(57)【要約】【課題】光パワーの変動を低減できる光導波路パッケージを提供する。【解決手段】光導波路パッケージ１０は、ハウジング１１と、光導波路結合体１２と、弾性ガイド部材５１，６２を備えている。光導波路結合体１２は、導波路デバイス２０と、導波路デバイス２０の両端面に接合されたファイバアレイ２１，２２とを備えている。ハウジング１１には、光導波路結合体１２を収容する結合体収容部１５が形成されている。弾性ガイド部材５１，６２はシリコーン等のゴム弾性を有する材料からなり、光ファイバ部材２５，３５を周面側から挿入可能な切込み５６，６６が形成されている。ハウジング１１の内部に封止材が充填される。弾性ガイド部材５１，６２は、硬化前の液状の封止材がハウジング１１から漏れることを阻止すべく、ハウジング１１の端部のガイド部材収容部４１，４２に収容されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路が形成された導波路デバイスの端面にファイバアレイを接合してなる光導波路結合体と、
前記光導波路結合体が収容される結合体収容部を有したハウジングと、
弾性を有する材料からなり前記ファイバアレイに固定された光ファイバ部材を挿通するファイバ挿通孔を有するとともに該光ファイバ部材を周面側から前記ファイバ挿通孔に挿入可能な切込みを有していて前記ハウジングに収容される弾性ガイド部材と、
前記ハウジングの内部に充填される封止材と、
を具備したことを特徴とする光導波路パッケージ。
【請求項２】
前記弾性ガイド部材は、前記封止材が前記ハウジングから漏れることを阻止すべく前記ハウジングの端部のガイド部材収容部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路パッケージ。
【請求項３】
前記弾性ガイド部材の端部が前記ハウジングの外部に突出し、該端部がその先端に向かって細くなるテーパ形状をなしていることを特徴とする請求項１または２に記載の光導波路パッケージ。
【請求項４】
前記弾性ガイド部材の硬さがデュロメータ５０°以下で、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲での弾性率変化が３０％以下の材料からなることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の光導波路パッケージ。
【請求項５】
前記弾性ガイド部材がシリコーンからなることを特徴とする請求項４に記載の光導波路パッケージ。
【請求項６】
前記光ファイバ部材が複数の光ファイバを互いに平行に複数配置してなるテープ状の光ファイバ部材であり、該光ファイバ部材を挿入する前記弾性ガイド部材の前記切込みが、該光ファイバ部材の光ファイバが並ぶ方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路パッケージ。
【請求項７】
前記光ファイバ部材が複数の光ファイバを互いに平行に複数配置してなるテープ状の光ファイバ部材であり、該光ファイバ部材を挿入する前記弾性ガイド部材の前記切込みが、該光ファイバ部材の光ファイバが並ぶ方向に対し垂直な方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路パッケージ。
【請求項８】
前記弾性ガイド部材と前記光ファイバ部材とが、前記弾性ガイド部材と同等の硬さの接着剤で互いに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路パッケージ。
【請求項９】
前記封止材の硬さがデュロメータ５０°以下で、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲での弾性率変化が３０％以下の材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光導波路パッケージ。
【請求項１０】
前記封止材がシリコーンからなることを特徴とする請求項９に記載の光導波路パッケージ。
【請求項１１】
