(57)【要約】【課題】光ファイバ同士の傾斜端面を離した状態での光軸合わせを容易にすること。【解決手段】本発明の光軸合わせ方法は、傾斜端面を有する第１の光ファイバを保持する第１の素子であって、前記第１の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第１の保持部を備えた前記第１の素子を固定すること、傾斜端面を有する第２の光ファイバを保持する第２の素子であって、前記第２の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第２の保持部を備えた前記第２の素子を準備すること、前記第１の素子の固定後、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを所定間隔だけ離した状態で、前記１の保持部と前記第２の保持部に前記ピンを保持させること、及び前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で、前記第２の素子を固定することを行う。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜端面を有する第１の光ファイバを保持する第１の素子であって、前記第１の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第１の保持部を備えた前記第１の素子を固定すること、
傾斜端面を有する第２の光ファイバを保持する第２の素子であって、前記第２の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第２の保持部を備えた前記第２の素子を準備すること、
前記第１の素子の固定後、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを所定間隔だけ離した状態で、前記１の保持部と前記第２の保持部に前記ピンを保持させること、及び
前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で、前記第２の素子を固定すること
を行う光ファイバの光軸合わせ方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光軸合わせ方法であって、
前記第１の保持部に前記ピンを保持させたときのピンの中心軸と前記第１の光ファイバの中心軸とのずれは、前記第２の保持部に前記ピンを保持させたときのピンの中心軸と前記第２の光ファイバの中心軸とのずれと同じであり、
前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で前記第２の素子を固定するとき、前記第２の素子は、前記第１の素子に対して反転させた姿勢になっている
ことを特徴とする光軸合わせ方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光軸合わせ方法であって、
前記第１の素子と前記第２の素子との間にスペーサを挟むことによって、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを前記所定間隔だけ離した状態にすることを特徴とする光軸合わせ方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光軸合わせ方法であって、
前記第２の素子の固定後、前記第１の保持部及び前記第２の保持部から前記ピンを取り外すことを特徴とする光軸合わせ方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光軸合わせ方法であって、
前記第１の保持部及び前記第２の保持部は、Ｖ溝であることを特徴とする光軸合わせ方法。
【請求項６】
請求項４に記載の光軸合わせ方法であって、
前記第１の保持部及び前記第２の保持部は、貫通穴であることを特徴とする光軸合わせ方法。
【請求項７】
傾斜端面を有する第１の光ファイバを保持する第１の素子であって、前記第１の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第１の保持部を備えた前記第１の素子を、光スイッチを構成するベース及び前記ベースに対して移動可能なキャリッジのうちの一方に固定すること、
傾斜端面を有する第２の光ファイバを保持する第２の素子であって、前記第２の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第２の保持部を備えた前記第２の素子を準備すること、
前記第１の素子の固定後、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを所定間隔だけ離した状態で、前記１の保持部と前記第２の保持部に前記ピンを保持させること、
前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で、前記ベース及び前記キャリッジのうちの他方に前記第２の素子を固定すること、及び
前記第２の素子の固定後、前記第１の保持部及び前記第２の保持部から前記ピンを取り外すこと
を行う光スイッチの製造方法。
【請求項８】
光ファイバを保持するための光ファイバ用保持部と、
ピンを保持するためのピン用保持部と、
を備え、保持した前記光ファイバが他の光ファイバに対して互いの傾斜端面を離した状態で光軸合わせされる基板であって、
前記光ファイバの端面の側に、前記光ファイバの光軸に垂直な面に対して傾斜する傾斜面が形成されており、
前記ピン用保持部に保持される前記ピンの中心軸が、前記光ファイバ用保持部に保持される前記光ファイバの中心軸に対して、前記傾斜面の向く方向と逆側の方向にずれるように、前記光ファイバ用保持部と前記ピン用保持部が形成されている
ことを特徴とする基板。
【請求項９】
請求項８に記載の基板であって、
前記光ファイバ用保持部は、光ファイバ用Ｖ溝であり、
前記ピン用保持部は、ピン用Ｖ溝である
ことを特徴とする基板。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板であって、
