(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光アレイの先端を第１および第２の基準面に対して一定の角度に研磨するための光アレイ研磨治具であって、
前記第１および第２の基準面に対応する第１および第２の受け基準面を有する受け治具と、
前記受け治具に挿入された前記光アレイの前記第１および第２の基準面を前記受け治具の前記第１および第２の受け基準面に密着固定する第１および第２の押さえ部を有する押さえ治具とを含み、
前記第１の押さえ部は前記光アレイの前記第１の基準面に平行な対応する他側面に密着する押さえ面と、前記押さえ治具にねじ結合し前記押さえ面を押すねじを有し、
前記第２の押さえ部は前記光アレイの前記第２の基準面に平行な対応する他側面と前記受け治具の第３の面間で形成されるＶ溝に挿入される棒と、前記押さえ治具にねじ結合し、前記棒を前記Ｖ溝に押し込むことにより前記第２の基準面を前記第２の受け基準面に押し当てるねじを有する光アレイ研磨治具。
【請求項２】
前記第２の受け基準面は、両側に逃げをもつ細い頂面を有する基準面である請求項１記載の光アレイ研磨治具。
【請求項３】
前記第１および第２の受け基準面を、研磨装置の研磨面と直角に保って先端の直角研磨、前記いずれかの基準面と傾けて先端の傾斜研磨をする請求項１記載の光アレイ研磨治具。
【請求項４】
前記第１の押さえ部は前記ねじの先端の球を受ける球面軸受けである請求項１記載の光アレイ研磨治具。
【請求項５】
前記光アレイはＶ溝を有するアレイ基板と、前記Ｖ溝に支持される光ファイバと、前記光ファイバを押さえる押さえ板とからなり、前記第１の基準面は光ファイバアレイの底面第２の基準面は側面である光ファイバアレイである請求項１記載の光アレイ研磨治具。
【請求項６】
前記光アレイ研磨治具は受け治具と押さえ治具の複数の対を有し、各対は複数の光アレイを同時に受入れ可能である請求項１記載の光アレイ研磨治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバアレイ、導波路、アレイ発光素子等光源や光路がアレイ上に配列されている光アレイの端面を希望する角度に研磨するための光アレイ研磨用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光ファイバアレイの先端部には通常２つの基準面を持ち、光ファイバ光路は前記基準面に平行に設けられている。この光路の端面を前記２つの側面を基準（以下基準とされる側面を単に基準面と言う）にしてそれらの基準面に対して直角に、またはいずれかの基準面に対して一定角度傾斜して研磨される。前記一定角度の傾斜は光の結合面での反射防止を目的として設定されるものである。よく知られている光ファイバアレイの先端は、光ファイバの先端とともに正確な角度に研磨される必要がある。研磨角度のバラツキがあり、直角度あるいは斜め研磨の角度にずれが発生した場合、接続時にアレイ基板と導波路やアレイ発光素子との間に隙間または、光路が斜めに接続され接続損失が発生する。
【０００３】
よく知られている光ファイバアレイは、図８，図９に示すように石英ガラス等の基板のＶ溝１０ａ・・・１０ａは加工したアレイ基板１０と、前記Ｖ溝１０ａ・・・１０ａに配置されるテープ光ファイバ１２の先端と、前記光ファイバにＵＶ接着剤等を塗布し、その上に配置され同様に接着固定される四角のガラス板である押さえ板１１から構成されている。通常前記２つの基準面は、アレイ基板の底面と側面に形成されている。その際に、接着剤のはみ出しや、押さえ板１１等がアレイ基板より外側にずれ出した場合、基板の側面を研磨治具の基準面に押し当てて、研磨の基準面として使用できなくなることがある。そのような場合、アレイ基板の端面研磨は光路基準で直角あるいは正確な角度の斜め研磨ができず角度誤差が発生する。
