(57)【要約】  光ファイバの端部部分を受承する複数の溝を備えた第１の表面を有する第１のフェルール部分であって、上記溝は第１のフェルール部分に対する上記端部部分の配置及び配向を画定する、第１のフェルール部分；及び上記第１のフェルール部分の上記第１の表面に対面する第２の表面を有する第２のフェルール部分であって、第１のフェルール部分を上記第１の表面が上記第２の表面に対向するように第２のフェルール部分に取り付ける、第２のフェルール部分を備える密閉型光ファイバ位置合わせ組立体であって、空隙が第１のフェルール部分と第２のフェルール部分との間で画定され、この空隙は上記溝より幅広く、及び各光ファイバの宙吊り部分が空隙内に宙吊りにされ、並びにこの空隙を封止剤で封止する、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。封止剤は、空隙内の光ファイバの宙吊り部分を取り囲んで延在する。第２のフェルール部分及び第２のフェルール部分の少なくとも一方に窓部を設け、空隙を露出し、この窓部を通して封止剤を注入する。別の態様は、光電気モジュール用の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体及び密閉型貫通接続である。更なる態様では、密閉型組立体は、光電気モジュールへの位置合わせ及び光電気モジュールへのアクセス用の端子を提供する。
2015513126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバの少なくとも端部部分を受承する複数の溝を備えた第１の表面を有する第１のフェルール部分であって、前記溝は前記第１のフェルール部分に対する前記端部部分の配置及び配向を画定する、第１のフェルール部分；及び
前記第１のフェルール部分の前記第１の表面に対面する第２の表面を有する第２のフェルール部分であって、前記第１のフェルール部分を、前記第１の表面が前記第２の表面に対向するように前記第２のフェルール部分に取り付ける、第２のフェルール部分；
を備える、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体であって、
空隙が前記第１のフェルール部分と前記第２のフェルール部分との間で画定され、前記空隙は前記溝より幅広く、及び各前記光ファイバの宙吊り部分が前記空隙内に宙吊りにされ、
前記空隙を封止剤で封止する、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項２】
前記封止剤は、前記空隙内の前記光ファイバの宙吊り部分を取り囲んで延在する、請求項１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項３】
前記第１のフェルール部分の少なくとも１つの前記第１の表面は、前記第１のフェルール部分の第１の受け口を画定するウェルを備え、前記第１の受け口と前記第２のフェルール部分とが前記空隙を画定する、請求項２に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項４】
前記第２のフェルール部分の前記第２の表面は、前記第２のフェルール部分の第２の受け口を画定するウェルを備え、前記第１の受け口と前記第２の受け口とが前記空隙を画定する、請求項３に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項５】
前記第１のフェルール部分及び前記第２のフェルール部分の少なくとも一方に窓部を設けて、前記空隙を露出し、前記窓部を通して前記封止剤を注入する、請求項１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項６】
前記窓部を前記光ファイバよりも幅広くサイズ決めする、請求項５に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項７】
前記光ファイバの各前記端部部分が、複数の接触点において少なくとも前記溝の側壁と接触し、前記接触点において前記光ファイバと前記溝との間に封止剤が存在しない、請求項１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項８】
前記光ファイバの前記端部部分は、前記第１のフェルール部分の第１の端面と略同一平面で終端する、請求項１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項９】
前記光ファイバは、前記第１のフェルール部分の第２の端面と略同一平面で終端する、請求項１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項１０】
前記光ファイバは、別の端部において、前記第１及び第２のフェルール部分を超えて延在しない、請求項２に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項１１】
前記第１のフェルール部分及び前記第２のフェルール部分の少なくとも一方を、打抜き加工で形成する、請求項１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項１２】
前記第１のフェルール部分及び前記第２のフェルール部分の少なくとも一方を、金属材料で作製する、請求項１１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項１３】
ハウジング；及び
前記ハウジングに対して密閉封止される、請求項１に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体；
を備える、光電気モジュール。
【請求項１４】
ハウジング；及び
前記ハウジングに密閉封止され、位置合わせスリーブにより外部接続用の端末を形成する、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体；
を備える、光電気モジュール。
【請求項１５】