前記光ファイバ用Ｖ溝と前記ピン用Ｖ溝との間に、前記光ファイバ用Ｖ溝との間で前記光ファイバを挟むための上蓋を固定するとともに、前記光ファイバを接着するための接着剤が前記ピン用Ｖ溝に漏洩することを防止するための内壁部が形成されていることを特徴とする基板。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板であって、
前記ピン用Ｖ溝に内接したときに前記ピン用Ｖ溝の底部と反対側の部分が前記ピン用Ｖ溝の上面と同じ位置になる径の前記ピンが前記ピン用Ｖ溝に保持されても、前記ピンの中心軸が、前記光ファイバ用保持部に保持される前記光ファイバの中心軸に対して、前記傾斜面の向く方向と逆側の方向にずれるように、前記ピン用保持部が形成されていることを特徴とする基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光軸合わせ方法、光スイッチの製造方法、及び、光ファイバを保持する基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
光スイッチなどを含む光デバイスの製造にあたり、光ファイバ同士の光軸を整合させる光軸合わせが行われる。例えば、特許文献１では、光部品と光ファイバとを三次元的に相対移動させつつ、光量を測定することによって最適相対位置を求めることによって、光軸合わせが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８３３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光軸合わせを行う光ファイバ同士の端面を離した状態で光軸合わせを行うことがある。例えば、光スイッチを構成する場合、一方の光ファイバに対して他方の光ファイバを可動にするため、光ファイバの互いの端面を離した状態で光軸合わせが行われる。また、ミラーやアイソレータなどの光素子を介在させる場合も、光ファイバの互いの端面を離した状態で光軸合わせが行われる。このような場合、端面同士を物理的に接触させる場合とは異なり、光ファイバの端面の外部は、コアの屈折率とは異なる屈折率の媒質（例えば空気）になることがある。
【０００５】
一方、光の入出力が行われる光ファイバの端面において、反射戻り光の影響を軽減する目的で端面を傾斜させることがある。そして、傾斜端面の外部が例えば空気の場合、スネルの法則に従い、端面で光が屈折する。このため、傾斜端面を有する光ファイバ同士の端面を離した状態で光軸合わせする際には、屈折した光が空気中を伝搬することを見込む必要があり、端面同士を物理的に接触させる場合とは異なり、光ファイバの光軸をずらして配置する必要がある。
【０００６】
本発明は、光ファイバ同士の傾斜端面を離した状態での光軸合わせを容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、傾斜端面を有する第１の光ファイバを保持する第１の素子であって、前記第１の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第１の保持部を備えた前記第１の素子を固定すること、傾斜端面を有する第２の光ファイバを保持する第２の素子であって、前記第２の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第２の保持部を備えた前記第２の素子を準備すること、前記第１の素子の固定後、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを所定間隔だけ離した状態で、前記１の保持部と前記第２の保持部に前記ピンを保持させること、及び前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で、前記第２の素子を固定することを行う光ファイバの光軸合わせ方法である。
【０００８】
本発明の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、傾斜端面を有する光ファイバの光軸合わせを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態で用いられる光ファイバの端部の説明図である。
【図２】光スイッチの概略構成の説明図である。
【図３】光スイッチにおける光の伝搬経路の説明図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、Ｖ溝基板の構成を示すための図である。図４Ａ〜図４ＣはＶ溝基板の３面図である。図４ＤはＶ溝基板の前面の一部拡大図である。
【図５】Ｖ溝基板の前側部分の拡大説明図である。
【図６】Ｖ溝基板に光ファイバを設置したときの説明図である。
【図７】Ｖ溝基板に光ファイバと上蓋を接着したときの説明図である。
【図８】製造時の処理のフロー図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｅは、製造時の様子の説明図である。
【図１０】第２実施形態に用いられる基板の説明図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２実施形態の製造時の様子の説明図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、第３実施形態の冗長光スイッチの説明図である。図１２Ａは正常時の動作の説明図である。図１２Ｂは異常発生時の動作の説明図である。
【図１３】第４実施形態の光アイソレータ６０の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