前記封止材の硬化前の粘度が１Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項９に記載の光導波路パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用の光分岐器等に適用される光導波路パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
導波路デバイスとファイバアレイとを接合してなる光導波路結合体が、温度変化や振動等に耐えるようにするために、光導波路結合体をハウジングの内部に収容し、ハウジングの内部に樹脂を充填することによって、光導波路結合体を封止することが提案されている。（例えば下記特許文献１参照）
特許文献１に記載されている光導波路モジュールでは、ハウジングの内部にモジュール本体が収容され、ジェリー状の樹脂などがハウジングの内部に充填される。ハウジングの両端部には筒状の保護カバーが一体に形成され、これら保護カバーに形成された貫通孔に光ファイバが挿通されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−９２３４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例のようにハウジングの内部にモジュール本体を収容しかつ液状の樹脂を充填するものでは、前記貫通孔の径が大きいと、ハウジング内の樹脂が貫通孔から外部に漏れてしまうという問題がある。
【０００５】
前記貫通孔の径を小さくすれば樹脂の漏れを防止できるが、貫通孔の径が小さいと光ファイバの一部が該貫通孔の内面によって拘束され、温度変化による変形応力によって、光導波路結合体の光パワーが変動する原因になることが判った。また、前記貫通孔に光ファイバを挿通する作業に手間がかかり、その作業の際に光ファイバを折ったり損傷させてしまう懸念もある。
【０００６】
従ってこの発明の目的は、光パワーの変動を抑制することができ、しかも製作が容易な光導波路パッケージを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光導波路パッケージは、光導波路が形成された導波路デバイスの端面にファイバアレイを接合してなる光導波路結合体と、前記光導波路結合体が収容される結合体収容部を有したハウジングと、弾性を有する材料からなり前記ファイバアレイに固定された光ファイバ部材を挿通するファイバ挿通孔を有するとともに該光ファイバ部材を周面側から前記ファイバ挿通孔に挿入可能な切込みを有していて前記ハウジングに収容される弾性ガイド部材と、前記ハウジングの内部に充填される封止材とを具備している。
【０００８】
本発明の好ましい形態では、前記弾性ガイド部材は、前記封止材が前記ハウジングから漏れることを阻止すべく前記ハウジングの端部のガイド部材収容部に設けられている。
【０００９】
本発明の好ましい形態では、前記弾性ガイド部材の端部が前記ハウジングの外部に突出し、該端部がその先端に向かって細くなるテーパ形状をなしている。前記弾性ガイド部材と封止材は、例えば硬さがデュロメータ５０°以下で、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲での弾性率変化が３０％以下の材料、例えばシリコーンからなる。封止材の硬化前の粘度は１Ｐａ・ｓ以下であることが望ましい。
【００１０】
前記光ファイバ部材が複数の光ファイバを互いに平行に複数配置してなるテープ状の光ファイバ部材である場合、前記切込みは、該光ファイバ部材の光ファイバが並ぶ方向に沿って形成されているか、もしくは前記光ファイバが並ぶ方向に対し垂直な方向に形成されている。
【００１１】
前記弾性ガイド部材と光ファイバ部材は、好ましくは前記弾性ガイド部材と同等の硬さの接着剤で互いに固定されている。本発明の好ましい形態では、前記封止剤は前記弾性ガイド部材と同じゴム弾性を有する材料からなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について図１から図５を参照して説明する。
図１に示す光導波路パッケージ１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１の内部に収容される光導波路結合体１２とを備えている。
【００１３】
