファイバ２０とＰＬＣ５０との接続に本発明による技術を用いることで、光部品の信頼性を向上させることができる。
【００５２】
図１４は、シリコンベンチとリッドによるＰＬＣとファイバの接続例を示している。この接続例では、Ｖ溝が作製されたシリコン基板（シリコンベンチ）３０の上にＰＬＣチップ５０を搭載し、光ファイバ２１を接続してリッド１０で固定し、接着剤で固着している。光ファイバの実装に本発明による技術を用いることで、光部品の信頼性を向上させることができる。なお、シリコンベンチ上にはＰＬＣチップだけでなく、フィルタなどのパッシブ部品、ＬＤやＰＤ、アンプなどのアクティブ素子を搭載してもよい。
【００５３】
実際に本発明による光ファイバアレイ部品を高温高湿による加速試験にかけたところ、ファイバの断線確率を大幅に低減できることが確認できた。したがって、本発明の構造を用いることにより、光ファイバアレイ部品の信頼性を高めることができる。
【００５４】
以上、本発明について、具体的にいくつかの実施形態について説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来の光ファイバアレイ部品の構造を示す図であり、図１（ａ）は光ファイバアレイ部品の斜視図であり、図１（ｂ）は光ファイバアレイ部品の側面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）の線分Ｉ−Ｉ’における断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による光ファイバアレイ部品の構造を示す図であり、図２（ａ）は光ファイバ部品の斜視図であり、図２（ｂ）は光ファイバアレイ部品の側面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）の線分ＩＩ−ＩＩ’における断面図である。
【図３】Ｖ溝のエッジと光ファイバ芯線の関係を示す図であり、図３（ａ）はファイバ芯線がＶ溝から完全に離れている状態を示し、図３（ｂ）はファイバ芯線がＶ溝から完全に離れていない状態を示している。
【図４】リッドの長さをａとし、Ｖ溝の長さをｂとした場合の接着相対強度を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態による光ファイバ部品のいくつかを示す図であり、図５（ａ）はリッドがＶ溝よりも短くリッドのエッジに丸みを持たせた実施形態を示し、図５（ｂ）はリッドの下部を斜めに切り取って座屈構造を受け入れる実施形態を示し、図５（ｃ）はリッドの下部を曲面加工して座屈構造を受け入れる実施形態を示し、図５（ｄ）はＶ溝のエッジ付近のリッド部分を取り除いて座屈構造を受け入れる実施形態を示している。
【図６】リッドのエッジとＶ溝のエッジが一致している場合にエッジ部のファイバ芯線に局所的な力が加わる様子を説明する図であり、図６（ａ）はエッジ部の側面図であり、図６（ｂ）はエッジ部の断面図である。
【図７】リッドのエッジとＶ溝のエッジが一致していない場合にエッジ部のファイバ芯線に局所的な力が加わる様子を説明する図であり、図７（ａ）はエッジ部の側面図であり、図７（ｂ）はエッジ部の断面図である。
【図８】テープファイバを２段平行に重ねたハーフピッチの光ファイバ部品を使用した場合の構造を示し、図８（ａ）は従来の構造による光ファイバ部品の断面図を示し、図８（ｂ）は本発明の構造による光ファイバ部品の断面図を示し、図８（ｃ）は本発明の構造における光ファイバ芯線の座屈構造を示している。
【図９】基板とリッドの接着面に凹凸をつけて接着強度を高めることができることを説明するための図である。
【図１０】リッドの凹凸をつける部分と凹凸をつけない部分について説明するための図である。
【図１１】リッドの凹凸をつける部分と凹凸をつけない部分のいくつかのパターンを示し、図１１（ａ）はＶ溝の直上部分全体に凹凸をつけない場合を示し、図１１（ｂ）は光ファイバ芯線と接する部分のみにストライプ状に凹凸をつけない場合を示し、図１１（ｃ）はＶ溝のエッジ部近辺のみに凹凸をつけない場合を示している。
【図１２】凹凸をつけた部分と凹凸をつけていない鏡面部分を説明するために図であり、図１２（ａ）は凹凸をつけた部分と凹凸をつけていない部分を有するリッドの底面を示し、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の線分Ｖ−Ｖ’における断面図を示している。
【図１３】本発明を適用することができる導波路型ＰＬＣとファイバの接続例を示す図である。
【図１４】本発明を適用することができるシリコンベンチとリッドによるＰＬＣとファイバの接続例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  リッド
１１  鏡面部分
１２  凹凸部分
２０  テープファイバ
２１  ファイバ芯線
３０  基板
３１  Ｖ溝
４０  Ｖ溝のエッジ部
５０  ＰＬＣ
【図１】
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【図２】
0004663505.tif 000003
【図３】
0004663505.tif 000004
【図４】
0004663505.tif 000005
【図５】
0004663505.tif 000006
【図６】
0004663505.tif 000007
【図７】
0004663505.tif 000008
【図８】
0004663505.tif 000009
【図９】
0004663505.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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