傾斜端面を有する第１の光ファイバを保持する第１の素子であって、前記第１の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第１の保持部を備えた前記第１の素子を固定すること、傾斜端面を有する第２の光ファイバを保持する第２の素子であって、前記第２の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第２の保持部を備えた前記第２の素子を準備すること、前記第１の素子の固定後、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを所定間隔だけ離した状態で、前記１の保持部と前記第２の保持部に前記ピンを保持させること、及び前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で、前記第２の素子を固定することを行う光ファイバの光軸合わせ方法が明らかとなる。  
このような光軸合わせ方法によれば、光ファイバ同士の傾斜端面を離した状態での光軸合わせが容易になる。
【００１３】
また、前記第１の保持部に前記ピンを保持させたときのピンの中心軸と前記第１の光ファイバの中心軸とのずれは、前記第２の保持部に前記ピンを保持させたときのピンの中心軸と前記第２の光ファイバの中心軸とのずれと同じであり、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で前記第２の素子を固定するとき、前記第２の素子は、前記第１の素子に対して反転させた姿勢になっていることが望ましい。これにより、所定量だけ互いの光ファイバの光軸をずらして配置できる。
【００１４】
前記第１の素子と前記第２の素子との間にスペーサを挟むことによって、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを前記所定間隔だけ離した状態にすることが望ましい。これにより、互いの光ファイバの傾斜端面の光軸方向の位置決めが容易になる。
【００１５】
前記第２の素子の固定後、前記第１の保持部及び前記第２の保持部から前記ピンを取り外すことが望ましい。これにより、第１の素子と第２の素子とを相対的に移動可能にしたり、ピンのあった場所を光の伝搬経路にしたりできる。
【００１６】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部は、Ｖ溝であることが望ましい。これにより、ピンを取り外す作業が容易になる。
【００１７】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部は、貫通穴であることが望ましい。これにより、ピンを保持させる作業が容易になる。
【００１８】
傾斜端面を有する第１の光ファイバを保持する第１の素子であって、前記第１の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第１の保持部を備えた前記第１の素子を、光スイッチを構成するベース及び前記ベースに対して移動可能なキャリッジのうちの一方に固定すること、傾斜端面を有する第２の光ファイバを保持する第２の素子であって、前記第２の光ファイバの光軸に沿ってピンを保持するための第２の保持部を備えた前記第２の素子を準備すること、前記第１の素子の固定後、前記第１の光ファイバの傾斜端面と前記第２の光ファイバの傾斜端面とを所定間隔だけ離した状態で、前記１の保持部と前記第２の保持部に前記ピンを保持させること、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に前記ピンを保持させた状態で、前記ベース及び前記キャリッジのうちの他方に前記第２の素子を固定すること、及び前記第２の素子の固定後、前記第１の保持部及び前記第２の保持部から前記ピンを取り外すことを行う光スイッチの製造方法が明らかとなる。  
このような光スイッチの製造方法によれば、光ファイバ同士の傾斜端面を離した状態での光軸合わせが容易になる。
【００１９】
光ファイバを保持するための光ファイバ用保持部と、ピンを保持するためのピン用保持部と、を備え、保持した前記光ファイバが他の光ファイバに対して互いの傾斜端面を離した状態で光軸合わせされる基板であって、前記光ファイバの端面の側に、前記光ファイバの光軸に垂直な面に対して傾斜する傾斜面が形成されており、前記ピン用保持部に保持される前記ピンの中心軸が、前記光ファイバ用保持部に保持される前記光ファイバの中心軸に対して、前記傾斜面の向く方向と逆側の方向にずれるように、前記光ファイバ用保持部と前記ピン用保持部が形成されていることを特徴とする基板が明らかとなる。  
このような基板によれば、光ファイバ同士の傾斜端面を離した状態での光軸合わせが容易になる。
【００２０】
前記光ファイバ用保持部は、光ファイバ用Ｖ溝であり、前記ピン用保持部は、ピン用Ｖ溝であることが望ましい。これにより、ピンを取り外す作業が容易になる。
【００２１】
前記光ファイバ用Ｖ溝と前記ピン用Ｖ溝との間に、前記光ファイバ用Ｖ溝との間で前記光ファイバを挟むための上蓋を固定するとともに、前記光ファイバを接着するための接着剤が前記ピン用Ｖ溝に漏洩することを防止するための内壁部が形成されていることが望ましい。これにより、光ファイバや上蓋の接着固定が容易になる。
【００２２】
前記ピン用Ｖ溝に内接したときに前記ピン用Ｖ溝の底部と反対側の部分が前記ピン用Ｖ溝の上面と同じ位置になる径の前記ピンが前記ピン用Ｖ溝に保持されても、前記ピンの中心軸が、前記光ファイバ用保持部に保持される前記光ファイバの中心軸に対して、前記傾斜面の向く方向と逆側の方向にずれるように、前記ピン用保持部が形成されていることが望ましい。これにより、ピンの中心軸が光ファイバの中心軸に対してずれることが保証され、光ファイバ同士の傾斜端面を離した状態での光軸合わせが容易になる。
【００２３】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜光ファイバの端面について＞
図１は、第１実施形態で用いられる光ファイバの端部の説明図である。なお、以下の説明において、単に「光ファイバ」と記載した場合は、光を伝搬するコアとその周辺を覆うクラッドから構成されたものを意味するが、光を伝搬する他の部材（例えばＧＲＩＮレンズ）が一体的に融着接続されている場合には、その部材も含めたものを意味する。なお、融着接続以外の方法（例えば接着剤による接着）によって接続された部材は、一体的に融着接続されていないので、「光ファイバ」には含まれない。
