(57)【要約】【課題】  高強度入射光に対する耐久性に優れ信頼性の高い光導波路モジュールの提供。【解決手段】  光導波路とそれに接合された光ファイバとを備えた光導波路モジュールであって、光導波路と光ファイバ５，６との接合部周辺に、光吸収率（ただし、この光吸収率は、接着剤の厚さを１ｍｍとし、その光導波路モジュールの使用波長範囲の光に対する接着剤の光吸収率である。）が９０％以下の接着剤１２を用いたことを特徴とする光導波路モジュール。【選択図】  図３
2005250115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路とそれに接合された光ファイバとを備えた光導波路モジュールであって、光導波路と光ファイバとの接合部周辺に、光吸収率（ただし、この光吸収率は、接着剤の厚さを１ｍｍとし、その光導波路モジュールの使用波長範囲の光に対する接着剤の光吸収率である。）が９０％以下の接着剤を用いたことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項２】
光ファイバの先端に光ファイバアレイが形成され、該光ファイバアレイと光導波路とが、光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いて接合されたことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項３】
光ファイバアレイのＶ溝基板と光ファイバ裸線、あるいはＶ溝基板と光ファイバ裸線及び光ファイバアレイの接合に光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いたことを特徴とする請求項２に記載の光導波路モジュール。
【請求項４】
光ファイバアレイのＶ溝基板テラス部に光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いたことを特徴とする請求項２又は３に記載の光導波路モジュール。
【請求項５】
光導波路と光ファイバアレイをケース内に収め、ケース内に光吸収率が９０％以下の充填剤を設けたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の光導波路モジュール。
【請求項６】
固定部材上の光導波路に光ファイバがレーザ接合されてなり、その接合部近傍の光ファイバの一部が固定部材に、光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いて接着固定されたことを特徴とする請求項１に記載の光導波路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度入射光に対する耐久性に優れた基板型光導波路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板型光導波路に光ファイバまたは光ファイバアレイを光結合可能に接合して作られた光導波路モジュールが知られている（例えば、非特許文献１，２参照。）。
図１は光導波路モジュールの一例として基板導波路型スプリッタモジュールの構成を示す斜視図である。この基板導波路型スプリッタモジュール１は、中央の基板型導波路２と、その長手方向一端面に接着固定された光ファイバアレイ３と、基板型導波路２の長手方向他端面に接着固定された光ファイバアレイ４とを備えて構成されている。本例示において、一方の光ファイバアレイ３には１心の光ファイバ５が接続され、他方の光ファイバアレイ４には８心の光ファイバ６が接続されている。基板型導波路２とそれぞれの光ファイバアレイ３，４とは、接着剤７で接着固定されている。従来、この接着剤７としては、紫外線硬化型や熱硬化型のエポキシ接着剤、アクリル接着剤などが用いられている。
また、基板型導波路２と光ファイバ５，６との接合は、レーザ接合が用いられる場合もある。
【非特許文献１】１９９６年電子情報通信学会エレクトロニクスソサエティ大会、Ｃ−１５９、石英系導波路型１×８光スプリッタの架空実フィールド試験
【非特許文献２】石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）における実装技術、回路実装学会誌第１０巻５号、１９９５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、高増幅率の光ファイバアンプの出現などにより、光通信に用いられる光は映像伝送用などを中心に高強度化している。光通信に用いられる基板型光導波路モジュールでは、一般に光ファイバと導波路との接続に有機材料の接着剤を用いている。このため、従来の光導波路モジュールに高強度光を入射した場合、モジュール内部での発熱があると、光ファイバと導波路を固定している接着剤が劣化し、モジュールの長期信頼性を低下させる問題がある。