複数の光ファイバの少なくとも端部部分を受承する複数の溝を備えた第１の表面を有する第１のフェルール部分であって、前記溝は前記第１のフェルール部分に対する前記端部部分の配置及び配向を画定する、第１のフェルール部分；及び
前記第１のフェルール部分の前記第１の表面に対面する第２の表面を有する第２のフェルール部分であって、前記第１のフェルール部分を、前記第１の表面が前記第２の表面に対向するように前記第２のフェルール部分に取り付ける、第２のフェルール部分；
を備える密閉型光ファイバ位置合わせ組立体であって、
空隙が前記第１のフェルール部分と前記第２のフェルール部分との間で画定され、前記空隙は前記溝より幅広く、及び各前記光ファイバの宙吊り部分が前記空隙内に宙吊りにされ、
前記空隙を封止剤で封止する、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項１６】
複数の光ファイバ及び前記光ファイバの１本の少なくとも端部部分をそれぞれ受承する複数の溝が存在する、請求項１５に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項１７】
密閉型光ファイバ組立体を形成する方法において、
第１及び第２のフェルール部分を形成するステップであって、前記第１のフェルール部分は複数の光ファイバの少なくとも端部部分を受承する複数の溝を備えた第１の表面を有し、前記溝は前記第１のフェルール部分に対する前記端部部分の配置及び配向を画定し、及び前記第２のフェルール部分は前記第１のフェルール部分の第１の表面に対面する第２の表面を有するものである、ステップ；
前記第１のフェルール部分を前記第１の表面が前記第２の表面に対向するように前記第２のフェルール部分に取り付けるステップであって、前記第１のフェルール部分と前記第２のフェルール部分との間で空隙が画定され、前記空隙は前記溝より幅広く、及び各前記光ファイバの宙吊り部分が前記空隙内に宙吊りにされるものである、ステップ；並びに
前記空隙を封止剤で封止するステップ；
を含む、方法。
【請求項１８】
窓部を前記第１及び第２のフェルール部分の少なくとも一方に設け、前記窓部は前記空隙を露出し、前記窓部を通して前記封止剤を注入する、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記封止剤は、前記空隙内の前記光ファイバの前記宙吊り部分を取り囲んで延在する、請求項１８に記載の密閉型光ファイバ位置合わせ組立体。
【請求項２０】
前記組立体の１つの端部に真空を印加して、前記空隙から前記溝へと前記封止剤を流し込む、請求項１９の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１２年４月１１日出願の米国仮特許出願第６１／６２３０２７号、及び２０１２年９月１０日出願の米国仮特許出願第６１／６９９１２５号の優先権の利益を主張するものである。これらの出願はその全体が本明細書中に記載されているかのように、参照によってその全体が本明細書に援用される。以下に言及する全ての公報は、その全体が本明細書中に記載されているかのように、参照によってその全体が本明細書に援用される。
【０００２】
政府の権利
本発明は、米国海軍航空軍事センター航空機部門（ＮＡＶＡＬ  ＡＩＲ  ＷＡＲＦＡＲＥ  ＣＴＲ  ＡＩＲＣＲＡＦＴ  ＤＩＶＩＳＩＯＮ）によるＮｏ．Ｎ６８３３５−１２−Ｃ−０１２３の契約の下で政府のサポートにより作成された。政府は本発明において一定の権利を有する。
【技術分野】
【０００３】
本発明は、光ファイバフェルールの構造に関し、特に光ファイバを位置合わせするためのフェルールを備える、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体に関する。
【背景技術】
【０００４】
（例えば高解像度の映像データ用の）現代のデータ伝送のための帯域幅要件の高まりにより、ファイバ光信号の伝送は、データを通信するためにユビキタスになってきた。光信号は、光ファイバのネットワーク並びに関連するコネクタ及びスイッチを通して、光ファイバによって伝送される。光ファイバは、所定の物理的なサイズ／空間に関して、銅線と比較して有意に高い帯域幅のデータ伝送容量及び低い信号損失を実証している。
【０００５】
ファイバ光信号伝送では、光信号と電気信号との間の変換が、光ファイバの終端を超えて実施される。具体的には、光ファイバの出力端部において、光ファイバから出力される光を変換受信器によって検出し、更に下流のデータ加工用の電気信号へと変換（即ち、光−電気変換）する。光ファイバの入力端部において、変換送信器により光ファイバに入力するために電気信号を光信号へと変換（即ち、電気−光変換）する。
【０００６】
光電気デバイス（受信器及び送信器並びに関連する光学素子並びに電子ハードウェア）は、光電気モジュール又はパッケージに収容される。光ファイバは、光電気モジュールのハウジングの外部から、ハウジングの壁に設けられた開口を通して導入される。光ファイバの端部は、ハウジング内に保持されている光電気デバイスに光学的に結合される。貫通接続素子により、光ファイバの一部を、壁の開口を通過した状態で支持する。様々な用途のために、光電気デバイスを光電気モジュールのハウジング内に密閉封止し、腐食媒体や湿気等から構成部品を保護することが望ましい。光電気モジュールのパッケージは全体として密閉封止されなければならないので、光電気モジュールハウジング内の電気−光構成部品を環境から確実かつ継続的に保護するように、貫通接続素子を密閉封止しなければならない。
【０００７】
従来、密閉型貫通接続は、光ファイバの一部分を通過させるための大きな間隙を画定する円柱状のスリーブの形態である。光ファイバは、スリーブを超えて光電気モジュールへと延在する。光ファイバの端部は、（スリーブとは別個の）フェルール内で終端される。このフェルールは内部に設けられた光電気デバイスと位置合わせされている。エポキシ等の封止材料を用いて、光ファイバとスリーブの内壁との間の間隙空間を封止する。スリーブを光電気モジュールハウジングの開口へと挿入し、典型的にはハウジングのスリーブの外壁をはんだ付けすることによって、この開口を封止する。スリーブの外壁は、はんだ付けを容易にするため、及び腐食抵抗を改善するために金メッキしてよい。