【００２４】
第１実施形態で用いられる光ファイバ１０は、シングルモード光ファイバ１１の先にＧＲＩＮレンズ１２とコアレス光ファイバ１３を設けたレンズドファイバである。シングルモード光ファイバ１１、ＧＲＩＮレンズ１２及びコアレス光ファイバ１３は、融着接続されている。
【００２５】
ＧＲＩＮレンズ１２は、中心軸から外周に向かって徐々に屈折率が小さくなっている屈折率分布型レンズである。グレイデッドインデックス光ファイバも中心軸から外周に向かって徐々に屈折率が小さいので、ＧＲＩＮレンズ１２としてグレイデッドインデックス光ファイバが用いられている。また、ＧＲＩＮレンズ１２がコリメータレンズとして機能するように所定の長さになっている。具体的には、ＧＲＩＮレンズ１２は、１周期分の定在波の長さであるピッチ長を（２ｎ＋１）／４倍した長さになっている（なお、ｎ＝０，１，２，・・・）。これにより、シングルモード光ファイバ１１からＧＲＩＮレンズ１２に入射する光は、ＧＲＩＮレンズ１２内で平行光に変換されて、ＧＲＩＮレンズ１２から放射される。逆に、ＧＲＩＮレンズ１２に入射する平行光は、ＧＲＩＮレンズ１２内で収束して、ＧＲＩＮレンズ１２からシングルモード光ファイバ１１に入力される。
【００２６】
コアレス光ファイバ１３は、ＧＲＩＮレンズ１２の先に設けられている。ＧＲＩＮレンズ１２からコアレス光ファイバ１３に入射した平行光は、コアレス光ファイバ１３内を平行光として伝搬し、コアレス光ファイバ１３の端面から外部に放射される。逆に、外部からコアレス光ファイバ１３に入射した平行光は、コアレス光ファイバ１３を伝搬して、ＧＲＩＮレンズ１２に入力される。
【００２７】
コアレス光ファイバ１３の端面は、光軸に対して傾斜している。このように端面を傾斜させることにより、反射戻り光の影響を軽減することができる。なお、コアレス光ファイバ１３を設けずにＧＲＩＮレンズ１２の端面を傾斜させてしまうとコリメータレンズとしての機能が損なわれてしまうため、ＧＲＩＮレンズ１２の先にコアレス光ファイバ１３を融着接続し、コアレス光ファイバ１３の端面を光軸に対して傾斜させているのである。
【００２８】
＜光スイッチ３０の構成＞
図２は、光スイッチの概略構成の説明図である。  
光スイッチ３０は、固定側素子３１Ａと可動側素子３１Ｂとを有する。固定側素子３１Ａはベース３２に固定されており、可動側素子３１Ｂはキャリッジ３３に取り付けられている。キャリッジ３３は、ガイド３４に案内されながら、ボールネジを用いた移動機構３５によって移動する。固定側素子３１Ａ及び可動側素子３１Ｂには、それぞれ光ファイバ１０が保持されている。キャリッジ３３が移動することによって、光接続される光ファイバ１０が切り替わる。
【００２９】
図３は、光スイッチにおける光の伝搬経路の説明図である。図中には、光の伝搬経路が太線で示されている。なお、説明を分かりやすくするため、寸法や角度は誇張されて図示されている。
【００３０】
図中の右側の光ファイバ１０は固定側素子３１Ａに保持されており、図中の左側の光ファイバ１０が可動側素子３１Ｂに保持されている。ここでは、固定側素子３１Ａの光ファイバ１０の傾斜端面は下側を向くように配置されており、可動側素子３１Ｂの光ファイバ１０の傾斜端面は上を向くように配置されている。以下、光が図中の右から左に向かって伝搬するものとして説明する。
【００３１】
図中の右側の光ファイバ１０を伝搬した光は、光軸に垂直な面に対して８度ほど傾いている傾斜端面（コアレス光ファイバ１３の傾斜端面）から出射する。傾斜端面の外部が空気であるため、スネルの法則に従い、傾斜端面で光が屈折する。この結果、右側の光ファイバ１０から出射した光は、端面の向く側（下向き）とは反対側の上向きに屈折する。具体的には、右側の光ファイバ１０から出射した光は、光ファイバ１０の光軸に対してα（約３．７２度）だけ上方に屈折する。
【００３２】
光軸に対して上方に傾いて空気中を伝搬した光は、左側の光ファイバ１０の傾斜端面に入射する。左側の光ファイバ１０の傾斜端面（コアレス光ファイバ１３の傾斜端面）も、光ファイバ１０の光軸に垂直な面に対して８度ほど傾いており、右側の光ファイバ１０の傾斜端面と平行になっている。この結果、左側の光ファイバ１０の傾斜端面に入射した光は、傾斜端面で屈折して、左側の光ファイバ１０を伝搬する。
【００３３】
上記のように左右の光ファイバ１０を光接続するためには、屈折した光が空気中を伝搬することを見込んで、光ファイバ１０の光軸をずらして配置する必要がある。具体的には、左右の光ファイバ１０の端面同士の光軸方向の間隔をＬとするとき、図中のｇだけ互いの光ファイバ１０の光軸をずらす必要がある。
【００３４】
一方、空気中を伝搬する光は光ファイバ１０の光軸に対して３．７２度（＝α）程度しか傾いていないため、左右の光ファイバ１０を光接続するためには、光軸方向の位置精度よりも、光軸と垂直な方向の位置精度を高くする必要がある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、以下に説明するＶ溝基板２０を用いて光ファイバ１０の光軸合わせを行っている。なお、本実施形態では、光スイッチ３０の固定側素子３１Ａと可動側素子３１Ｂには、同じＶ溝基板２０が用いられている。
【００３６】
＜Ｖ溝基板２０＞
図４Ａ〜図４Ｄは、Ｖ溝基板の構成を示すための図である。図４Ａ〜図４ＣはＶ溝基板の３面図である。図４ＤはＶ溝基板の前面の一部拡大図である。図５は、Ｖ溝基板の前側部分の拡大説明図である。図６は、Ｖ溝基板に光ファイバを設置したときの説明図である。図７は、Ｖ溝基板に光ファイバと上蓋を接着したときの説明図である。なお、図５〜図７では、説明を分かりやすくするため、寸法、角度、Ｖ溝の数などは実際のものとは異なっている。
【００３７】
以下の説明では、図５〜図７に示すように、前後、上下、左右を定義する。すなわち、光ファイバ用Ｖ溝２１（又は光ファイバ１０の光軸）に沿って「前後方向」を定義し、光ファイバ１０から見て端面の側を「前」、逆側を「後」とする。また、複数の光ファイバ１０の並ぶ方向を「左右方向」と定義し、前側から見て「右」と「左」を定義する。また、前後方向及び左右方向と垂直な方向を「上下方向」とし、光ファイバ１０から見て光ファイバ用Ｖ溝２１の側を「下」、逆側を「上」とする。