【０００４】
本発明者らは、光導波路モジュールに高強度光を入射した場合に、接続部が高温になる原因を調査した。その結果、接続部に使用する接着剤の光吸収だけでなく、周囲の接着剤の光吸収も大きく影響していることが分かった。基板型光導波路と光ファイバの接続点では、光ファイバのコアと基板型光導波路のコアとの軸ズレや端面間ギャップにより光が漏れる。この漏れ光は、接続面の周囲を覆う接着剤に吸収され温度を上昇させる原因となる。図２は、光導波路モジュールの接続部における漏れ光発生及び温度上昇のメカニズムを説明するための図であり、図２（ａ）は基板導波路型スプリッタモジュール１の斜視図、（ｂ）は（ａ）中の接続部の拡大断面図である。図２（ｂ）に示すように、この接続部は導波路コア９とその周囲の導波路クラッド８からなる導波路側と、光ファイバコア１１とその周囲の光ファイバクラッド１０からなる光ファイバ側とが、それぞれのコア９，１１の端面を接近させた状態で接合されている。それぞれのコア９，１１の軸ズレ等により、導波路側からの光が光ファイバコア１１に入射されず、光ファイバクラッド１０を透過して外部に漏れ出す。図２（ａ）に示すように、光ファイバアレイ４の光ファイバ６外に出た漏れ光は、周囲の接着剤７に吸収され、温度上昇を起こす。
【０００５】
基板型光導波路モジュールの基本的な光学特性の一つである挿入損失をできるだけ小さくするため、従来から光ファイバと基板型光導波路間の接続には、光の吸収が小さい接着剤を選定して使用している。しかし、その他の部分に用いる接着剤は光学特性に影響を及ぼさないため、光の吸収率については考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、高強度入射光に対する耐久性に優れ、信頼性の高い光導波路モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、光導波路とそれに接合された光ファイバとを備えた光導波路モジュールであって、光導波路と光ファイバとの接合部周辺に、光吸収率（ただし、この光吸収率は、接着剤の厚さを１ｍｍとし、その光導波路モジュールの使用波長範囲の光に対する接着剤の光吸収率である。）が９０％以下の接着剤を用いたことを特徴とする光導波路モジュールを提供する。
本発明の光導波路モジュールにおいて、光ファイバの先端に光ファイバアレイが形成され、該光ファイバアレイと光導波路とが、光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いて接合された構成とすることができる。
また、光ファイバアレイのＶ溝基板と光ファイバ裸線、あるいはＶ溝基板と光ファイバ裸線及び光ファイバアレイの接合に光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いた構成とすることができる。
また、光ファイバアレイのＶ溝基板テラス部に光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いた構成とすることができる。
また、光導波路と光ファイバアレイをケース内に収め、ケース内に光吸収率が９０％以下の充填剤を設けた構成とすることができる。
本発明の光導波路モジュールにおいて、固定部材上の光導波路に光ファイバがレーザ接合されてなり、その接合部近傍の光ファイバの一部が固定部材に、光吸収率が９０％以下の前記接着剤を用いて接着固定された構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光導波路モジュールは、光導波路と光ファイバとの接合部周辺に、光吸収率９０％以下の接着剤を用いた構成としたので、接合部からの漏れ光が接着剤に吸収され難く、漏れ光の吸収による接着剤の温度上昇を低く抑えることができ、高強度入射光に対する耐久性に優れ、信頼性の高い光導波路モジュール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】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図３は本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す斜視図であり、図３中、符号１は光導波路モジュールの一例である基板導波路型スプリッタモジュール、２は光導波路の一例である基板型導波路（詳しくは、８分岐スプリッタ）、３及び４は光ファイバアレイ、５及び６は光ファイバ、１２は接着剤である。
