(57)【要約】【課題】性能の劣化を招くことなく、信頼性を高めることができる光ファイバー付きガラス部材の製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバー２と、少なくとも光ファイバー２を保持する部分がガラスからなるフェルール３（保持部材）とを備えた光ファイバー付きガラス部材１を製造する方法であって、フェルール３に対して、光ファイバー２が固定される位置に光ファイバー２を配置する工程と、フェルール３にレーザー光Ｌを照射することにより、フェルール３のガラスを加熱して、光ファイバー２とフェルール３の間にガラスからなる溶着部３ａ２を形成する工程とを備え、レーザー光Ｌの波長が、ガラスに含まれるＯＨ基に吸収される波長であることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーと、少なくとも前記光ファイバーを保持する部分がガラスからなる保持部材とを備えた光ファイバー付きガラス部材を製造する方法であって、
前記保持部材に対して、前記光ファイバーが固定される位置に前記光ファイバーを配置する工程と、
前記保持部材にレーザー光を照射することにより、前記保持部材の前記ガラスを加熱して、前記光ファイバーと前記保持部材の間に前記ガラスからなる前記溶着部を形成する工程とを備え、
前記レーザー光の波長が、前記ガラスに含まれるＯＨ基に吸収される波長である、光ファイバー付きガラス部材の製造方法。
【請求項２】
前記レーザー光の波長が２．８±０．１μｍである、請求項１に記載の光ファイバー付きガラス部材の製造方法。
【請求項３】
前記保持部材がフェルールであり、前記フェルールの貫通孔に前記光ファイバーを挿入し、前記フェルールの前記貫通孔の内壁に前記レーザー光を集光して照射することにより、前記溶着部を形成する、請求項１または２に記載の光ファイバー付きガラス部材の製造方法。
【請求項４】
光ファイバーと、
少なくとも前記光ファイバーを保持する部分がガラスからなる保持部材とを備え、
前記保持部材の前記ガラスは、前記光ファイバーよりも高いβ−ＯＨ値を有し、
前記光ファイバーと前記保持部材の間に設けられた前記ガラスからなる溶着部により、前記光ファイバーが固定されている、光ファイバー付きガラス部材。
【請求項５】
前記光ファイバーの外周面の一部が前記溶着部により固定されている、請求項４に記載の光ファイバー付きガラス部材。
【請求項６】
前記ガラスのβ−ＯＨ値が０．３／ｃｍ以上、３３／ｃｍ以下である、請求項４または５に記載の光ファイバー付きガラス部材。
【請求項７】
前記保持部材がフェルールであり、前記フェルールの貫通孔に前記光ファイバーが挿入されており、前記貫通孔と前記光ファイバーの外周面の間に、前記溶着部が設けられている、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光ファイバー付きガラス部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバー付きガラス部材の製造方法及び光ファイバー付きガラス部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバー付きガラス部材が光通信の分野などに用いられている。例えば、下記の特許文献１では、光ファイバーがフェルールの貫通孔内において接着剤により固定されたファイバースタブが開示されている。
【０００３】
特許文献２に記載のファイバースタブでは、段落［００４３］に記載されているように、光ファイバーとフェルールとが加熱によって相互に融着されることにより、光ファイバーがフェルール内に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２４１８０８号公報
【特許文献２】特開２００８−０９６８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のファイバースタブを長期間用いた場合には、光ファイバーを固定していた接着剤が劣化することがあった。そのため、信頼性を高めることは困難であった。
【０００６】
他方、特許文献２のファイバースタブは、フェルールとともに光ファイバーも加熱溶融されるため、光ファイバーの性能が劣化することがあった。
【０００７】
本発明の目的は、性能の劣化を招くことなく、信頼性を高めることができる光ファイバー付きガラス部材の製造方法及び光ファイバー付きガラス部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光ファイバー付きガラス部材の製造方法は、光ファイバーと、少なくとも光ファイバーを保持する部分がガラスからなる保持部材とを備えた光ファイバー付きガラス部材を製造する方法であって、保持部材に対して、光ファイバーが固定される位置に光ファイバーを配置する工程と、保持部材にレーザー光を照射することにより、保持部材のガラスを加熱して、光ファイバーと保持部材の間に上記ガラスからなる溶着部を形成する工程とを備え、レーザー光の波長が、上記ガラスに含まれるＯＨ基に吸収される波長であることを特徴としている。
【０００９】
