(57)【要約】【課題】  接着剤を用いて組み立てる光ファイバアレイにおいて、接着剤の浸透速度の違いに起因する気泡の発生を防止する。【解決手段】  基板１０１と基板１０２との間に光ファイバ１００を挟んで保持し、基板間の隙間に接着剤を浸透させた構造を有する光ファイバアレイにおいて、光ファイバ１００が配列されていない領域１０７における基板間の隙間１１１の間隔を意図的に大きくする。こうすることで、隙間１１２や１１３を浸透する接着剤の浸透速度と隙間１１１を浸透する接着剤の浸透速度との差を是正し、接着剤の浸透端から隙間１１１に接着剤が回り込み、一番外側に位置する光ファイバ部分の一部に気泡が形成されることを防止する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを保持するための複数の凹部を含む凹凸構造が形成された第１の基板と、
前記凹部に保持された光ファイバを押さえ付ける第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に充填された接着剤と、
を含み、
前記第１の基板は、前記凹凸構造が形成されていない光ファイバ非保持領域を有し、
前記光ファイバ非保持領域の表面と対向する前記第２の基板表面との間の距離は、前記凹凸構造の頂部と対向する前記第２の基板表面との間の距離より大きいことを特徴とする光ファイバアレイ。
【請求項２】
前記第１の基板において、
前記光ファイバ非保持領域の表面の位置は、
前記凹凸構造の底部と頂部との中間に位置することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバアレイ。
【請求項３】
前記第２の基板は、
前記光ファイバを押さえ付ける光ファイバ押え領域と、
前記光ファイバを押さえ付けない光ファイバ非押え領域と
を有し、
前記光ファイバ非押え領域の表面は、前記光ファイバ押え領域の表面より掘り下げられた位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバアレイ。
【請求項４】
前記第１の基板および前記第２の基板は、モールド成形技術を用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路等と光ファイバとの接続に用いられる光ファイバアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを使った通信網を構築する技術において、光ファイバアレイと呼ばれる光デバイスが必要とされる。光ファイバアレイは、例えば光導波路によって１本の光ファイバの信号を複数の光ファイバへと分岐する部分に用いられる。
【０００３】
光ファイバアレイは、一対の基板を用意し、その一方の表面にＶ字型の溝を複数形成し、その溝のそれぞれに光ファイバを配置し、他方の基板で並べた光ファイバを押さえ付け、両基板間に接着剤を浸透させ硬化させた構造を有している。光ファイバアレイに関しては、例えば特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００４】
図５は、従来技術における光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。図６は、従来技術における光ファイバアレイの概略の構造を示す断面図である。図６において（Ａ）は光ファイバアレイの断面構造の全体を示す断面図であり、（Ｂ）は符号４０３部分の拡大断面図であり、（Ｃ）はさらに拡大した拡大断面図である。
【０００５】
図５および図６には、第１の基板４０１、第２の基板４０２および両基板間に挟まれて保持された光ファイバ４００が示されている。第１の基板４０１には、断面がＶ字型の溝４０５が複数形成されており、この溝４０５によって光ファイバ４０４が保持され、その位置が決められる。
【０００６】
光ファイバアレイは、第１の基板４０１と第２の基板４０２との間に光ファイバ４０４を挟んで保持し、これら部材相互の間に形成される隙間４１０、４１１および４１２に接着剤を毛管現象により浸透させ、この接着剤を硬化させることで構成されている。
【０００７】
図４および図５に示すような構造の光ファイバアレイの製造工程においては、隙間４１０、４１１および４１２に気泡が形成されないように注意する必要がある。そのため、接着剤の浸透は、接着剤が一方向に浸透するようにし、気泡が発生しないようにする。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２７２５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図５に示す断面構造を有する光ファイバアレイは、接着剤の浸透工程において、光ファイバが配列された領域での浸透速度が周囲に比較して速く、その影響で配列領域の端付近の光ファイバ部分における接着剤の浸透が配列中央に比較して遅くなる。そのため、先に浸透し、基板の端辺から漏れ出た接着剤が、配列端付近の光ファイバ部分に前方から回り込み、気泡が形成されてしまう問題があった。
【００１０】
以下、この現象について説明する。図７は、図５および図６に示す構造の光ファイバアレイにおける接着剤の浸透過程を段階的に示すイメージ図である。図７には、第２の基板４０２側から見た透視図が示されている。
【００１１】