【００１０】
この基板導波路型スプリッタモジュール１は、中央の基板型導波路２と、その長手方向一端面に接着固定された光ファイバアレイ３と、基板型導波路２の長手方向他端面に接着固定された光ファイバアレイ４とを備えて構成されている。本例示において、一方の光ファイバアレイ３には１心の光ファイバ５が接続され、他方の光ファイバアレイ４には８心の光ファイバ６（光ファイバテープ心線）が接続されている。基板型導波路２とそれぞれの光ファイバアレイ３，４とは、光吸収率（ただし、この光吸収率は、接着剤の厚さを１ｍｍとし、その光導波路モジュールの使用波長範囲の光に対する接着剤の光吸収率である。）が９０％以下の接着剤１２を用いて接着固定されている。
【００１１】
接着剤１２は、前記光吸収率が９０％以下であればよく、各種の接着剤１２の中から適宜選択して使用できる。前記接着剤１２の光吸収率が９０％を超えると、基板型導波路２と光ファイバアレイ３，４との接合部から発生した漏れ光が接着剤に吸収される割合が多くなり、この基板導波路型スプリッタモジュール１に光通信で使用されるハイパワー光（数百ｍＷ〜１Ｗ程度）を送り、接合部の過剰損失が１〜２ｄＢ程度である場合、接着剤の温度がその耐熱温度を超え、接着剤の劣化が促進される可能性があるので好ましくない。
【００１２】
基板導波路型スプリッタモジュール１は、基板型導波路２と光ファイバアレイ３，４との接合部周辺に、光吸収率９０％以下の接着剤１２を用いた構成としたので、接合部からの漏れ光が接着剤１２に吸収され難く、漏れ光の吸収による接着剤の温度上昇を低く抑えることができ、高強度入射光に対する耐久性に優れ、信頼性の高いものとなる。
なお、この光導波路モジュールは、プラスチックケースや金属チューブなどの適当なケース内に収め、ケース内に充填剤を設けた構成とすることもできる。この充填剤は光吸収率が９０％以下の前記接着剤１２と同じものでも良いし、例えば光吸収率が９０％以下のグリスなど別種のものでもよい。この充填剤の機能としては、防湿、防水、振動・衝撃吸収などである。
【００１３】
図４は本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す斜視図であり、図４中、符号１Ｂは光導波路モジュールの一例である基板導波路型スプリッタモジュール、２Ｂは光導波路の一例である基板型導波路（詳しくは、８分岐スプリッタ）、３Ｂ及び４Ｂは光ファイバアレイ、５及び６は光ファイバ、１２，１３は接着剤である。
【００１４】
本実施形態では、リッド無し基板型導波路２Ｂと、リッド無し光ファイバアレイ３Ｂ，４Ｂを用い、基板型導波路２Ｂと光ファイバアレイ３Ｂ，４Ｂとの接合部と、光ファイバアレイ３Ｂ，４Ｂ上面とに複数の接着剤１２，１３を用いていることを特徴としている。このように接合部周辺に複数の接着剤１２，１３が複合して使用されている場合にも、本発明を適用することができる。
【００１５】
図５は本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す斜視図であり、図５中、符号１Ｃは光導波路モジュールの一例である基板導波路型スプリッタモジュール、２Ｃは光導波路の一例である基板型導波路（詳しくは、８分岐スプリッタ）、５及び６は光ファイバ、１２は接着剤、１４はレーザ接合部である。
【００１６】
この基板導波路型スプリッタモジュール１Ｃは、ガラス板や金属板などの平坦な固定部材上に基板型導波路２を固定し、その両端にそれぞれ光ファイバ５，６をレーザ融着して接合し、これらの光ファイバ５，６の被覆部分を、光吸収率９０％以下の接着剤１２を用いて固定部材上に接着固定した構成になっている。
【００１７】
本実施形態による光導波路モジュールについても、前記第１実施形態の光導波路モジュールと同様の効果を得ることができる。
【００１８】
なお、前述した各実施形態では、光導波路として８分岐スプリッタを例示しているが、本発明はこれに限定されることなく、他のタイプの光スプリッタ、方向性結合器、アレイ導波路型合分波器（ＡＷＧ）などの各種の基板型導波路を含む光導波路モジュールに適用することができる。
【実施例】
【００１９】
［サンプル１］
図３に示すように、基板型導波路２（８分岐スプリッタ）と光ファイバアレイ３，４とを接着剤で接合した。この接合部の過剰損失は１ｄＢであった。図３に示すように接合部周辺に、光吸収率１０％（波長１．５５μｍ、厚さ１ｍｍで測定した光吸収率）の接着剤を塗布して基板導波路型スプリッタモジュールを製造した。この光吸収率１０％の接着剤は、エポキシ系紫外線硬化型接着剤であり、ガラス転移点１３０℃、せん断接着強さ１２０ｋｇｆ／ｃｍ２以上のものを用いた。