レーザー光の波長が２．８±０．１μｍであることが好ましい。
【００１０】
保持部材は、例えば、フェルールであってもよい。この場合、フェルールの貫通孔に光ファイバーを挿入し、フェルールの貫通孔の内壁にレーザー光を集光して照射することにより、溶着部を形成することが好ましい。
【００１１】
本発明の光ファイバー付きガラス部材は、光ファイバーと、少なくとも光ファイバーを保持する部分がガラスからなる保持部材とを備え、保持部材のガラスは、光ファイバーよりも高いβ−ＯＨ値を有し、光ファイバーと保持部材の間に設けられた上記ガラスからなる溶着部により、光ファイバーが固定されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、光ファイバーの外周面の一部が溶着部により固定されていてもよい。
【００１３】
ガラスのβ−ＯＨ値は、０．３／ｃｍ以上、３３／ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
保持部材は、例えば、フェルールであってもよい。この場合、フェルールの貫通孔に光ファイバーが挿入されており、貫通孔と光ファイバーの外周面の間に、溶着部が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、性能の劣化を招くことなく、信頼性を高めることができる光ファイバー付きガラス部材の製造方法及び光ファイバー付きガラス部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の長さ方向に沿う断面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例に係る光ファイバー付きガラス部材の図２に相当する横断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における溶着部を形成する方法を説明するための、光ファイバーの長さ方向に沿う拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の横断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の横断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の変形例に係る光ファイバー付きガラス部材の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の長さ方向（Ｙ方向）に沿う断面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、Ｘ方向に沿う断面図である。なお、Ｘ方向はＹ方向に垂直な方向である。光ファイバー付きガラス部材１は、Ｙ方向に延びる光ファイバー２と、光ファイバー２を保持する保持部材としてのフェルール３とを備えている。本実施形態において、フェルール３はガラスからなる。フェルール３は、Ｙ方向に延びる貫通孔３ａを有する。光ファイバー２は、フェルール３の貫通孔３ａに挿入されており、フェルール３の貫通孔３ａ内に保持されている。
【００１９】
本実施形態において、光ファイバー２は、フェルール３の貫通孔３ａの内壁３ａ１に形成された溶着部３ａ２により固定されている。本実施形態においては、フェルール３の貫通孔３ａの内壁３ａ１が、光ファイバー２を保持する部分となる。溶着部３ａ２は、フェルール３を構成するガラスが溶融することにより形成されている。したがって、光ファイバー２は、ガラスからなる溶着部３ａ２により固定されているので、樹脂等からなる接着剤で固定される場合に比べて、高い信頼性を得ることができる。また、溶着部３ａ２が形成される際、光ファイバー２は実質的に溶融されないので、光ファイバー２の性能を低下させることなく、溶着部３ａ２を形成することができる。したがって、より高い信頼性を有する光ファイバー付きガラス部材１にすることができる。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態において、溶着部３ａ２は、貫通孔３ａの長さ方向（Ｙ方向）の一部に設けられている。また、図２に示すように、本実施形態において、溶着部３ａ２は、光ファイバー２の外周面に連続して形成されている。したがって、光ファイバー２の外周面全体を覆うように、溶着部３ａ２が形成されている。
【００２１】
上述のように、本実施形態のフェルール３はガラスからなる。フェルール３を構成するガラスは、光ファイバー２を構成する材料より高いβ−ＯＨ値を有している。フェルール３を構成するガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスなどが好ましく用いられる。
【００２２】
一般的に光ファイバー２を構成する材料は、伝送損失を低減させるため、極めて低いβ−ＯＨ値となっている。フェルール３を構成するガラスより低いβ−ＯＨ値を有する材料であれば、特に限定されるものではない。光ファイバー２を構成する好ましい材料としては、石英ガラスが挙げられる。石英ガラスは、一般的なガラスよりも低いβ−ＯＨ値を有している。光ファイバー２とフェルール３の熱膨張係数の差を小さくする観点からは、フェルール３を、光ファイバー２を構成する石英ガラスより高いβ−ＯＨ値を有する石英ガラスから構成してもよい。