【００３８】
Ｖ溝基板２０は、光ファイバ１０を配列させるための部材である。Ｖ溝基板２０は、例えば樹脂製又はガラス製である。既に説明したように、Ｖ溝基板２０は、光スイッチ３０の固定側素子３１Ａにも可動側素子３１Ｂにも共通して用いられる。
【００３９】
Ｖ溝基板２０には、複数の光ファイバ用Ｖ溝２１が形成されている。光ファイバ用Ｖ溝２１は前後方向に沿って形成されている。光ファイバ１０は、Ｖ溝基板２０の光ファイバ用Ｖ溝２１によって支持されて、配列させられる。光ファイバ用Ｖ溝２１は、光ファイバ１０を保持するための光ファイバ用保持部に相当する。図５〜図７では８本の光ファイバ用Ｖ溝２１が形成されているが、実際にはもっと多くのＶ溝（例えば図４のように２０〜３０本程度）が形成されても良い。
【００４０】
光ファイバ用Ｖ溝２１の左右外側には、内壁部２２がそれぞれ形成されている。この内壁部２２は、光ファイバ用Ｖ溝２１との間で光ファイバ１０を挟むための上蓋２８（図７参照）を左右から固定するためのものである。また、内壁部２２は、光ファイバ用Ｖ溝２１に光ファイバ１０を接着するための接着剤がピン用Ｖ溝２５（後述）に漏洩することを防止している。
【００４１】
Ｖ溝基板２０の前側には、垂直面２３と、傾斜面２４とが形成されている。垂直面２３は上側に設けられており、傾斜面２４は下側に設けられている。垂直面２３は、前後方向（光ファイバ１０の光軸方向）に対して垂直な面になっている。一方、傾斜面２４は、垂直面２３に対して８度ほど傾いている。また、傾斜面２４は、下側を向くように傾斜している。予めＶ溝基板２０に傾斜面２４を形成しておくことによって、光ファイバ１０の端面を斜めに研磨する際の加工負荷を軽減できる。なお、Ｖ溝基板２０の前側の傾斜面２４が下側を向くように傾斜しているので、本実施形態のＶ溝基板２０では、斜め研磨後の光ファイバ１０の端面は下側を向くことを予定している。
【００４２】
内壁部２２の左右外側には、ピン用Ｖ溝２５がそれぞれ形成されている。ピン用Ｖ溝２５は、Ｖ溝基板２０同士を位置決めするためのピン４１を支持するためのものである。言い換えると、ピン用Ｖ溝２５は、光ファイバ１０同士の端面を離した状態で、図３に示す間隔ｇだけずらして光軸合わせするためのものである。
【００４３】
ピン用Ｖ溝２５は、光ファイバ用Ｖ溝２１と平行に、前後方向（光軸方向）に沿って形成されている。このため、ピン用Ｖ溝２５に保持されたピン４１でＶ溝基板２０（固定側素子３１Ａ又は可動側素子３１Ｂ）を位置決めすれば、上下方向及び左右方向（前後方向に対して垂直な方向）に高い位置精度で位置決めできる。なお、ピン用Ｖ溝２５は、光ファイバ１０の光軸に沿ってピン４１を保持するためのピン用保持部に相当する。
【００４４】
ピン用Ｖ溝２５には、直径０．７ｍｍのピン４１が内接することになる。直径０．７ｍｍのピン４１が置かれることを想定しているため、例えばピン用Ｖ溝２５の底部の曲率半径はピン４１の半径よりも小さく設定されている（例えば、０．３ｍｍ程度に設定される）。また、直径０．７ｍｍのピン４１がピン用Ｖ溝２５に内接したときにピン４１の上部がＶ溝基板２０の上面２６から若干突出するように（例えば０．０１ｍｍ程度突出するように）、ピン用Ｖ溝２５の寸法が決められている。これにより、ピン４１をピン用Ｖ溝２５に向かって押さえやすい構造になっている。
【００４５】
ピン用Ｖ溝２５に直径０．７ｍｍのピン４１が内接したとき、ピン４１の中心軸は、光ファイバ１０の中心軸に対して、図３に示す間隔ｇの半分（ｇ／２）だけ上側に位置している（図７参照）。このようにピン用Ｖ溝２５を形成することによって、ピン用Ｖ溝２５にピン４１を内接させながら２個のＶ溝基板２０を上下反転させて位置決めしたときに（後述）、図３に示すように互いの光ファイバ１０の光軸が上下方向に間隔ｇだけずれて位置決めされる。
【００４６】
ピン４１の中心軸が光ファイバ１０の中心軸に対して上側に位置するようにピン用Ｖ溝２５を形成した理由は、下側を向いた光ファイバ１０の傾斜端面によって光ファイバ１０の光軸に対して上方に光が屈折することを見込んだものである。このため、Ｖ溝基板２０の前面の傾斜面２４が下を向いていることに対応させて、ピン４１の中心軸が光ファイバ１０の中心軸に対して上側に位置するようにピン用Ｖ溝２５が形成されている。
【００４７】
本実施形態のＶ溝基板２０では、仮にピン用Ｖ溝２５に内接したときのピンの上部がＶ溝基板２０の上面２６と同じ位置になる径のピン（ピン用Ｖ溝２５の形状から特定される最小径のピン、つまり直径０．７ｍｍよりも細いピン）がピン用Ｖ溝２５に置かれても、ピンの中心軸が光ファイバ１０の中心軸に対して上側に位置するように、ピン用Ｖ溝２５が構成されている。このため、０．７ｍｍのピン４１がピン用Ｖ溝２５に置かれたときには、当然、ピン４１の上部はＶ溝基板２０の上面２６から突出するとともに、ピン４１の中心軸は光ファイバ１０の中心軸に対して上側に位置することになる。つまり、仮にピン用Ｖ溝２５に内接したときのピンの上部がＶ溝基板２０の上面２６と同じ位置になる径のピンがピン用Ｖ溝２５に置かれても、ピンの中心軸が光ファイバ１０の中心軸に対して上側に位置するようにピン用Ｖ溝２５が構成されていることによって、Ｖ溝基板２０の実際の使用時にピン用Ｖ溝２５に置かれるピン４１（ピンの上部がＶ溝基板２０の上面２６よりも若干吐出するようなピン）の中心軸が光ファイバの中心軸に対して上側にずれることを保証した構成になっている。
【００４８】
このように、本実施形態では、ピン４１の中心軸が光ファイバ１０の中心軸に対してずれるようにピン用Ｖ溝２５を形成している。このような形状は、光ファイバ１０の傾斜端面で屈折した光が空気中を伝搬することを見込んだものである。なお、このような形状は、光ファイバの端面同士を物理的に接触させることを前提とした場合や光ファイバの端面が傾斜していない場合には採用されない形状である。