【０００８】
スリーブと光ファイバとの間の大きな間隙を設け、このような間隙を封止するためのエポキシを使用すると（即ち、外側のファイバ壁とスリーブの内壁との間にエポキシ層を設けると）、スリーブは光ファイバを、スリーブに対して全く位置合わせされていない状態で支持する。封止材料が内部に保持した光ファイバの一部分に応力及び歪み緩和をもたらすと、脆弱なファイバは取り扱い中に容易に破損しない。スリーブは本質的に、光電気モジュールハウジングに対して封止され、スリーブ内の密閉封止に光ファイバを通過させる、グロメット又は導管として機能する。以下で述べるように、光ファイバの端部を、フェルールを用いて許容可能な許容誤差の範囲まで光電気デバイスに対して位置合わせする必要がある。
【０００９】
光ファイバの入力／出力を光電気モジュール内の光電気デバイスに光学的に結合するためには、（例えばレーザ等の）光源からの光を光ファイバの入力端部に視準及び／又は集束し、光ファイバの出力端部からの光を受信器に視準及び／又は集束するための、レンズやミラー等の光学素子が必要である。許容可能な信号レベルを達成するために、光ファイバの端部を送信器及び受信器に対して厳しい許容誤差で精密に位置合わせして、光ファイバを送信器及び受信器に対して支持されている光学素子に精密に位置合わせしなければならない。従来、内部の光学素子及び構造が、許容可能な許容誤差で所望の光学的位置合わせを達成する必要がある場合、接続ポートを含む結合構造を、光ファイバの端部を終端するフェルールが結合された密閉封止された光電気モジュールハウジング内に設ける。従って、送信器及び受信器並びに関連する光学素子並びに接続構造は、一般にかさばり、有意な空間を占有するので、小型の電子デバイスで使用するには適さないものとなる。従来、送信器及び受信器を備える光電気モジュールは一般に、所定のポート数に対して極めて高価であり、サイズが比較的大きい。光ファイバは脆弱なので、光電気モジュール内の結合構造に物理的に接続する間及びその後の取り扱いを慎重にして、貫通接続スリーブでの破損を回避しなければならない。光ファイバが破損した場合、密閉型光ファイバ貫通接続がはんだ付けされている光電気モジュール全体を取り換えるのが業界の慣習である。送信器及び受信器に対する光ファイバの接続及び光学的位置合わせを実施しなければならず、その構成部品をサブミクロンレベルの精度で製造しなければならず、更に高速処理で完全に自動化して経済的に製造できなければならない。
【００１０】
既存のファイバ光データ伝送の上述の欠点は、多チャネルファイバ伝送においてより深刻となる。
【００１１】
ＯＺ  Ｏｐｔｉｃｓ社は、スリーブに複数の光ファイバを通過させ、スリーブを超えて光ファイバを延在させ、光ファイバの端部がスリーブとは別個の位置合わせフェルール内に保持されるようにする、ガラスはんだを用いた多ファイバ密閉封止パッチコードを提供する。ＯＺ  Ｏｐｔｉｃｓ社は更に、金属はんだを用いた多ファイバ密閉封止パッチコードを提供しており、この場合光ファイバは金属で被覆される（金属蒸着ファイバ）。光ファイバを、スリーブ内に支持されるケイ素フェルールを用いて終端する。このスリーブはフェルールとは別個の構成部品である。スリーブの外壁を金メッキして、光電気モジュールハウジングに対して封止する。しかしながら、これらの多ファイバ密閉型貫通接続構成は、上述の従来技術の欠点を解決するようには見えず、少なくとも製造性の観点から、更なる複雑さ及び費用が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
求められるのは、光学的位置合わせ、製造性、使いやすさ、機能性及び信頼性を低コストで改善する、改良された密閉型光ファイバ位置合わせ組立体である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、光学的位置合わせ、製造性、使いやすさ、機能性及び信頼性を低コストで改善し、これにより従来技術の構造の欠点の多くを克服する、改良された密閉型光ファイバ位置合わせ組立体を提供する。
【００１４】
一態様では、本発明は、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体を提供し、この組立体は：複数の光ファイバの少なくとも端部部分を受承する複数の溝を備えた第１の表面を有する第１のフェルール部分であって、上記溝は上記第１のフェルール部分に対する上記端部部分の配置及び配向を画定する、第１のフェルール部分；並びに、上記第１のフェルールの上記第１の表面に対面する第２の表面を有する第２のフェルール部分であって、上記第１のフェルール部分は、上記第１の表面を上記第２の表面に対向させて上記第２のフェルール部分に取り付けられる、第２のフェルール部分を備え、空隙が上記第１のフェルール部分と上記第２のフェルール部分との間で画定され、上記空隙は上記溝より幅が広く、上記空隙内で各光ファイバの宙吊り部分が宙吊りにされ、上記空隙は封止剤で封止される。上記封止剤は、上記空隙内の光ファイバの宙吊り部分を取り囲んで延在する。上記第１のフェルール部分の少なくとも１つの上記第１の表面に、上記第１のフェルール部分内に第１の受け口を画定するウェルを設け、上記第１の受け口と上記第２のフェルール部分とが上記空隙を画定する。上記第１のフェルール部分及び上記第のフェルール部分の少なくとも一方に、窓部を設けて上記空隙を露出し、この窓部を通して封止剤を注入する。
【００１５】
本発明の別の態様では、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体は、光学的位置合わせ及び光電気モジュール用の密閉型貫通接続を提供する。本発明の更なる態様では、密閉型光ファイバ位置合わせ組立体は、光電気モジュールへの位置合わせ及びアクセスするための端子を提供する。
【００１６】
