(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、
該筐体の内部に、前記２箇所の前記透明な部分を接続するように、自己形成型光硬化により形成された透明なコア部と、
コア部を取り巻く未硬化の光硬化性樹脂と、
未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持部と、
前記保持部の外周部に配置されてコア部からの漏れ光により発熱する光熱変換部と、
前記光熱変換部の外周部に配置されて、前記光熱変換部の発熱により熱せられて、所定の温度を超えると収縮して前記保持部に内部応力を発生させることにより、前記コア部を遮断させる形状変形部と
を有することを特徴とする光ヒューズ。
【請求項２】
少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、
該筐体の内部に、前記２箇所の前記透明な部分を接続するように自己形成型光硬化によりコア部が形成される硬化可能な未硬化の光硬化性樹脂と、
未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持部と、
前記コア部が形成された際に前記保持部の外周部に配置されて前記コア部からの漏れ光により発熱する光熱変換部と、
前記光熱変換部の外周部に配置されて、前記光熱変換部の発熱により熱せられて、所定の温度を超えると収縮して前記保持部に内部応力を発生させることにより、前記コア部を遮断させる形状変形部と
を有することを特徴とする光ヒューズ。
【請求項３】
前記光熱変換部は、炭素粉末からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ヒューズ。
【請求項４】
前記形状変形部は形状記憶合金からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光ヒューズ。
【請求項５】
前記保持部と前記光熱変換部は一体化していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光ヒューズ
【請求項６】
前記保持部の内部に光熱変換材を分散させたことを特徴とする請求項５に記載の光ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバー等の光導波路に既定値以上の強度の光が流れた際に、光導波路を遮断する光ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスティックや石英ガラス等からなる光ファイバーや、絶縁膜上に形成した単結晶シリコン基板上に酸化シリコン系の線路を設けたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）等の光導波路により光信号を送受信する光通信が普及している。このような光導波路においては、電気回路におけるヒューズと同様に、過剰な強度の光が流れた際に、光導波路を遮断する光ヒューズが提案されている。
【０００３】
上記の光ヒューズとして、光導波路の途中に低融点ガラスや金属薄膜を配置し、既定値以上の強度の光が流れると、低融点ガラスや金属薄膜が溶融し、光導波路が遮断するものが提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。また、ＭＥＭＳシャッターと光電池を組合せた光ヒューズが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２８１８４２号公報
【非特許文献１】Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４３（２００４）Ｌ２５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、低融点ガラスや金属薄膜を用いた光ヒューズは、２本の光ファイバーを低融点ガラスや金属薄膜で挟む構成である。そのため、光ヒューズ間の光軸合わせが難く、光ヒューズの交換が困難である。さらに、また、ＭＥＭＳシャッターを用いた光ヒューズは、その構成が大掛かりとなる。従って、光ヒューズの低廉化は難しい。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点を鑑みてなされたものであって、光軸合わせ、交換が容易で、その構成が簡単な光ヒューズ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】
【０００６】
上記の課題は、少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、該筐体の内部に、前記２箇所の前記透明な部分を接続するように、自己形成型光硬化により形成された透明なコア部と、コア部を取り巻く未硬化の光硬化性樹脂と、未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持部と、前記保持部の外周部に配置されてコア部からの漏れ光により発熱する光熱変換部と、前記光熱変換部の外周部に配置されて、前記光熱変換部の発熱により熱せられて、所定の温度を超えると収縮して前記保持部に内部応力を発生させることにより、前記コア部を遮断させる形状変形部とを有することを特徴とする光ヒューズにより解決される。
【０００７】
または、上記の課題は、少なくとも相対する２箇所に、所望の波長光に対して透明な部分を有する筐体と、該筐体の内部に、前記２箇所の前記透明な部分を接続するように自己形成型光硬化によりコア部が形成される硬化可能な未硬化の光硬化性樹脂と、未硬化の光硬化性樹脂が外部に漏れないように保持する保持部と、前記コア部が形成された際に前記保持部の外周部に配置されて前記コア部からの漏れ光により発熱する光熱変換部と、前記光熱変換部の外周部に配置されて、前記光熱変換部の発熱により熱せられて、所定の温度を超えると収縮して前記保持部に内部応力を発生させることにより、前記コア部を遮断させる形状変形部とを有することを特徴とする光ヒューズにより解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自己形成型光硬化によりコアを形成するので、光軸合わせが容易であるため、光ヒューズの交換が容易である。光ヒューズに交換後、ヒューズの両側の光ファイバ等からコア形成波長の光を導入することで、コアを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面に基づいて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１０】
図１（ａ）,（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る光ヒューズの断面図であり、図１（ａ）は横断面図であり、図２（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った縦断面図である。
【００１１】