【００４９】
２本のピン用Ｖ溝２５は、多数の光ファイバ用Ｖ溝２１を左右から挟むように位置している。このため、２本のピン用Ｖ溝２５に置かれた２本のピン４１を用いてＶ溝基板２０（固定側素子３１Ａ又は可動側素子３１Ｂ）を位置決めしたとき、光ファイバ１０の位置精度が高い。
【００５０】
Ｖ溝基板２０の光ファイバ用Ｖ溝２１の上に前述の光ファイバ１０が設置され（図６参照）、更に光ファイバ１０の上に上蓋２８が設置され（図７参照）、光ファイバ１０と上蓋２８がＶ溝基板２０に接着固定されることになる。その後、図７のハッチングで示された傾斜面２４に沿ってＶ溝基板２０、光ファイバ１０及び上蓋２８の前側が斜め研磨され、光ファイバ１０の端面が斜め研磨される。このため、斜め研磨後の光ファイバ１０の傾斜端面は、研磨前のＶ溝基板２０の傾斜面２４と同様に、下側を向くことになる。なお、Ｖ溝基板２０に光ファイバ１０と上蓋２８が接着されて斜め研磨された部材が、既に説明した固定側素子３１Ａや可動側素子３１Ｂとなる。このため、固定側素子３１Ａや可動側素子３１Ｂは、傾斜端面を有する光ファイバを保持した素子に相当する。
【００５１】
図７に示すように、本実施形態の上蓋２８は所定の厚みを有しており、接着後の上蓋２８の上面２８Ａは、ピン用Ｖ溝２５にピン４１が置かれたときのピン４１の上部よりも、上側に位置する。また、例えばクリップなどの治具を用いてピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定したときに、その治具よりも上蓋２８の上面２８Ａが上側に位置する程度の厚みを上蓋２８は有している。これにより、ピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定した状態で、上蓋２８の上面２８Ａを他の部材（例えば、キャリッジ３３）に接着して固定することが可能である。
【００５２】
＜製造方法＞
図８は、製造時の処理のフロー図である。図９Ａ〜図９Ｅは、製造時の様子の説明図である。
【００５３】
まず、固定側素子３１Ａを準備し、固定側素子３１Ａをベース３２に接着する（Ｓ００１、図９Ａ）。本実施形態では、固定側素子３１Ａの下面をベース３２側に接着固定する。以下の説明では、ベース３２に固定されたＶ溝基板２０の向きを基準にして前述の図５〜図７と同様に前後方向と上下方向を定義する。固定側素子３１Ａの光ファイバ１０の傾斜端面は、下側を向くことになる（ベース３２側を向くことになる）。
【００５４】
固定側素子３１Ａがベース３２に接着固定された後、可動側素子３１Ｂを準備し、可動側素子３１Ｂのピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定する（Ｓ００２、図９Ｂ）。このとき、まず、ピン用Ｖ溝２５にピン４１を内接させて、クリップなどの治具（不図示）を用いてピン４１をピン用Ｖ溝２５に向かって押し付けて、ピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定する。図中には、治具は示されていないが、代わりに治具がピン４１を押し付ける方向を示す矢印が示されている。このとき、ピン４１が可動側素子３１Ｂの光ファイバ１０の端面よりも大きく突出させておく。ピンの突出させた部位を、固定側素子３１Ａのピン用Ｖ溝２５に固定させるためである。
【００５５】
次に、固定側素子３１Ａと可動側素子３１Ｂの間にスペーサ４２を挟みながら、固定側素子３１Ａのピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定する（Ｓ００３、図９Ｃ）。固定側素子３１Ａのピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定するときも、クリップなどの治具（不図示）が用いられる。図中には、治具は示されていないが、代わりに治具がピン４１を押し付ける方向を示す矢印が示されている。
【００５６】
このとき、可動側素子３１Ｂは、固定側素子３１Ａに対して上下を反転させた姿勢になっている。可動側素子３１Ｂ及び固定側素子３１Ａのいずれとも、ピン４１の中心軸と光ファイバ１０の中心軸とがｇ／２だけずれているため、可動側素子３１Ｂを固定側素子３１Ａに対して上下を反転させながら共通のピン４１で可動側素子３１Ｂと固定側素子３１Ａとを位置決めすれば、互いの光ファイバ１０の光軸が間隔ｇだけずれた状態になる。
【００５７】
スペーサ４２は、固定側素子３１Ａの光ファイバ端面と可動側素子３１Ｂの光ファイバ端面との前後方向の間隔がＬになるような幅を有している。固定側素子３１Ａのピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定するとき、スペーサ４２を介して可動側素子３１Ｂを固定側素子３１Ａ側に押し付けることによって、固定側素子３１Ａの光ファイバ端面と可動側素子３１Ｂの光ファイバ端面との前後方向の間隔がＬになる。
【００５８】
上下方向の位置決めにはＶ溝とピン４１を用いているのに対し、前後方向の位置決めにはスペーサ４２を用いているため、前後方向の位置決め精度は、上下方向の位置決め精度よりも劣っている。但し、図３で説明した通り、空気中を伝搬する光は光ファイバ１０の光軸に対して３．７２度（＝α）程度しか傾いていないため、前後方向（光軸方向）の位置決め精度は、上下方向（光軸と垂直な方向）の位置決めよりも劣っていても許容される。例えば、Ｌ＝１ｍｍの場合、前後方向の位置決め誤差は１００μｍ程度まで許容されている。
【００５９】
次に、図９Ｃに示す状態を保ちながら、可動側素子３１Ｂをキャリッジ３３に接着する（Ｓ００４、図９Ｄ）。図７で説明した通り、クリップなどの治具を用いてピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定したときに、その治具よりも上蓋２８の上面２８Ａが上側に位置する程度の厚みを上蓋２８が有している。このため、図７の状態の上下方向を反転させて、上蓋２８の上面２８Ａをキャリッジ３３に接着するときに、ピン用Ｖ溝２５にピン４１を固定した状態を保つことができる。
【００６０】