図６に示す断面構造に組み上げた状態で、図７に示すように一端面に接着剤４２０を付着させると、毛管現象により図６に示す隙間４１０、４１１および４１２に接着剤は浸透してゆく。この際、図７（Ｂ）に示すように光ファイバが配列された領域４１４において浸透が速く進み、その周囲の隙間４１２の部分（図６（Ｃ）参照）では、矢印４１３で示すように、浸透が遅くなる。また、この浸透速度差の影響で、配列端４１８に位置する光ファイバ部分での接着剤の浸透速度も配列領域４１４の中央付近に比較して遅くなる。
【００１２】
このため、浸透がある程度進んだ段階で図７（Ｃ）に示すように、接着剤が配列領域４１４の中央付近から溢れ出し、その一部は矢印４１５に示すように、浸透の遅い部分へと回り込むように流れ出す。
【００１３】
この結果、図７（Ｄ）の符号４１６で示される領域のように、前方から回り込んだ接着剤と本来意図して浸透させた接着剤とに挟まれる領域ができてしまう。この状態から更に接着剤の浸透が進むと、図７（Ｅ）の符号４１７で示されるように、配列端４１８に位置する光ファイバの一部分に気泡４１７が形成される場合がある。
【００１４】
光ファイバが存在する部分に気泡が形成されると、温度変化等によって接着剤の耐久性が低下し、そのため剥離等が生じる可能性が高くなり、製品としては使用できなくなる。
【００１５】
本発明は、光ファイバアレイに関し、上述した気泡が形成されてしまう問題を解決する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光ファイバアレイは、光ファイバを保持するための複数の凹部を含む凹凸構造が形成された第１の基板と、前記凹部に保持された光ファイバを押さえ付ける第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に充填された接着剤とを含み、前記第１の基板は、前記凹凸構造が形成されていない光ファイバ非保持領域を有し、前記光ファイバ非保持領域の表面と対向する前記第２の基板表面との間の距離は、前記凹凸構造の頂部と対向する前記第２の基板表面との間の距離より大きいことを特徴とする。
【００１７】
本発明の光ファイバアレイでは、光ファイバを保持するための凹部（例えば、断面Ｖ字型の溝）が形成されていない領域（つまり、光ファイバが複数並列に配列されていない領域）において、基板間隔を意図的に広げた構造としている。こうすることで、光ファイバが配置されていない領域における基板間の隙間における接着剤の浸透速度を大きくできる。そのため、光ファイバが配列していない領域における接着剤の浸透速度と、光ファイバが配列されている領域における接着剤の浸透速度との差を是正することができ、速く浸透した接着剤が浸透の遅い領域に回り込み、気泡が形成されてしまう不都合を防止することができる。
【００１８】
凹凸構造の頂部というのは、複数の凹部を構成するために繰り返しの凹凸構造が形成されている断面構造における最も突出した部分のことをいう。例えば、光ファイバを保持するために、第１の基板の表面に断面がＶ字型の溝を複数並列に形成した構造の場合、隣り合うＶ字型の溝と溝との間の山型の部分（断面凸形状の部分）の先端部分が凹凸構造の頂部となる。
【００１９】
上記第１の基板において、前記光ファイバ非保持領域の表面の位置は、前記凹凸構造の底部と頂部との中間に位置する構造とすることは好ましい。この構造では、たとえば第１の基板の溝が形成されていない領域の面を一段下げた構造とすることで、その部分における基板間隔を大きくし、それにより光ファイバが配列されていない領域の基板間を浸透する接着剤の浸透速度を高めることができる。また、一番外側の溝の凹構造を確保できるので、光ファイバの位置決め機能が損なわれない構造とすることができる。
【００２０】
上記第２の基板は、前記光ファイバを押さえ付ける光ファイバ押え領域と、前記光ファイバを押さえ付けない光ファイバ非押え領域とを有し、前記光ファイバ非押え領域の表面は、前記光ファイバ押え領域の表面より掘り下げられた位置にある構造とすることは好ましい。
【００２１】
この構造によれば、たとえば第２の基板において、光ファイバが配列されていない領域を一段低い断面構造にし、第１の基板と第２の基板とを対向させ張り合わせた構造とした場合に、光ファイバが配列されていない領域における基板間隔を意図的に広く確保することができる。
【００２２】
上記本発明の光ファイバアレイにおいて、第１の基板および／または第２の基板がモールド成形技術を利用して製造されることは好ましい。モールド成形技術を利用することで、生産性を向上させ、さらに寸法精度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光ファイバが配列されていない領域における基板間隔を意図的に広くし、そこを浸透する接着剤の浸透速度を速めるようにしているので、光ファイバが配列されている領域における接着剤の浸透速度と、光ファイバが配列されていない領域における接着剤の浸透速度との差を是正することができる。そして、接着剤の浸透速度差に起因する気泡の発生を抑制し、光ファイバアレイの製造歩留まりを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
１−１．第１の実施形態の構成
図１は、本発明を利用した光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。図２は、図１に示す光ファイバアレイの断面構造を示す断面図である。図２（Ａ）は全体の概略の断面構造を示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の符号１０８で示される部分の拡大断面図であり、図２（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示す部分をさらに拡大した断面図である。