ハウジング１１は、ハウジング本体１１ａと蓋１１ｂとを含んでいる。ハウジング本体１１ａと蓋１１ｂは、いずれも合成樹脂の成形品であるが、金属を機械加工することによって形成したものであってもよい。
【００１４】
ハウジング本体１１ａに、光導波路結合体１２を収容することのできる大きさの凹部からなる結合体収容部１５が形成されている。蓋１１ｂは結合体収容部１５を覆うようにしてハウジング本体１１ａに重ね合わされ、接着剤等によってハウジング本体１１ａに固定される。
【００１５】
図２に示されるように光導波路結合体１２は、光導波路１９が形成された導波路デバイス２０と、第１のファイバアレイ２１と、第２のファイバアレイ２２とを含んでいる。光導波路１９は、単芯の導波路コア１９ａから多芯の導波路コア１９ｂが分岐するように形成され、単芯の導波路コア１９ａから入射した光を、多芯の導波路コア１９ｂに均等に分配させることができるようになっている。
【００１６】
第１のファイバアレイ２１は、透光性を有する光硬化形の接着剤によって、導波路デバイス２０の一方の端面に接合されている。図１，２中の符号Ｌ１はその接合部を示している。第２のファイバアレイ２２は導波路デバイス２０の他方の端面に、透光性を有する光硬化形の接着剤によって接合されている。図１，２中の符号Ｌ２はその接合部を示している。
【００１７】
第１のファイバアレイ２１に単芯の光ファイバ部材２５が取付けられている。この光ファイバ部材２５は、１本の光ファイバ２６と、光ファイバ２６を覆う被覆材２７などによって構成されている。
【００１８】
この光ファイバ部材２５の端部が、被覆材２７で覆われている部分において、接着剤２８によって第１のファイバアレイ２１に固定されている。光ファイバ２６の先端面は、導波路デバイス２０の前記導波路コア１９ａに光学的に接続されている。
【００１９】
第２のファイバアレイ２２にテープ状の多芯の光ファイバ部材３５が取付けられている。この光ファイバ部材３５は、互いに平行に配置された複数（例えば８本）の光ファイバ３６と、これら光ファイバ３６を覆う被覆材３７とによって構成されている。
【００２０】
この光ファイバ部材３５の端部が、被覆材３７で覆われている部分において、接着剤３８によって第２のファイバアレイ２２に固定されている。各光ファイバ３６の端面は、それぞれ導波路デバイス２０の各導波路コア１９ｂに光学的に接続されている。
【００２１】
この光導波路結合体１２は、図３に示すようにハウジング本体１１ａに形成された結合体収容部１５に収容される。ハウジング本体１１ａの両端部、すなわち結合体収容部１５の一端側と他端側に、それぞれガイド部材収容部４１，４２が形成されている。
【００２２】
ハウジング本体１１ａと光導波路結合体１２との間に、光導波路結合体１２の厚さ方向の位置決めをなすためのスペーサ４０（図１に示す）を設けてもよい。このスペーサ４０は、後述する封止材７０と同等の機械的性質を有するものが望ましい。
【００２３】
一方のガイド部材収容部４１と結合体収容部１５との間に、第１の堰４３が形成されている。第１の堰４３には、単芯の光ファイバ部材２５を図１中の上方から挿入することのできるスリット４４が形成されている。他方のガイド部材収容部４２と結合体収容部１５との間に、第２の堰４５が形成されている。第２の堰４５には、多芯の光ファイバ部材３５を図１中の上方から挿入することのできる凹部４６が形成されている。
【００２４】
一方のガイド部材収容部４１に第１の弾性ガイド部材５１が収容されている。この弾性ガイド部材５１は、例えばシリコーン等のゴム弾性を有する材料からなる。この弾性ガイド部材５１は、第１の堰４３とハウジング本体１１ａの端壁５２との間に挿入されることによって、接着剤を用いることなく所定位置に保持されるとともに、前記スリット４４をガイド部材収容部４１側から塞ぐようになっている。
【００２５】
第１の弾性ガイド部材５１には、単芯の光ファイバ部材２５を通すことのできるファイバ挿通孔５５と、光ファイバ部材２５を周面側からファイバ挿通孔５５に挿入することの可能な切込み５６が形成されている。
【００２６】