可動側素子３１Ｂがキャリッジ３３に接着固定された後、ピン４１とスペーサ４２を取り外す（Ｓ００５、図９Ｅ）。図１のような光スイッチ３０を構成する場合には、可動側素子３１Ｂが固定側素子３１Ａに対して移動するため、ピン４１を外す必要がある。本実施形態では、ピン用Ｖ溝２５にピン４１を押し付けて固定しているだけなので、ピン４１が穴に嵌合しているような場合と比べると、治具を外せばピン４１を容易に解放できる。
【００６１】
ピン４１とスペーサ４２を取り外せば、固定側素子３１Ａと可動側素子３１Ｂの光ファイバ１０は、図３に示すように光軸合わせがされた状態で配置できている。つまり、光ファイバ１０の端面同士の前後方向（光軸方向）の間隔をＬとし、互いの光ファイバ１０の光軸がｇだけずれた状態で配置できている。
【００６２】
本実施形態によれば、光ファイバ１０の光軸と平行にピン４１を配置して固定側素子３１Ａと可動側素子３１Ｂの位置決めを行っているため、光軸と垂直な方向（上下方向）の位置決めを精度良く行うことができる。このため、光ファイバ１０の傾斜端面で屈折した光が空気中を伝搬することを見込んで、互いの光ファイバ１０の光軸をｇだけずらして精度良く光軸合わせができる。
【００６３】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
第１実施形態では、光ファイバ１０もピン４１もＶ溝によって保持されていた。しかし、光ファイバ１０を保持するための光ファイバ用保持部や、ピン４１を保持するためのピン用保持部は、Ｖ溝に限られるものではない。
【００６４】
図１０は、第２実施形態に用いられる基板の説明図である。図に示すとおり、第２実施形態の基板２０’は、光ファイバ１０を保持するための光ファイバ用穴２１’と、ピン４１を保持するためのピン用穴２５’とを有する。
【００６５】
第２実施形態においても、ピン４１の中心軸が光ファイバ１０の中心軸に対してｇ／２だけ上側に位置するように、光ファイバ用穴２１’とピン用穴２５’を形成している。この形状は、光ファイバ１０の傾斜端面で屈折した光が空気中を伝搬することを見込んだものである。
【００６６】
第２実施形態の基板２０’では、ピン４１を脱着できるようにピン４１の径に対してピン用穴２５’を若干広く形成する必要があるため、光軸合わせの精度は第１実施形態よりも劣ってしまう。但し、第２実施形態の基板２０’では、ピン４１を保持するときに治具が不要になるため、第１実施形態に対して利点もある。
【００６７】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、第２実施形態の製造時の様子の説明図である。第２実施形態では、ピン用保持部としてピン用穴２５’が採用されているため、上側が開放されているＶ溝と比べて、ピン４１の脱着に制約がある。例えば、図１１Ａに示すように、固定側素子３１Ａ’にピン４１を保持させるときには、固定側素子３１Ａ’のピン用穴２５’にピン４１を前側から挿入しなければならない。また、可動側素子３１Ｂ’を固定した後にピン４１を取り外すとき、ピン４１を挿入した方向とは逆方向からピン４１を抜かなければならない。このため、ピン４１を取り外す時を考慮して、ピン用穴２５’は貫通穴である必要がある。
【００６８】
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
第１実施形態では、可動側素子３１Ｂが固定側素子３１Ａに対して移動可能な構成であった。言い換えると、光軸合わせの対象となる光ファイバ１０は、相対的に移動する構成であった。しかし、このような構成に限られるものではない。
【００６９】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、第３実施形態の冗長光スイッチの説明図である。図１２Ａは正常時の動作の説明図である。図１２Ｂは異常発生時の動作の説明図である。第３実施形態の冗長光スイッチ５０は、入力側素子５１と、出力側素子５２と、第１ミラー５３と、第２ミラー５４とから構成されている。
【００７０】
入力側素子５１には、８本の光ファイバ１０が保持されている。一方、出力側素子５２には、８本の光ファイバ１０と１本の予備光ファイバ１０’とが保持されている。入力側素子５１の各光ファイバ１０と出力側素子５２の各光ファイバ１０との間には、それぞれ第１ミラー５３が設けられている。また、各第１ミラー５３の光の反射方向には、それぞれ第２ミラー５４が設けられている。各第２ミラー５４の光の反射方向には、予備光ファイバ１０’が設けられている。
【００７１】
各第１ミラー５３と各第２ミラー５４は、それぞれ不図示のアクチュエータによって紙面の垂直方向に移動可能になっている。図１２Ａに示すように正常時には、第１ミラー５３は、光ファイバ間の光の伝搬経路に対して引っ込んだ位置にあり、入力側素子５１の光ファイバ１０から出射した光は、出力側素子５２の光ファイバ１０に入射する。一方、図１２Ｂに示すように異常時には、図中の黒く塗りつぶされた第１ミラー５３が、異常のあった光ファイバ１０の光の伝搬経路に入り込み、第２ミラー５４を介して予備光ファイバ１０’に光を導く。
【００７２】
このような冗長光スイッチ５０では、第１ミラー５３を配置するために、入力側素子５１と出力側素子５２が離れて配置されている。つまり、入力側素子５１の光ファイバ１０と、出力側素子５２の光ファイバ１０は、互いの端面を離した状態である。反射戻り光の影響を軽減する目的で光ファイバ１０の端面を傾斜させる場合、第１実施形態と同様に、屈折した光が空気中を伝搬することを見込んで、入力側素子５１の光ファイバ１０と出力側素子５２の光ファイバ１０とを光軸をずらして配置する必要がある。
【００７３】
第３実施形態の冗長光スイッチ５０を構成する場合においても、第１実施形態のＶ溝基板２０や、第２実施形態の基板２０’を用いても良い。また、第３実施形態の冗長光スイッチ５０を構成する場合においても、前述の製造方法を採用しても良い。但し、第３実施形態の冗長光スイッチ５０は、第１実施形態の光スイッチ３０とは異なり、光ファイバ同士が相対的に移動する構成ではない。このため、第１実施形態のようにピン４１を取り外さなくても良い。若しくは、第１ミラー５３と第２ミラー５４との間の光の伝搬経路の間にピン４１がある場合に、そのピン４１だけを取り外し、他方のピン４１は取り外さないようにしても良い。