【００２３】
図３は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る光ファイバー付きガラス部材の図２に相当する横断面図である。図３に示すように、光ファイバー２を固定する溶着部３３ａ２は、光ファイバー２の外周面においてスポット状に形成されている。この変形例では、Ｚ方向に対向する２箇所と、Ｘ方向に対向する２箇所の合計４箇所にそれぞれ溶着部３３ａ２が形成されている。なお、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向である。また、溶着部３３ａ２は、Ｙ方向に連続して形成されていてもよいし、不連続に形成されていてもよい。溶着部３３ａ２をＹ方向に不連続に形成する場合、溶着部３３ａ２はＹ方向にスポット状に形成されていてもよい。また、溶着部３３ａ２をＹ方向に連続して形成する場合、溶着部３３ａ２はＹ方向に直線状に延びるように形成されていてもよい。また、例えば光ファイバー２の外周面に沿って螺旋状に延びるように形成されていてもよい。
【００２４】
（製造方法）
図４は、第１の実施形態における溶着部を形成する方法を説明するための、光ファイバーの長さ方向に沿う拡大断面図である。本実施形態の光ファイバー付きガラス部材１の製造方法は、以下の通りである。
【００２５】
光ファイバー２をフェルール３の貫通孔３ａに挿入する。次に、フェルール３において溶着部３ａ２を形成する領域の内壁３ａ１の部分にレーザー光Ｌを集光して照射する。このレーザー光Ｌは、フェルール３を構成するガラスに含まれるＯＨ基に吸収される波長を有している。より具体的には、レーザー光Ｌの波長は、２．８μｍである。なお、レーザー光Ｌの波長は、２．８±０．１μｍの範囲内であれば、ＯＨ基に充分に吸収される。
【００２６】
上述したように、フェルール３を構成するガラスのβ−ＯＨ値は、光ファイバー２を構成する材料のβ−ＯＨ値よりも高い。よって、レーザー光Ｌの照射に際し、フェルール３の方が光ファイバー２よりも高温になる。これにより、フェルール３のみが溶融し、溶着部３ａ２が形成される。必要に応じてレーザー光Ｌを走査させて照射し、溶着部３ａ２を形成する。レーザー光Ｌを照射する際のレーザー光Ｌと、光ファイバー２及びフェルール３との位置関係は、レーザー光Ｌの光源（図示せず）を移動させて調整してもよいし、光ファイバー２及びフェルール３を移動させて調整してもよい。また、光源と光ファイバー２及びフェルール３の両方を移動させて調整してもよい。光ファイバー２及びフェルール３は、Ｙ方向の軸を回転軸にして回転させたり、Ｙ方向に移動させたりすることにより、レーザー光Ｌの照射位置を調整することができる。
【００２７】
以上のようにして、溶着部３ａ２が、フェルール３の貫通孔３ａと光ファイバー２との間に形成され、溶着部３ａ２によって光ファイバー２がフェルール３の貫通孔３ａ内に固定される。フェルール３の貫通孔３ａの内壁３ａ１と光ファイバー２との間の間隔は、０．１μｍ〜２μｍ程度であることが好ましい。
【００２８】
光ファイバー２を構成する材料のβ−ＯＨ値は、０．３／ｃｍ以下であることが好ましい。光ファイバー２を構成する材料のβ−ＯＨ値が低いと、レーザー光Ｌの照射において、光ファイバー２の温度上昇は小さくなる。そのため、光ファイバー２は溶融せず、フェルール３を構成するガラスのみから溶着部３ａ２を形成することができる。したがって、光ファイバー２の性能の劣化を招くことなく、光ファイバー２にフェルール３を溶着することができる。
【００２９】
フェルール３のβ−ＯＨ値は、０．３／ｃｍ以上、３３／ｃｍ以下であることが望ましい。それによって、上記レーザー光Ｌの照射により、フェルール３の内壁３ａ１を容易に溶融させることができる。フェルール３のβ−ＯＨ値は、より好ましくは、１．０／ｃｍ以上、３３／ｃｍ以下である。それによって、フェルール３の内壁３ａ１をより容易に溶融させることができる。
【００３０】
なお、ガラスのβ−ＯＨ値の測定は、以下のように行う。ＦＴ−ＩＲを用いて、ガラスの透過率の参照値（波数３８４６ｃｍ−１の光の透過率）と、ＯＨ基の吸収波長の透過率（３６００ｃｍ−１付近の波数の光の最小透過率）の測定を行う。３８４６ｃｍ−１の光の透過率をＴ１％、３６００ｃｍ−１付近の波数の光の最小透過率をＴ２％、ガラスの厚みをＸｍｍとしたときに、下記の式１によりβ−ＯＨ値を求めることができる。
【００３１】
β−ＯＨ値＝（１／Ｘ）ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）…式１
【００３２】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の横断面図である。図６は、本発明の第２の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の平面図である。本実施形態の光ファイバー付きガラス部材１１は、複数の溝部１３ａを有する保持部材１３と、それぞれの溝部１３ａに保持された光ファイバー２とを備える。保持部材１３は、第１の実施形態のフェルール３と同様の材料から形成することができる。光ファイバー２も、第１の実施形態の光ファイバー２と同様の材料から形成することができる。