光ファイバ部材２５を切込み５６からファイバ挿通孔５５に挿入したのち、切込み５６が広がらないように切込み５６の内面が接着剤によって固定される。また、光ファイバ部材２５の外周面とファイバ挿通孔５５の内周面が互いに接着剤によって固定される。ここで使用する接着剤は、弾性ガイド部材５１と同等の弾性率（硬さ）が望ましい。
【００２７】
第１の弾性ガイド部材５１の端部５７は、ハウジング１１の一端側の開口５８から外側に突出するようになっている。この端部５７は、先端に向かって細くなるテーパ形状（例えば円錐台形状）をなしている。
【００２８】
他方のガイド部材収容部４２に第２の弾性ガイド部材６２が収容されている。この弾性ガイド部材６２は、第１の弾性ガイド部材５１と同様の材料からなる。この弾性ガイド部材６２は、第２の堰４５とハウジング本体１１ａの端壁６３との間に挿入されることによって、接着剤を用いることなく所定位置に保持されるとともに、前記凹部４６をガイド部材収容部４２側から塞ぐようになっている。
【００２９】
第２の弾性ガイド部材６２には、多芯の光ファイバ部材３５を通すことのできるファイバ挿通孔６５と、光ファイバ部材３５を弾性ガイド部材６２の周面側からファイバ挿通孔６５に挿入することの可能な切込み６６が形成されている。この切込み６６は、多芯の光ファイバ部材３５の光ファイバ３６が並ぶ方向と垂直な方向に形成されている。
【００３０】
光ファイバ部材３５を切込み６６からファイバ挿通孔６５に挿入したのち、切込み６６が広がらないように、切込み６６の内面が接着剤によって固定される。また、光ファイバ部材３５の外周面とファイバ挿通孔６５の内周面が互いに接着剤によって固定される。ここで使用する接着剤は、弾性ガイド部材６２と同等の弾性率（硬さ）が望ましい。
【００３１】
第２の弾性ガイド部材６２の端部６７は、ハウジング１１の他端側の開口６８から外側に突出するようになっている。この端部６７は、先端に向かって細くなるテーパ形状をなしている。
【００３２】
これら弾性ガイド部材５１，６２は、温度変化を受けたときに膨張あるいは収縮するが、温度変化による応力をなるべく光ファイバ２６，３６に与えないことが必要である。なぜなら光ファイバ２６，３６に応力が負荷されると、光ファイバ２６，３６が変形し、光パワーが変動してしまうからである。
【００３３】
弾性ガイド部材５１，６２に硬い材料を用いると、膨張収縮したときに光ファイバ２６，３６に大きな応力を与えてしまうため、柔らかい材料を用いることが望まれる。エポキシ樹脂や合成ゴム、ウレタン樹脂等は、低温において弾性率が高くなり、収縮したときに大きな応力を光ファイバに与えてしまう。
【００３４】
これらの理由から、弾性ガイド部材５１，６２は、シリコーンのように硬さがデュロメータ５０°以下で、［−４０℃〜＋８５℃］の温度サイクルでの弾性率変化が３０％以下の材料が適している。
【００３５】
本発明者の行なった実験によれば、弾性ガイド部材５１，６２のデュロメータ硬さが７０°の場合には、前記温度サイクル［−４０℃〜＋８５℃］での光パワーの変動幅が０．７ｄＢであった。デュロメータ硬さが５０°の場合の変動幅は０．４ｄＢ、デュロメータ硬さが３０°の場合には０．３ｄＢであった。これらのことから、光パワーの変動幅の許容値（０．４ｄＢ以内）を満足するには、デュロメータ硬さで５０°以下が必要であることが判った。
【００３６】
第１の弾性ガイド部材５１と光ファイバ部材２５とを固定する接着剤と、第２の弾性ガイド部材６２と光ファイバ部材３５とを固定する接着剤についても、温度変化による光ファイバ２６，３６の応力を減らすために、例えばシリコーンのように硬さがデュロメータ５０°以下で［−４０℃〜＋８５℃］の温度範囲での弾性率変化が３０％以下の材料が使用される。
【００３７】
図４に示されるように、ハウジング本体１１ａの内部に封止材７０が隙間無く充填される。この封止材７０がハウジング１１の内部で硬化することによって、光導波路結合体１２がハウジング本体１１ａ内の所定位置に封止される。この封止材７０によって、ハウジング１１の外部の温度変化や振動の影響等が光導波路結合体１２に及ぶことが緩和される。
【００３８】