【００７４】
＝＝＝第４実施形態＝＝＝
図１３は、第４実施形態の光アイソレータ６０の説明図である。光アイソレータ６０は、入射側の光ファイバ１０を保持する入射側素子６１と、出射側の光ファイバ１０を保持する出射側素子６２と、光アイソレータ素子６３とを有する。光アイソレータ素子６３は、入射側の光ファイバ１０から出射側の光ファイバ１０に向かって光を伝送させるが、出射側の光ファイバ１０から入射側の光ファイバ１０には光を伝送させない光素子である。
【００７５】
このような光アイソレータ６０では、光アイソレータ素子６３を配置するため、入力側素子６１と出力側素子６２が離れて配置されている。つまり、入力側素子６１の光ファイバ１０と、出力側素子６２の光ファイバ１０は、互いの端面を離した状態である。反射戻り光の影響を軽減する目的で光ファイバ１０の端面を傾斜させる場合、第１実施形態と同様に、屈折した光が空気中を伝搬することを見込んで、入力側素子６１の光ファイバ１０と出力側素子６２の光ファイバ１０とを光軸をずらして配置する必要がある。
【００７６】
第４実施形態の光アイソレータ６０を構成する場合においても、第１実施形態のＶ溝基板２０や、第２実施形態の基板２０’を用いても良い。また、第４実施形態の光アイソレータ６０を構成する場合においても、前述の製造方法を採用しても良い。但し、第４実施形態の光アイソレータ６０は、第１実施形態の光スイッチ３０とは異なり、光ファイバ同士が相対的に移動する構成ではない。このため、第１実施形態のようにピン４１を取り外さなくても良い。
【００７７】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、例えば以下のように変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。
【００７８】
＜光ファイバ１０について＞
前述の実施形態では、シングルモード光ファイバ１１の先にＧＲＩＮレンズ１２及びコアレス光ファイバ１３が設けられた光ファイバ１０が用いられていた。但し、光ファイバの構成は、これに限られるものではない。
【００７９】
例えば、シングルモード光ファイバの先にＧＲＩＮレンズやコアレス光ファイバが無くても良い。但し、このような光ファイバの場合、光路にゴミ等があったり、光軸がずれたりすると接続損失が大きくなってしまう。
【００８０】
また、シングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）の先ではなく、マルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）、分散シフト光ファイバ（ＤＳＦ）、分散補償光ファイバ（ＤＣＦ）、偏波保持光ファイバなどの光ファイバの先にＧＲＩＮレンズ１２及びコアレス光ファイバ１３が設けられた光ファイバを用いても良い。また、これらの光ファイバやシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）が１種類で単独で用いられる場合だけでなく、２種類以上の光ファイバが融着接続などにより組み合わされて用いられても良い。
【００８１】
＜光ファイバ１０の数について＞
前述の第１実施形態や第２実施形態では、複数の光ファイバ１０が、固定側素子３１Ａに保持されていた。また、前述の第３実施形態では、複数の光ファイバ１０が入力側素子５１や出力側素子５２に保持されていた。但し、複数の光ファイバ１０が保持されるものには限られず、１本の光ファイバ１０が、保持されていても良い。例えば、第４実施形態では、入力側素子６１や出力側素子６２は１本の光ファイバ１０を保持している。
【００８２】
また、前述の第１実施形態や第２実施形態では、１本の光ファイバ１０が、可動側素子３１Ｂに保持されていた。但し、これに限られるものではない。例えば、複数の光ファイバ１０が、可動側素子３１Ｂに保持されていても良い。
【００８３】
＜固定方法について＞
前述の第１実施形態や第２実施形態では、固定側素子３１Ａを先に接着固定し、その後に可動側素子３１Ｂを接着固定していた。但し、これに限られるものではない。可動側素子３１Ｂを先に接着固定し、その後に固定側素子３１Ａを接着固定しても良い。また、第３実施形態や第４実施形態の入力側素子と出力側素子の接着固定の順序についても、どちらが先でも良い。
【００８４】
また、接着剤を用いて固定するのではなく、ネジなどの他の方法で固定側素子３１Ａや可動側素子３１Ｂを固定しても良い。
【符号の説明】
【００８５】
１０  光ファイバ、１０’  予備光ファイバ、
１１  シングルモード光ファイバ、
１２  ＧＲＩＮレンズ、１３  コアレス光ファイバ、
２０  Ｖ溝基板、２０’  基板、
２１  光ファイバ用Ｖ溝、２１’  光ファイバ用穴、
２２  内壁部、２３  垂直面、２４  傾斜面、
２５  ピン用Ｖ溝、２５’  ピン用穴
２６  Ｖ溝基板の上面、２８  上蓋、２８Ａ  上蓋の上面
３０  光スイッチ、
３１Ａ  固定側素子、３１Ｂ  可動側素子
３２  ベース、３３  キャリッジ、
３４  ガイド、３５  移動機構、
４１  ピン、４２  スペーサ、
５０  冗長光スイッチ、５１  入力側素子、５２  出力側素子、
５３  第１ミラー、５４  第２ミラー、
６０  光アイソレータ、６１  入力側素子、６２  出力側素子
Ｌ  光ファイバの端面同士の光軸方向（前後方向）の間隔、
ｇ  光軸のずれ量
【図１】
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【図２】
2012141361.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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