【００３３】
保持部材１３の複数の溝部１３ａは、Ｙ方向に延びるように形成されている。また、複数の溝部１３ａは、Ｘ方向に配列されている。溝部１３ａの横断面は、図５に示すように、三角形の形状を有する。なお、溝部１３ａの横断面の形状は特に限定されず、例えば、三角形以外の多角形の形状であってもよく、あるいは曲面を有する形状であってもよい。溝部１３ａの個数も特に限定されない。
【００３４】
各溝部１３ａに、各光ファイバー２がそれぞれ保持されている。本実施形態においては、溝部１３ａの壁面が、光ファイバー２を保持する部分となる。光ファイバー２は、溝部１３ａの壁面に形成された溶着部１３ａ２によって保持部材１３に固定されている。溶着部１３ａ２は、第１の実施形態と同様に、保持部材１３を構成するガラスが溶融することにより形成されている。したがって、本実施形態においても、高い信頼性を有する光ファイバー付きガラス部材１１にすることができる。
【００３５】
本実施形態において、光ファイバー２のＺ方向の上部は、溝部１３ａから外側に突き出た状態になっている。しかしながら、これに限定されるものではなく、光ファイバー２全体が保持部材１３の溝部１３ａ内に埋まるように配置されていてもよい。
【００３６】
本実施形態における溶着部１３ａ２は、第１の実施形態の製造方法と同様に、溶着部１３ａ２を形成する領域の溝部１３ａの壁面近傍にレーザー光を集光して照射することにより、保持部材１３を構成するガラスを溶融して形成することができる。なお、レーザー光は、保持部材１３側から照射してもよいし、光ファイバー２側から照射してもよい。
【００３７】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係る光ファイバー付きガラス部材の横断面図である。光ファイバー付きガラス部材２１は、保持部材１３上に設けられている蓋部２４を備えている。蓋部２４は、例えば、保持部材１３と同様の材料から形成することができる。本実施形態の光ファイバー付きガラス部材２１は、蓋部２４を備えていること以外は、第２の実施形態と同様の構成を有する。
【００３８】
蓋部２４には、複数の溝部２４ａが設けられている。各光ファイバー２は、保持部材１３の溝部１３ａ及び蓋部２４の溝部２４ａにより囲まれた空間内に保持されている。蓋部２４の溝部２４ａには、溶着部２４ａ２が形成されており、溶着部２４ａ２により光ファイバー２が固定されている。本実施形態では、これによって、より一層強固に光ファイバー２を固定することができる。加えて、蓋部２４を有することにより、光ファイバー２はより一層破損し難い。
【００３９】
蓋部２４は、保持部材１３に溶着されていてもよいし、接着剤などにより接合されていてもよい。なお、このように蓋部２４が保持部材１３に溶着または接合されている場合は、蓋部２４は、溶着部２４ａ２を有しなくともよい。また、蓋部２４は保持部材１３と同様の材料でなくともよい。
【００４０】
また、蓋部２４が本実施形態のように溶着部２４ａ２を有する場合は、蓋部２４は必ずしも保持部材１３に接合されていなくともよい。
【００４１】
図８は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る光ファイバー付きガラス部材の横断面図である。図８に示すように、蓋部４４は、溝部を有しなくともよい。また、図８に示すように、蓋部４４は、接着剤層４５により光ファイバー２及び保持部材１３に接合されていてもよい。この場合においても、光ファイバー２は、保持部材１３により溶着部１３ａ２において固定されている。したがって、光ファイバー付きガラス部材４１の信頼性を高めることができる。
【００４２】
上記各実施形態では、保持部材全体がガラスから形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明においては、少なくとも溶着部が形成される部分、すなわち少なくとも光ファイバーを保持する部分が所定のβ−ＯＨ値を有するガラスから形成されていればよく、他の部分は他の材料から形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…光ファイバー付きガラス部材
２…光ファイバー
３…フェルール
３ａ…貫通孔
３ａ１…内壁
３ａ２…溶着部
１１…光ファイバー付きガラス部材
１３…保持部材
１３ａ…溝部
１３ａ２…溶着部
２１…光ファイバー付きガラス部材
２４…蓋部
２４ａ…溝部
２４ａ２…溶着部
３３ａ２…溶着部
４１…光ファイバー付きガラス部材
４４…蓋部
４５…接着剤層
【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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【図８】
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