封止材７０は、温度変化が生じた時に導波路デバイス２０や光ファイバ２６，３６の応力を小さくするために、弾性ガイド部材５１，６２と同様の硬さのゴム弾性を有する材料が使用される。例えばシリコーン（シリコンゴム）のように、硬さがデュロメータ５０°以下で、かつ［−４０℃〜＋８５℃］の温度サイクルでの弾性率変化が３０％以下の材料が適している。
【００３９】
また、封止材７０が硬化する前の粘度は、封止材７０がハウジング１１の内部に十分にゆきわたるよう、低粘度（１Ｐａ・ｓ以下）が適している。低粘度の封止材７０であれば、ハウジング本体１１ａに注入する際に気泡が混じることがなく、ハウジング本体１１ａの内部に均等に充填させることができる。
【００４０】
次に、上記光導波路パッケージ１０の製造工程について説明する。
この場合、光ファイバ部材２５，３５が、弾性ガイド部材５１，６２を介してハウジング１１に固定されるため、光ファイバ部材２５，３５が引っ張られても、光導波路結合体１２に過剰な張力が加わらず、光導波路結合体１２がハウジング１１の内部で動くこともない。
【００４１】
また、弾性ガイド部材５１，６２の端部５７，６７が先細のテーパ状に形成されているため、光ファイバ部材２５，３５が曲げられたときに、弾性ガイド部材５１，６２の端部５７，６７が適度な曲率半径で撓むことにより、光ファイバ部材２５，３５が屈曲したり折れることを回避できる。
【００４２】
図４に示すように、ハウジング本体１１ａの内部に硬化前の液状の封止材７０を充填する。弾性ガイド部材５１，６２は、硬化前の封止材７０が結合体収容部１５から漏れることを阻止すべく、ハウジング１１の端部のガイド部材収容部４１，４２に収容されているため、粘度の低い液状の封止材７０でも、漏れることがなく、ハウジング１１の内部に均一に充填することができる。
【００４３】
封止材７０を充填したのち、図５に示すようにハウジング本体１１ａに蓋１１ｂを被せ、接着剤等によってハウジング本体１１ａに蓋１１ｂを固定する。封止材７０が熱硬化タイプの場合には、オーブンによって硬化処理が行なわれる。
【００４４】
なお図６に示す他の実施形態のように、弾性ガイド部材６２の切込み６６が、多芯の光ファイバ部材３５の光ファイバ３６の並ぶ方向に沿って形成されていてもよい。このような弾性ガイド部材６２であれば、光ファイバ部材３５を切込み６６からファイバ挿通孔６５に容易に挿入することができる。
【００４５】
この発明を実施するに当たり、光導波路パッケージの前記ハウジングをはじめとして、光導波路結合体を構成する導波路デバイスやファイバアレイ、弾性ガイド部材、封止材など、この発明の構成要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、温度変化等によって光ファイバに応力が生じることを抑制でき、光パワーの変化を低減させることができる。また、封止材がハウジングから漏れることを防止できる。
【００４７】
また、弾性ガイド部材に光ファイバ部材を周面側から挿入可能な切込みが形成されていることにより、光ファイバ部材を容易に弾性ガイド部材のファイバ挿通孔に通すことができ、ハウジング内部への光導波路結合体の組付けを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す光導波路パッケージの分解斜視図。
【図２】図１に示された光導波路パッケージの光導波路結合体の平面図。
【図３】図１に示された光導波路パッケージのケーシング本体に光導波路結合体を収容した状態の斜視図。
【図４】図１に示された光導波路パッケージのケーシング本体に封止材を充填した状態の斜視図。
【図５】図１に示された光導波路パッケージのケーシング本体に蓋を被せた状態の斜視図。
【図６】本発明の他の実施形態を示す光導波路パッケージの分解斜視図。
【符号の説明】
１０…光導波路パッケージ
１１…ハウジング
１２…光導波路結合体
１９…光導波路
２０…導波路デバイス
２１，２２…ファイバアレイ
２５…光ファイバ部材
２６…光ファイバ
３５…光ファイバ部材
３６…光ファイバ
５１…弾性ガイド部材
５６…切込み
６２…弾性ガイド部材
６６…切込み
７０…封止材
【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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