【００２０】
［サンプル２］
接着剤として、光吸収率５０％の接着剤を用いた以外は、サンプル１と同様にして基板導波路型スプリッタモジュールを製造した。この光吸収率５０％の接着剤は、エポキシ系紫外線硬化型接着剤であり、ガラス転移点３４℃、せん断接着強さ１４６ｋｇｆ／ｃｍ２以上のものを用いた。
【００２１】
［サンプル３］
接着剤として、光吸収率９０％の接着剤を用いた以外は、サンプル１と同様にして基板導波路型スプリッタモジュールを製造した。この光吸収率９０％の接着剤は、アクリル系紫外線硬化型接着剤であり、ガラス転移点９９℃、せん断接着強さ２００ｋｇｆ／ｃｍ２以上のものを用いた。
【００２２】
［サンプル４］
接合部の過剰損失を２ｄＢとした以外は、サンプル１と同様にして基板導波路型スプリッタモジュールを製造した。
【００２３】
［サンプル５］
接合部の過剰損失を２ｄＢとした以外は、サンプル２と同様にして基板導波路型スプリッタモジュールを製造した。
【００２４】
［サンプル６］
接合部の過剰損失を２ｄＢとした以外は、サンプル３と同様にして基板導波路型スプリッタモジュールを製造した。
【００２５】
製造したサンプル１〜６の導波路タイプ、過剰損失、接着剤吸収率をまとめて表１に示す。
【００２６】
【表１】
2005250115.tif 000003
【００２７】
製造したサンプル１〜６を用い、表２に示す試験条件で入射光強度を変化させ、接着剤の最高到達温度を測定した。サンプル１〜３の測定結果を図６に、サンプル４〜６の測定結果を図７にそれぞれ示す。
【００２８】
【表２】
2005250115.tif 000004
【００２９】
一般の接着剤あるいは充填剤樹脂の耐熱温度は１００〜１２０℃程度である。例えば、光通信部品で汎用的に用いられているエポキシ接着剤（エポテック３５３ＮＤ）は、１５０℃／１時間の硬化条件でガラス転移点が１００℃である。一方、現在使用されているハイパワー光は、２２ｄＢｍ（３００ｍＷ）程度であるが、年々ハイパワー化が進んでおり、３０ｄＢｍ（１Ｗ）程度のハイパワー光をも想定する必要がある。従って、図６，７のグラフより光パワー１Ｗのとき、光吸収率が９０％で１２０℃であるので、これ以上の光吸収率は適さないことが容易にわかる。また、２００２年電子情報通信学会通信ソサエティ大会Ｂ−１０−８６に記載されているようなラマンアンプを用いた電送システムでは、２Ｗ程度のハイパワー光が用いられる可能性がある。こうしたことをも考慮すれば、グラフより２Ｗで１２０℃以下にするためには、光吸収率が５０％以下の接着剤を使用するのが望ましいことがわかる。
また、過剰損失を１ｄＢに抑えたとしても、２Ｗでは１２０℃以下にするためには、光吸収率が９０％以下の接着剤を用いることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】光導波路モジュールの一例として基板導波路型スプリッタモジュールの構造を示す斜視図である。
【図２】基板導波路型スプリッタモジュールにおける漏れ光の発生と温度上昇のメカニズムを説明するための図であり、（ａ）は基板導波路型スプリッタモジュールの斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の光導波路モジュールの第１実施形態を示す基板導波路型スプリッタモジュールの斜視図である。
【図４】本発明の光導波路モジュールの第２実施形態を示す基板導波路型スプリッタモジュールの斜視図である。
【図５】本発明の光導波路モジュールの第３実施形態を示す基板導波路型スプリッタモジュールの斜視図である。
【図６】本発明の実施例の結果を示すグラフである。
【図７】本発明の別の実施例の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１，１Ｂ，１Ｃ…基板導波路型スプリッタモジュール（光導波路モジュール）、２，２Ｂ，２Ｃ…基板型導波路、３，３Ｂ，４，４Ｂ…光ファイバアレイ、５，６…光ファイバ、１２，１３…接着剤、１４…レーザ接合部。
【図１】
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【図２】
2005250115.tif 000006
【図３】
2005250115.tif 000007
【図４】
2005250115.tif 000008
【図５】
2005250115.tif 000009
【図６】
2005250115.tif 000010
【図７】
2005250115.tif 000011