本発明の本質及び利点、並びに好適な使用形態を十分に一層理解するために、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照されたい。添付の図面においては、複数の図面を通して類似又は同様の部品には類似の参照番号を付している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体が密閉封止された光電気モジュールハウジングの概略斜視図
【図２】本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体を有する光ジャンプパッチコードの概略図
【図３】本発明の一実施形態による、光電気モジュールハウジングに対して密閉封止された密閉型光ファイバ組立体を有する図２の光ジャンプパッチコードの概略図
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体の斜視図
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体の斜視図
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体の斜視図
【図５Ａ】図４の密閉型光ファイバ組立体の平面図
【図５Ｂ】図４の密閉型光ファイバ組立体の平面図
【図５Ｃ】図４の密閉型光ファイバ組立体の平面図
【図５Ｄ】代替実施形態の密閉型光ファイバ組立体の平面図
【図６】本発明の一実施形態による、図４の密閉型光ファイバ組立体の分解斜視図
【図７Ａ】密閉型光ファイバ組立体のカバーの平面図
【図７Ｂ】密閉型光ファイバ組立体のカバーの平面図
【図７Ｃ】密閉型光ファイバ組立体のカバーの平面図
【図７Ｄ】密閉型光ファイバ組立体のカバーの平面図
【図７Ｅ】密閉型光ファイバ組立体のカバーの平面図
【図８Ａ】密閉型光ファイバ組立体のフェルールの平面図
【図８Ｂ】密閉型光ファイバ組立体のフェルールの平面図
【図８Ｃ】密閉型光ファイバ組立体のフェルールの平面図
【図８Ｄ】密閉型光ファイバ組立体のフェルールの平面図
【図８Ｅ】密閉型光ファイバ組立体のフェルールの平面図
【図９Ａ】図５Ａの直線９Ａ−９Ａに沿った断面図
【図９Ｂ】図５Ａの直線９Ｂ−９Ｂに沿った断面図
【図９Ｃ】図５Ａの直線９Ｃ−９Ｃに沿った断面図
【図９Ｄ】図５Ａの直線９Ｄ−９Ｄに沿った断面図
【図９Ｅ】図５Ａの直線９Ｅ−９Ｅに沿った断面図
【図１０Ａ】本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体の光ファイバの出口端部における光配向素子の斜視図
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体の光ファイバの出口端部における光配向素子の斜視図
【図１０Ｃ】図１０Ｂの直線１０Ｃ−１０Ｃに沿った断面図
【図１１】本発明の別の実施形態による、密閉型光ファイバ組立体が密閉封止された光電気モジュールハウジングの概略斜視図
【図１２】密閉型光ファイバ組立体のプロトタイプの断面図の写真
【図１３】本発明の別の実施形態による、光電気モジュールハウジングに対する密閉型光ファイバ組立体の据付け部の追加の詳細を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明について、様々な実施形態に関して図面を参照しながら以下に説明する。本発明を本発明の目的を達成するための最適な様式として記述するが、本発明の精神又は範囲を逸脱することなく、教示に照らして変更例を実施できることは、当業者には明らかであろう。
【００１９】
本発明は、光学的位置合わせ、製造性、使いやすさ、機能性及び信頼性を低コストで改善し、これにより従来技術の構造の欠点の多くを克服する、改良された密閉型光ファイバ組立体を提供する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態による光電気モジュール１２の概略図であり、この光電気モジュールに対して密閉型光ファイバ組立体１０を密閉封止する。光電気モジュール１２はハウジング１４を備え、このハウジング１４は、基部１６と、ハウジングに対して密閉封止されるカバーとを備え、これによりハウジングの外部環境からハウジングの内部を保護する。簡略化のために、図１では光電気モジュール１２のカバーは省略している。ハウジングのチャンバ内に取り囲まれているのは、光電気デバイス１７、１８（例えば、図１では詳細に示していないが、図３において概略的に示している、送信器及び受信器並びに関連する電子機器並びに／又は光学素子等）である。光電気モジュール１２内の電子機器は、弾性の電気接続ピン１９を介して外部の回路基板２０に電気的に結合される。
【００２１】
図示した実施形態では、ハウジング基部１６は２つの開口２１、２２を備え、これらの開口を通して密閉型光ファイバ組立体１０を挿入する。本発明の一態様によると、各密閉型光ファイバ組立体１０は、ファイバリボン２３内の光ファイバ２４用の密閉型貫通接続として機能する。図示した実施形態では、ファイバリボン２３内に４本の光ファイバ２４が存在する。密閉型光ファイバ組立体１０はまた、フェルールとしても機能し、このフェルールは互いに対して及び密閉型光ファイバ組立体１０の外面に対して固定位置にある光ファイバ２４の端部（即ち、部分又は「端部部分」）を支持する。以下に詳細に述べるように、密閉型光ファイバ組立体１０をハウジング１４に対して（例えば基部１６にある開口（２１、２２）においてはんだ付けすることにより）固定して取り付けると、光ファイバ２４の端部は、ハウジング１４内の光電気デバイス（１７、１８）に対して所定の位置に固定される（即ち、精密に位置合わせされる）。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態による、密閉型光ファイバ組立体１０を有する光ジャンプパッチコード３０を示す概略図である。図３は、本発明の一実施形態による、光電気モジュールハウジングに密閉封止された密閉型光ファイバ組立体１０を備える光ジャンプパッチコード３０を示す概略図である。図示した実施形態では、光ジャンプパッチコード３０は２つのファイバリボン２３を備え、各ファイバリボン２３は、一方の端部を密閉型光ファイバ組立体１０によって終端され、別の端部を通常はファイバネットワークに結合するためのコネクタ２５によって終端される。コネクタ２５及び光電気モジュール１２は、光電気周辺基板の一部であってよい。この光電気周辺基板は回路基板（図示せず）を備え、この回路基板は、光電気モジュール１２及びコネクタ２５をその縁部において支持する。この場合、光ジャンプパッチコード３０は、光電気モジュール１２から、ファイバネットワーク又はバックプレーンプリント回路基板への外部接続用の光電気周辺基板の内蔵端末（即ちコネクタ２５）までの、短距離光ファイバ接続として機能する。