【００２５】
図１および図２に示す光ファイバアレイは、第１の基板１０１、第２の基板１０２およびその間に光ファイバ１００が複数並列に配列された状態で挟まれた構造を有する。
【００２６】
第１の基板１０１の第２の基板１０２に対向する面の表面には、光ファイバを保持するための複数の凹部を含む凹凸構造として、断面がＶ字型の溝１０５が複数並列に形成されている。この溝１０５の内部に光ファイバ１００が位置することで、光ファイバ１００の位置決めが行われる。
【００２７】
第２の基板１０２の第１の基板１０１に対向する面は平坦であり、この平坦な面によって溝１０５に配置された光ファイバ１００を押さえ付け、光ファイバ１００を固定する。
【００２８】
図１に示す関係で各部材を組み合わせた状態で、第１の基板１０１と第２の基板１０２との間に形成される隙間に接着剤を浸透させ、それを硬化させることで光ファイバアレイが得られる。
【００２９】
第１の基板１０１においては、その断面で考えて、隣り合う溝１０５の間における頂部１０３（本実施形態では略台形の断面構造をしている部分の頂部）の位置に比較して、溝１０５が形成されていない平坦な領域１０７の面１０４の位置が、１段低くなっている。ここで「高い」あるいは「低い」というのは、基板１０１の基板１０２に対向する面を上に向けて水平に置き、断面方向を見た場合（つまり図２に示す視点）の位置関係をいう。
【００３０】
上述した構造とすることで、図２（Ｃ）に示すように、光ファイバが配列されていない領域１０７（図１参照）における基板間の隙間１１１の間隔を意図的に大きくしている。これにより、隙間１１１を浸透する接着剤の経路を確保し、隙間１１１を浸透する接着剤の浸透速度を速くし、その速度と、光ファイバ１００付近に形成される隙間１１２および１１３を浸透する接着剤の浸透速度との差を是正している。
【００３１】
また、図２に示す構造では、面１０４の位置は、頂部１０３と溝１１２の底との間の位置に存在している。こうすることで、上述した作用効果に加えて、一番端に位置する光ファイバ１００をＶ字型の溝によって保持でき、その位置決め作用を損なわない構造としている。
【００３２】
こうして、光ファイバが配列された領域１０６における接着剤の浸透速度と、光ファイバが配列されない領域１０７における接着剤の浸透速度との差が是正された構造が実現される。
【００３３】
１−２．第１の実施形態の製造方法
まず、石英ガラスを材料として、ガラスモールド技術を用いて第１の基板１０１および第２の基板１０２を製造する。そして、第１の基板１０１の溝１０５によって光ファイバ１００が保持されるように、光ファイバ１００を第１の基板１０１上に置き、その上から第２の基板によって配置した光ファイバ１００を押さえ付け、図示しない仮固定部材によって仮固定する。
【００３４】
次に光ファイバ１００の先端部１１２にエポキシ系の紫外線硬化型接着剤を塗布し、それを毛管力により基板間の隙間に浸透させる。接着剤は、基板間に形成された隙間１１１、１１２および１１３を毛管力の作用によって光ファイバ１００の延在方向に向かって浸透する。この際、隙間１１１における基板間隔を意図的に大きくしているので、隙間１１１を浸透する接着剤の浸透速度が図５および図６に示す従来構造の場合に比較して速まり、隙間１１２および１１３における浸透が突出してしまう不都合が緩和される。
【００３５】
すなわち、第１の基板１０１において、光ファイバ１００が配列されない領域１０７における平坦部１０４の高さを意図的に低い構造とすることで、隙間１１１における基板間隔を大きくして確保している。これにより隙間１１１を浸透する接着剤の浸透速度を速め、光ファイバ１００を配列した領域１０６を浸透する接着剤の浸透速度との間に問題となるレベルの速度差が生じないようにしている。
【００３６】
接着剤を浸透させたら、紫外線を照射して接着剤を硬化させ、光ファイバアレイを完成させる。  
【００３７】
本実施形態において、隙間１１１における基板間隔を広くすることで、接着剤の浸透速度が速くなるのは、液体浸透解析の基本式であるルーカス・ウオッシュバーン（Lucas-Washburn）の式によって説明される現象に従って接着剤の浸透が起こるからである。
【００３８】
以下、この接着剤の浸透過程について説明する。図３は、図１に示す構造の光ファイバアレイにおける接着剤の浸透過程を段階的に示すイメージ図である。図１に示す位置関係で各部材を組み合わせた状態で光ファイバ１００の先端１１２に図３（Ａ）に示すように、接着剤３０１を塗布させると、接着剤は図２に示す基板間の隙間１１１、１１２および１１３を端辺１１４に向かって浸透してゆく。
【００３９】
この際、隙間１１１における基板間の間隔が意図的に大きく確保されているので、符号３０２で示される領域１０７における接着剤の浸透速度は、領域１０６における接着剤の浸透速度に比較してそれ程遅くない。したがって、図３（Ｃ）に示すように、領域１０６から領域１０７への接着剤の回り込みが発生し、図３（Ｄ）に示すように２方向から接着剤が浸透する領域３０５が発生しても、図４（Ｅ）に示すように符号３０６付近に気泡が発生する事態を防止することができる。
【００４０】