本実施の形態に係る光ヒューズ１００は、未硬化の光硬化性樹脂１１と、光硬化性樹脂１１の外周部に配置されて光硬化性樹脂１１の漏れを防止する保持部１２と、保持部の外周部に配置されて光を熱に変換する光熱変換部１３と、光熱変換部１３の外周部に配置され所定の温度を超えると収縮する形状変化部１４と、形状変化部１４の外周及び光硬化性樹脂１１,保持部１２, 光熱変換部１３,及び形状変化部１４の側面を覆う筐体１０とを備えている。
【００１２】
光硬化性樹脂１１は、例えば特開２００２−３６５４５９、特開２００２−１６９０３８、特開２００４−１４９５７９に記載された、任意の光硬化性樹脂のうち、融点又はガラス転位点が低いものを用いると良い。この点で（メタ）アクリル系又はエポキシ系の樹脂を用いることが望ましい。また、特開２００２−１６９０３８、特開２００４−１４９５７９に記載された、硬化機構と屈折率の異なる２種類の樹脂を用いて、高屈折率である光硬化性樹脂のみを硬化させる波長で硬化させても良い。この場合、残りの未硬化の樹脂混合物は、例えば熱硬化させても良い。
【００１３】
保持材１２は、光透過性を有し、光透過性樹脂１１が漏れない材料であれば、任意の材料を用いることができる。
【００１４】
光熱変換部１３は、光を熱に変換する材料であれば、任意の材料を用いることができる。特に、炭素粉末（グラファイト）は安価に入手できるので、光熱変換部１３として好適である。また、炭素粉末等の光熱変換材を保持部１２に分散させてもよい。
【００１５】
形状変化部１４は、例えば、ＴｉＮｉ合金等の形状記憶合金からなり、所定の温度（変態温度）を超えると、収縮するようになっている。この変態温度は、ＴｉＮｉ合金の組成比により制御することができる。また、有機材料からなる熱収縮チューブにより形状変化部１４を形成してもよい。このような有機材料として、ＰＦＡ樹脂、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、フロロプラスティック系樹脂、シリコーン系樹脂、またはポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００１６】
筐体１０は、光透過性樹脂１１が漏れない材料であれば、任意の材料を用いることができるが、少なくとも光透過性樹脂１１と接する部分は光を透過する光透過部１０ｗとなっている。
【００１７】
次に、本実施の形態に係る光ヒューズを光ファイバーへ取り付ける方法について、図２（ａ）,（ｂ）及び（ｃ）を参照して説明する。
【００１８】
まず、図２（ａ）に示すように、所定の位置に貫通孔が設けられたコネクタ２０の両端に光ファイバー３０を固定する。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、コネクタ２０の窪みに光ヒューズ１００を配置する。この際、予め、光ヒューズ２０の光透過性樹脂１１と光ファイバー３０の位置が一致するようにコネクタ２０の貫通孔は加工されている。
【００２０】
最後に、光ファイバー３０の両側から光硬化性樹脂１１を硬化させうる波長の光を導入する。光硬化性樹脂１に内在させる光重合開始剤の吸収端に合わせて、例えば近紫外乃至紫又は青色レーザを用いると良い。すると、光ヒューズ１００の未硬化の光硬化性樹脂１内部に、レーザーの光路に合わせて光硬化性樹脂硬化物から成るコア１５が形成される。ここで、未硬化の光硬化性樹脂１１してメタアクリル系樹脂のメタアクリレートを用いた場合、その硬化物であるコア１５の屈折率は１．５程度である。一方、未硬化物である光透過性樹脂１１の屈折率は１．４５である。このようにして、コア１５と光硬化性樹脂１１との間に屈折率差が生じるので、図２（ｃ）に示すように光導波路が形成される。
【００２１】
上記の工程を経て、光ヒューズ１００が光ファイバー３０へ取り付けられる。
【００２２】
このような光ヒューズ１００に、光ファイバ３０から過剰強度の光が入力されると、図3
（ａ）に示すように、コア１５からの漏れ光Lが多くなる。この漏れ光はコア１５外周の未硬化の光硬化性樹脂１１を硬化させる場合もあるが、いずれにせよコア１５からの漏れ光は保持材１２を介して光熱変換部１３に達し、光熱変換部１３を発熱させる。この発熱により、形状変化部１４は熱せられて変態温度を超えると収縮を始め、形状変化部１４より内周に配置された保持材１２に内部応力が発生する。そして、図３（ｂ）に示すように、この内部応力によりコア１５が遮断されてヒューズ内の光導波路に光が通らなくなる。
【００２３】
このような本実施の形態の光ヒューズ１００によれば、光ヒューズ１００が遮断されても、コア１５未形成の光ヒューズ１００と交換が容易となる。また、光ヒューズ１００の構成が単純であるため、安価に光ヒューズ１００を提供することができる。
【００２４】
形状変化部１４として、形状記憶合金を用いた場合、コア１５が遮断された後、その変態温度より低い温度まで戻せば、形状変化部１４は膨張して変形前の形状に戻る。そのため、未硬化の光硬化性樹脂１１及びコア１５を新たな未硬化の光硬化性樹脂１１と交換すれば、光ヒューズ１００として再生させることができる。
【００２５】
尚、上記の実施の形態では、保持部１２の外周を取り囲むように光熱変換部１３を配置したが、例えば、保持部１２の上方のみに光熱変換部１３を配置してよい。この場合、形状変化部１３は光熱変換部１３の上方のみに配置される。このように、光熱変換部１３及び形状変形部１３の配置及び形状は適宜、変更が可能である。
【００２６】
また、上記の実施の形態では、光熱変換部１３は炭素粉末により形成したが、炭素粉末と同様の効果を奏するものであれば変更が可能である。さらに、上記の実施の形態では、形状変形部１４を形状記憶合金や熱収縮チューブにより形成したが、これらと同様に熱により変形（膨張又は収縮）する材料であれば変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１（ａ）,（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る光ヒューズの断面図であり、図１（ａ）は横断面図であり、図２（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った縦断面図である。
【図２】図２（ａ）,（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の実施の形態の光ヒューズを光ファイバーに取り付ける工程を示す縦断面図である。
【図３】図３（ａ）,（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る光ヒューズの遮断の機構を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  筐体
１０ｗ  光透過部
１１  未硬化の光硬化性樹脂
１２  保持部
１３  光熱変換部
１４  形状変化部
１５  コア
２０  コネクタ
３０  光ファイバー
１００  光ヒューズ
Ｌ  漏れ光
【図１】
0004544175.tif 000002
【図２】
0004544175.tif 000003
【図３】
0004544175.tif 000004