【００２３】
図４〜９は、本発明の一実施形態による密閉型光ファイバ組立体１０の詳細構造を示す。密閉型光ファイバ組立体１０は、本質的にフェルール組立体であり、このフェルール組立体は、光ファイバ２４の端部を位置合わせするために設けられた平行な開放型溝を有する。
【００２４】
図４Ａ〜４Ｃは、密閉型光ファイバ組立体１０の斜視図である。図５Ａ〜５Ｃは、密閉型光ファイバ組立体１０の平面図である。図６は、密閉型光ファイバ組立体１０の分解斜視図である。図９Ａ〜９Ｅは、図５Ａの直線９Ａ−９Ａ〜９Ｅ−９Ｅに沿った断面図である。図示した実施形態では、フェルール組立体１０は２つのフェルール部分を備え、そのうち第１のフェルール部分（以降、フェルール４０と呼ぶ）は光ファイバ位置合わせ溝３４を備え、第２のフェルール部分（以降、カバー４２と呼ぶ）はいずれの位置合わせ溝を備えていない。フェルール部分はそれぞれ、（管又はスリーブと比較して）概ね平坦な構造を有する。
【００２５】
図７Ａ〜７Ｅは、密閉型光ファイバ組立体１０のカバー４２の平面図である。図７Ａを参照すると、カバー４２の下側３８（フェルール４０に対面する側）は、中央付近に受け口４４を形成する浅型のウェルと、カバー４２の長手方向の１つの端部に切り欠き部４５とを備える。面取り部４６を、長手方向の縁部に設ける。
【００２６】
図８Ａ〜８Ｅは、密閉型光ファイバ組立体１０のフェルール４０の平面図である。図８Ａを参照すると、フェルール４０の下側３９（カバー４２に対面する側）は、中央付近に受け口５４を形成する浅型のウェルと、フェルール４０の長手方向の１つの端部に切り欠き部５５とを備え、これらは上記受け口４４及び切り欠き部４５に対応する。下側３９に平行な水平面にある平行な長手方向の複数の溝３４を、端面５６と受け口５４との間に設ける。下側３９に平行な水平面にある追加の平行な長手方向の複数の溝３５を、受け口５４と切り欠き部５５との間に設ける。図９Ｅも参照すると、溝３４、３５は、各光ファイバ２４の終端部分（即ち、保護緩衝層及び外被を除去した、クラッド層が露出した状態の、各光ファイバの剥き出しの端部である短い部分）を受承するようサイズ設定される。具体的には、溝３４は、互いに対して及びフェルール４０の外面に対して光ファイバ２４の端部を精密に位置決めするよう、精密にサイズ設定される。（例えば基部１６にある開口（２１、２２）においてはんだ付けすることにより）密閉型光ファイバ組立体１０をハウジング１４に対して取り付けると、光ファイバ２４の端部は、ハウジング１４内の光電気デバイス（１７、１８）に対して所定の位置に固定される（即ち、精密に位置決めされる）。
【００２７】
図９Ｅにより明確に示すように、カバー４２の下側３８とフェルール４０の下側３９とが互いに対面するようにカバー４２とフェルール４０とを嵌合すると、受け口４４と４５とにより、空隙４８が画定される。この空隙により、各光ファイバ２４の一部分を宙吊りにする（即ち、フェルール４０とカバー４２とに接触しないようにする）。フェルール４０は、窓部４１を備え、この窓部を通して上記空隙４８に封止剤を注入できる。図９Ｂも参照すると、窓部４１の幅は、光ファイバ２４の直径よりも実質的に広く、平行に配置された全ての光ファイバ２４を露出するようにフェルールを横切って延在する（図４Ｃを参照；即ち窓部４１の幅は、フェルール４０の平面にある全ての溝３４を合わせた幅より広い）。更に、切り欠き部４５、５５が、歪み緩和部４３を受承する受け口４９を形成する。この歪み緩和部４３は、組立体１０の他の端部において（剥き出しの光ファイバ２４を覆う保護層を備える）ファイバリボン２４を支持する。
【００２８】
図８Ｄ及び９Ａを参照すると、溝３４の壁は、概ねＵ字型の断面を画定する。各溝３４の深さは、光ファイバを溝３４上に突出させずに、光ファイバの上部と溝の上部とが実質的に一致するように（即ち、下側３９の表面と実質的に同じ高さにおいて）、光ファイバを完全に保持するようサイズ設定される。カバー４２の下側３８とフェルール４０の下側３９とを互いに対面させてカバー４２とフェルール４０とを嵌合すると、カバー４２の下側３８が溝３４を覆うように光ファイバの上壁に丁度接触し、これにより光ファイバ２４を溝３４内に保持する。
【００２９】
フェルールの溝３４は、例えば機械的に嵌合するか又は締り嵌め（若しくは押し合わせ）することによって、光ファイバ２４（保護緩衝及び外被層無しの、クラッドが露出した剥き出し部分）をクランプ留めし、確実に保持するよう構成する。例えば、溝３４の幅を光ファイバ２４の直径より僅かに小さくサイズ設定することで、光ファイバ２４を締り嵌めによって溝３４内にぴったりと保持できる。締り嵌めにより、光ファイバ２４は定位置に確実にクランプ留めされ、結果として光ファイバ２４の端部の位置及び配向は溝３４の配置及び長手方向の軸により設定される。図示した実施形態では、溝３４は、剥き出しの光ファイバ２４（即ち、保護緩衝及び外被層無しの、クラッドが露出した剥き出し部分）をぴったりと受承するＵ字型の断面を有する。溝３４の両側の側壁は略平行であり、溝の開口を、側壁間の平行の空間（即ち、僅かにＣ字型の断面）より僅かに狭くすることで、光ファイバ２４のための追加の機械的嵌合又は締り嵌めを提供してよい。このような開放型溝の構造の更なる詳細は、２０１２年４月５日出願の米国特許出願第１３／４４０９７０号明細書に見られ、この特許出願は参照によってその全体が本明細書に援用される。溝３４を備えたフェルール４０は、効果的には、光ファイバ２４の端部を互いに対してかつフェルール４０の外部の幾何学的形状に対して正確に配置及び位置合わせして光ファイバ２４を支持する、一体型の開放型フェルールである。