本実施形態において、接着剤の浸透方法は、接着剤を塗布する代わりに、圧力を加えて接着剤を注入するといった方法を採用することができる。
【００４１】
また、基板を構成する材料としては、石英ガラスの他に、パイレックス（登録商標）ガラス、ほう珪酸ガラス等のガラス材料、シリコン、セラミックス等から選ばれた材料を利用することができる。また、接着剤としては、紫外線硬化型エポキシ樹脂の他に、熱硬化性エポキシ樹脂、紫外線および熱硬化併用のエポキシ樹脂、紫外線硬化アクリル樹脂、紫外線硬化ポリイミド樹脂等から選ばれたものを利用できる。
【００４２】
２．第２の実施形態
図４は、発明を利用した光ファイバアレイの他の構造を示す断面図である。図４（Ａ）は全体の概略の断面構造を示し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の符号１０８で示される部分の拡大断面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示す部分をさらに拡大した断面図である。
【００４３】
本実施形態においては、光ファイバが配列されていない領域における基板間の間隔を確保するために、この領域の表面の位置を一段下げた構造とする。すなわち、第２の基板１０２の領域１０７における表面２０２の位置を領域１０６の表面の位置２０３に比較して１段下げ、掘り下げた構造としている。ここで、表面２０２と２０３の位置関係は、基板１０１への対向面を上にした状態の基板１０２において考えている。
【００４４】
上述した構造とすることで、隙間２０４の間隔を意図的に大きく設定し、それにより隙間２０４を浸透する接着剤の浸透速度を速め、隙間１１２および１１３を浸透する接着剤の浸透速度と隙間２０４を浸透する接着剤の浸透速度との差を是正している。
【００４５】
また、本発明の実施形態として、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせた構造を採用することもできる。すなわち、第１の基板と第２の基板の両方に光ファイバを配列しない領域における基板間隔を広くする構造を付与してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、光ファイバアレイに利用することができる。本発明を利用した光ファイバアレイは、多芯光ファイバと光導波路との接続、多芯光ファイバ同士の接続、多芯光ファイバと光デバイス（例えば発光素子や受光素子）との接続、多芯光ファイバの光通信モジュールへの接続、といった用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】発明を利用した光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す光ファイバアレイの断面構造を示す断面図である。
【図３】図１に示す光ファイバアレイの製造工程における接着剤の浸透過程を示すイメージ図である。
【図４】発明を利用した他の光ファイバアレイの断面構造を示す断面図である。
【図５】従来技術における光ファイバアレイの概略の構造を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示す光ファイバアレイの断面構造を示す断面図である。
【図７】図５に示す光ファイバアレイの製造工程における接着剤の浸透過程を示すイメージ図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００…光ファイバ、１０１…第１の基板、１０２…第２の基板、１０３…溝間の頂部、１０４…第１の基板における光ファイバが配列されない領域の表面、１０５…断面がＶ字型の溝、１０６…光ファイバが配列される領域、１０７…光ファイバが配列されない領域、１１１…光ファイバが配列されない領域における基板間の隙間、１１２…Ｖ字溝内に形成される隙間、１１３…光ファイバが配列される領域における基板間の隙間、１１４…接着剤が漏れ出す端辺、２０１…第１の基板における光ファイバが配列されない領域の表面、２０２…第２の基板における光ファイバが配列されない領域の表面、２０３…第２の基板における光ファイバが配列された領域の表面、２０４…光ファイバが配列されていない領域における基板間の隙間、３０１…付着させた接着剤、３０２…接着剤の浸透方向、３０３…一番外側に配置された光ファイバ、３０４…前方から回り込む接着剤、３０６…気泡の形成が防止された部分、４００…光ファイバ、４０１…第１の基板、４０２…第２の基板、４０３…拡大される部分、４０５…断面がＶ字型の溝、４０６…Ｖ字溝間の頂部、４０７…第１の基板における光ファイバが配列されない領域の表面、４０８……接着剤が漏れ出す端辺、４１０…Ｖ字溝内に形成された隙間、４１１…光ファイバが配列される領域における基板間の隙間、４１２…光ファイバが配列されない領域における基板間の隙間、４１３…接着剤の浸透方向、４１４…光ファイバが配列される領域、４１５…前方から回り込む接着剤、４１６…２方向から接着剤の浸透が行われる領域、４１７…気泡、４１８…配列端の部分、４２０…付着した接着剤。
【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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【図７】
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