【００３０】
溝３４は、断面が円形の底部を備えてよく（図９Ａを参照）、この底部は、光ファイバの円柱状の壁の半分（即ち、半円柱形の壁）とぴったりと接触する。いずれの事象でも、光ファイバ２４の壁が溝３４の少なくとも側壁と接触（例えば圧着）し、少なくとも光ファイバの側部が溝３４の側壁と（例えば断面において略接線方向の接触で）厳密に接触する。光ファイバと隣接する溝３４の側壁との間のこのような側部接触により、互いに対する及びフェルール４０の少なくとも側部に対する、光ファイバ２４の必要な水平位置合わせ位置／空間を画定する幾何学的配置が保証される。フェルール４０内の溝３４の深さの精密なサイズ設定により、フェルール４０の少なくとも外面（下側３９に対向する上面）に対する光ファイバ２４の必要な垂直位置合わせ位置を画定する、カバー４２に関する幾何学的配置が保証される。
【００３１】
光ファイバ２４の一部分を空隙４８のもう一方の側にある光ファイバ２４の端部から離間して保持するための溝３５については、溝３４と同様の幾何学的配置及び／又は設計考慮を有してよい。しかしながら、光ファイバの光学的位置合わせのためには、光ファイバ２４の終端部分を支持するための厳密な許容誤差を有する位置合わせ溝３４を設けるだけでよいことに留意されたい。歪み緩和部４３のより近くに設けた溝３５については、この溝の許容誤差は光ファイバ２４の端部の外部の光学的構成部品に対する光学的位置合わせに関係しないため、溝３４のような厳しい許容誤差を有する必要がない。
【００３２】
組立体１０の密閉封止を、本発明の一実施形態による以下の手順によって実装できる。端部部分の保護緩衝及び外被層を除去して、光ファイバ２４をフェルール４０の溝３４、３５内に位置決めする。図９Ｅに概要を示す構成で、カバー４２をフェルールに対して（例えば外部クランプ留めにより）嵌合する。カバー４２とフェルール４０とは、金スズはんだを用いてはんだ付けされる。面取り部４６は、余分なはんだを注入できるいくらかの間隙を提供する。なお、面取り部４６は、組立体１０とモジュールハウジング１４との間のはんだ付けを容易にするために、潜在的な間隙を減らすよう、カバー４２の全長に沿って延在していないことが示されている。
【００３３】
図１３も参照すると、ガラスはんだ等の封止剤３７（又は密閉封止に適した他の封止剤）は、受け口４９に真空を印加して、フェルール４０の窓部４１を通して注入される。これにより、ガラスはんだを流し込み、光ファイバ２３と溝３５とカバー４２との間の空隙４８及び利用可能な空間／間隙を充填する。これらの溝は断面において概ねＵ字型とする（図１３参照）。ガラスはんだのいくらかは、光ファイバ２３と位置合わせ溝３４とカバー４２との間の利用可能な空間を充填するように流れる。空隙からそれぞれの溝までの少なくとも入り口付近の領域の利用可能な空間を塞ぐよう、十分な距離だけ封止材が流し込まれている限り、ガラスはんだを溝３４又は３５全体を通して流し込む必要はない。受け口４４、５４が溝３４、３５よりも深い深さを有すると、封止剤は空隙４８内に宙吊り状態にされている光ファイバ２４の一部分を取り囲んで包被する。封止剤は本質的に、空隙４８内に組立体１０全体に亘って漏れを防止する密閉栓を形成する。組立体１０の構造は、２つのフェルール部分（上述の実施形態ではフェルール４０とカバー４２）以外にいずれの外部スリーブを必要とせずに、密閉封止できる。従って、密閉型組立体の構造は極めて簡素であり、効果的な密閉封止を提供する。
【００３４】
なお、光ファイバの壁と少なくとも溝３４の壁との間を厳密に接触させると、封止剤は、封止剤を注入する前に存在している光ファイバ２４とカバー４２と溝３４の壁との間の接触面の間に入れない。封止剤は、光ファイバ２４と溝３４とカバー４２との間の利用可能な空間及び／又は間隙を詰めるが、封止剤を注入する前の接触点における光ファイバと溝の壁との間に中間層を形成しないことが意図されており、そうでない場合は溝３４による光ファイバの位置合わせに影響を及ぼし得る。
【００３５】
ガラスはんだを用いて封止した後、エポキシ材料を受け口４９に注入して歪み緩和部４３を形成する。光ファイバ２４の露出端部を、フェルール４０の端面５６と略同一面となるように研磨し、密閉型組立体１０を仕上げてよい。ファイバ２４の端部は、フェルール４０の端面５６を超えて僅かに（最大数ミクロンで）突出していてよいが、光ファイバ２４のそれぞれの端部には保護緩衝及び外被層が存在しないため、端面５６を大幅に超えて延在できない。モジュールハウジング１４に対する組立体のはんだ付けを容易にするため、及び腐食耐性を改善するために、カバー４２及び／又はフェルール４０の表面を金メッキしてよい。
【００３６】
本発明の一態様によると、フェルール４０及び／又はカバー４２は、金属材料を精密打抜き加工することにより形成してよい。一実施形態では、この金属材料は、高剛性（例えばステンレススチール）、化学不活性（例えばチタニウム）、高温安定性（例えばニッケル合金）、低熱膨張率（例えばアンバ）を有するよう、又は他の材料の熱膨張率と適合するよう（例えばガラスと適合するコバールを）選択してよい。あるいはこの材料は、ケイ素、硬質プラスチック又は他の硬質高分子材料であってよい。
【００３７】
上で開示したフェルール４０及びカバー４２の開放構造は、低コストの高スループット処理である打抜き加工等の大量生産処理に適する。精密打抜き加工処理及び装置は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第７３４３７７０号明細書に開示されている。この特許はその全体が本明細書中に記載されているかのように、参照によってその全体が本明細書に援用される。上記特許に開示された処理及び打抜き加工装置を、本発明のフェルール４０及びカバー４２の特徴を精密打抜き加工するために適合できる。打抜き加工処理及びシステムは、少なくとも１０００ｎｍの許容誤差で部品を製造できる。
【００３８】
図５Ｄは代替実施形態を示し、ここでは相補的な位置合わせ溝３４’、３４’’（例えばＣ字型又は半円形の断面を有する溝）をフェルール部分４０’、４２’にそれぞれ設ける。溝３４’、３４’’は、図５Ｄの端面図（又は溝の長手方向の軸に直交する断面図）において、フェルール部分４０’と４２’’との間の接触境界面について対称又は非対称であってよい。フェルール部分４０’、４２’は、代替実施形態では同一であってよい。あるいは、Ｖ字型の断面を有する溝を、フェルール４０、カバー４２、及び／又はフェルール部分４０’、４２’のＵ字型又はＣ字型の溝の代わりに用いてよい。
【００３９】
ガラスはんだを注入するための窓部をフェルール４０に設ける代わりに、このような窓部をカバー４２に設けるか、又は追加してよい。更に、フェルール４０とカバー４２の一方のみに設ける受け口によって空隙４８を画定してよい。あるいは、受け口４４、５４を画定するウェルの代わりに、有意に大きいサイズの溝（即ち、組立体を密閉して内側に詰める封止剤の流入を容易にするための、光ファイバ２４と大きな溝との間の大きな間隙）を、溝３４と３５とを橋渡しするカバー４２及び／又はフェルール４０に設けてよい。
【００４０】
上述の実施形態は密閉型多ファイバフェルール組立体を目的としているが、本発明のコンセプトは、密閉型単一ファイバフェルール組立体にも等しく適用できる。
【００４１】
図１０Ａ、１０Ｂは、上で議論した密閉型光ファイバ組立体１０内の光ファイバ２４の端部における光配向素子の斜視図である；図１０Ｃは、図１０Ｂの直線１０Ｃ−１０Ｃに沿った断面図である。別個のミラー組立体５７（概略的に示す）を位置決めして、光ファイバ２４の端部と位置合わせし、ファイバ端部と、送信器（例えば、ＶＣＳＥＬ−垂直キャビティ面発光レーザ等のレーザ）又は受信器（例えば、光検知器）等の光電気デバイス５８（概略的に示す）との間で入力／出力される光を配向する。これらの光電気デバイスは、電気信号と光信号との間の変換を行うものであり、光電気モジュール１２内に包含される。図１３は、本発明の別の実施形態による、光電気モジュールハウジング１４の基部１６にある開口（２１、２２）を通した密閉型光ファイバ組立体１０の据付け部の追加の詳細を示す、断面図である。
【００４２】
ミラー組立体５７を組立体１０に取り付けてよく、ミラー組立体５７の入力／出力を位置決めして、光電気デバイス５８に対して位置合わせする。あるいは、ミラー組立体５７をモジュール１２内で支持し、密閉型組立体１０がミラー組立体５７に位置合わせされるように、光電気デバイス５８に対して位置合わせする。図３も参照すると、密閉型組立体１０は、モジュールハウジングの基部１６に密封封止される。密閉型組立体１０は、貫通接続として、及び光ファイバリボン２３用の位置合わせフェルールとして機能すると見做してよい。
【００４３】
上述の実施形態は、概ね矩形の断面を有する密閉型フェルール組立体について記述しているが、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、他の断面の幾何学形状を実装してよい。
【００４４】
図１１に示す実施形態を参照すると、密閉型フェルール組立体は、概ね楕円形の断面を有してよい。密閉型組立体６０の構造は、外形の断面形状が概ね楕円形であることを除いて、既出の実施形態の密閉型組立体１０と同様であってよい。密閉型組立体６０は、楕円形の断面を有する密閉型組立体を形成する、２つのフェルール部分を備える。フェルール部分の一方は、（下側３８と同じ表面特徴を有する）既出の実施形態のカバー２４に相当してよく、フェルール部分の他方は、（下側３９と同じ表面特徴を有する）既出の実施形態のフェルール４０に相当してよい。この実施形態では、既出の実施形態のように光ファイバリボン２３に接続させる密閉型フェルール組立体を設ける代わりに、密閉型フェルール組立体６０を光電気モジュール１２のハウジング１４に密閉状態で取り付け、両端部が組立体６０を大幅に超えないように光ファイバを組立体６０内に保持する（即ち、組立体６０内に保持された光ファイバは、組立体６０の両端面と略同一平面で終端する；このとき組立体６０の端面の一方は、モジュールハウジング１４内にある）。あるいは、図１１の楕円形の密閉型組立体を、既出の実施形態の密閉型組立体１０に置き換えてよい。この場合、概ね矩形の断面を有する位置合わせスリーブが必要となる。
【００４５】
従ってこの実施形態では、密閉型フェルール組立体６０は、（例えばパッチコード６３のフェルール組立体６０及びフェルールを受承するようサイズ設定された相補的な形状を有するスプリットスリーブ等の）位置合わせスリーブ６２を用いて、（例えば楕円形の断面を有する同様に形成されたフェルールを備えるパッチコード６３等の）光ファイバリボン等の別の光デバイスに結合するための、モジュール１２用の取り外し可能な端末を提供する。この実施形態では、密閉型フェルール組立体６０を、外部デバイスへの光学的位置合わせ用の位置合わせフェルールを有するモジュール１２の密閉型端末と見做してよい。この実施形態によると、置換用ファイバリボンを密閉型フェルール端末に差し込むことによって、不完全な外部光ファイバリボンを置き換えてよい。
【００４６】
別のファイバリボン内の光ファイバに光学的位置合わせ／光結合するように構成された上述の密閉型組立体について、密閉型組立体の外面は、位置合わせスリーブを用いて位置合わせするための高い許容誤差を維持すべきである。上述の実施形態では、フェルールの位置合わせのための位置合わせピンは不要である。従って、フェルール部分（フェルール及びカバー）の打抜き加工については、溝、フェルール部分の嵌合用表面、及びスリーブと接触させる外面を含む、フェルール部分の本体全体の打抜き加工を含んでよい。スリーブも同様に打抜き加工によって精密形成してよい。これにより、溝と密閉型組立体の位置合わせ外面との間の要求された寸法関係を維持し、位置合わせピンに頼らない、位置合わせスリーブのみを用いた位置合わせを容易にする。
【００４７】
本発明による密閉型光ファイバ位置合わせ組立体は、従来技術の欠点の多くを克服し、精密位置合わせ、環境条件に対する高い信頼性を提供し、低コストで製造できる。本発明の密閉型組立体は、光学的位置合わせ及び／又は密閉型貫通接続を目的として、単一又は複数のファイバを支持するよう構成してよい。
【００４８】
本発明を好適な実施形態を参照して図示し、説明してきたが、本発明の精神、範囲及び教示から逸脱することなく、様々な変更を施せることは当業者には理解されるであろう。従って、開示した発明は、単なる例示、及び添付の請求項に明記された範囲のみに限定されるものと考えるべきものではない。
【符号の説明】
【００４９】
１０  密閉型光ファイバ組立体
１２  光電気モジュール
１４  ハウジング
１６  基部
１７、１８、５８  光電気デバイス
１９  電気接続ピン
２０  回路基板
２１、２２  開口
２３  ファイバリボン
２４  光ファイバ
２５  コネクタ
３０  光ジャンプパッチコード
３４、３５、３４’、３４’’、１３４  溝
３７  封止剤
３８  カバーの下側
３９  フェルールの下側
４０、４０’、４２’、１４０  フェルール
４１  窓部
４２、１４２  カバー
４３  歪み緩和部
４５  カバーの切り欠き部
４６  面取り部
４４  カバーの受け口
４８  空隙
５４  フェルールの受け口
５５  フェルールの切り欠き部
５６  端面
５７  ミラー組立体
４９  受け口
６０  密閉型組立体
７０  延長部分
１１０  密閉型光ファイバ位置合わせ組立体
１１３  構造化反射面
１２４  構造化反射面と端面との間の部分
１２７  肩部
１３９  フェルールの上面
１５８  ＶＣＳＥＬ光源
１５９  光
【図１】
2015513126.tif 000003
【図２】
2015513126.tif 000004
【図３】
2015513126.tif 000005
【図４Ａ】
2015513126.tif 000006
【図４Ｂ】
2015513126.tif 000007
【図４Ｃ】
2015513126.tif 000008
【図５Ａ】
2015513126.tif 000009
【図５Ｂ】
2015513126.tif 000010
【図５Ｃ】
2015513126.tif 000011
【図５Ｄ】
2015513126.tif 000012
【図６】
2015513126.tif 000013
【図７Ａ】
2015513126.tif 000014
【図７Ｂ】
2015513126.tif 000015
【図７Ｃ】
2015513126.tif 000016
【図７Ｄ】
2015513126.tif 000017
【図７Ｅ】
2015513126.tif 000018
【図８Ａ】
2015513126.tif 000019
【図８Ｂ】
2015513126.tif 000020
【図８Ｃ】
2015513126.tif 000021
【図８Ｄ】
2015513126.tif 000022
【図８Ｅ】
2015513126.tif 000023
【図９Ａ】
2015513126.tif 000024
【図９Ｂ】
2015513126.tif 000025
【図９Ｃ】
2015513126.tif 000026
【図９Ｄ】
2015513126.tif 000027
【図９Ｅ】
2015513126.tif 000028
【図１０Ａ】
2015513126.tif 000029
【図１０Ｂ】
2015513126.tif 000030
【図１０Ｃ】
2015513126.tif 000031
【図１１】
2015513126.tif 000032
【図１２】
2015513126.tif 000033
【図１３】
2015513126.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月4日(2015.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2015513126.tif 000035
【図２】
2015513126.tif 000036
【図３】
2015513126.tif 000037
【図４Ａ】
2015513126.tif 000038
【図４Ｂ】
2015513126.tif 000039
【図４Ｃ】
2015513126.tif 000040
【図５Ａ】
2015513126.tif 000041
【図５Ｂ】
2015513126.tif 000042
【図５Ｃ】
2015513126.tif 000043
【図５Ｄ】
2015513126.tif 000044
【図６】
2015513126.tif 000045
【図７Ａ】
2015513126.tif 000046
【図７Ｂ】
2015513126.tif 000047
【図７Ｃ】
2015513126.tif 000048
【図７Ｄ】
2015513126.tif 000049
【図７Ｅ】
2015513126.tif 000050
【図８Ａ】
2015513126.tif 000051
【図８Ｂ】
2015513126.tif 000052
【図８Ｃ】
2015513126.tif 000053
【図８Ｄ】
2015513126.tif 000054
【図８Ｅ】
2015513126.tif 000055
【図９Ａ】
2015513126.tif 000056
【図９Ｂ】
2015513126.tif 000057
【図９Ｃ】
2015513126.tif 000058
【図９Ｄ】
2015513126.tif 000059
【図９Ｅ】
2015513126.tif 000060
【図１０Ａ】
2015513126.tif 000061
【図１０Ｂ】
2015513126.tif 000062
【図１０Ｃ】
2015513126.tif 000063
【図１１】
2015513126.tif 000064
【図１２】
2015513126.tif 000065
【図１３】
2015513126.tif 000066
【国際調査報告】
2015513126.tif 000067
2015513126.tif 000068