正しい角度での研磨が行われないと、前記基準面を接続等のための設置または固定の基準面とすると、接続面に空隙が発生したりすることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアレイ基板の研磨治具への取付方法では、アレイのＶ溝にファイバを整列させてＵＶ接着剤等を塗布し、その上に四角のガラス板である押さえ板１１を接着固定した際に接着剤のはみ出しや、ガラス製の四角柱状の押さえ板１１が基板より外側にずれ出した場合、アレイ基板の側面の基準面より四角柱ガラスが外側に形成されたりする。この場合、アレイ基板の基準側面が研磨治具の基準面に密着することができないため、正確な角度でアレイ基板の端面を研磨することができない。また、ずれ出たガラス製の四角柱状の頂点が研磨治具の基準面あるいは研磨治具に設けた移動する四角の押さえ部の面で押されるため、押し込み力によりずれ出したガラスの頂点から破壊する。また、アレイ基板とガラスの四角柱の押さえ板の接着固定された面にせん断応力が発生し、破壊へ発展する。
【０００５】
本願発明者は、リボン光ファイバ用フェルールの研磨方法および装置の特許（第２９７４２２１号）を得ている。ここに示されているフェルールの研磨治具は、治具の孔の基準面にフェルールをねじで押してフェルールの基準面を押し当てるものである。前記光ファイバアレイとは異なる形状であるが、この治具を前記光ファイバアレイの研磨に用いても同様な問題が予想される。
本発明の主たる目的は、導波路，アレイ発光素子等の光アレイの端面を希望する角度に正確に研磨することができる光アレイ研磨治具を提供することにある。
本発明の目的は、アレイ基板の端面を研磨する場合、アレイ基板の基準側面から接着剤のはみ出しや四角柱ガラスの押さえ板のはみ出しが存在していても、アレイ基板の２つの基準側面が研磨治具の２つの基準面に正確に密着することが可能な光アレイ研磨治具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明による光アレイ研磨治具は、
光アレイの先端を第１および第２の基準面に対して一定の角度に研磨するための光アレイ研磨治具であって、
前記第１および第２の基準面に対応する第１および第２の受け基準面を有する受け治具と、
前記受け治具に挿入された前記光アレイの前記第１および第２の基準面を前記受け治具の前記第１および第２の受け基準面に密着固定する第１および第２の押さえ部を有する押さえ治具とを含み、
前記第１の押さえ部は前記光アレイの前記第１の基準面に平行な対応する他側面に密着する押さえ面と、前記押さえ治具にねじ結合し前記押さえ面を押すねじを有し、
前記第２の押さえ部は前記光アレイの前記第２の基準面に平行な対応する他側面と前記受け治具の第３の面間で形成されるＶ溝に挿入される棒と、前記押さえ治具にねじ結合し、前記棒を前記Ｖ溝に押し込むことにより前記第２の基準面を前記第２の受け基準面に押し当てるねじを設けて構成されている。
【０００７】
前記第２の受け基準面は、両側または一方に逃げをもつ細い頂面を有する基準面とすることができる。
前記第１および第２の受け基準面を研磨装置の研磨面と直角に保って先端の直角研磨、前記いずれかの基準面を傾けて先端の傾斜研磨をするように構成できる。前記第１の押さえ部は前記ねじの先端の球を受ける球面軸受けとして構成することができる。
前記光アレイはＶ溝を有するアレイ基板と、前記Ｖ溝に支持される光ファイバと、前記光ファイバを押さえる押さえ板とからなり、前記第１の基準面は光ファイバアレイの底面、第２の基準面は側面とすることができる。
前記光アレイ研磨治具は受け治具と押さえ治具の複数の対を有し、各対は複数の光アレイを同時に受入れ可能に構成することができる。
前記光アレイの材質を、ガラス・セラミックおよび樹脂などとし、光ファイバガイドアレイ、導波路やアレイ発光素子の端面を２つの側面基準に必要とする角度に研磨できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面等を参照して、本発明の研磨治具の実施の形態を説明する。以下説明する本発明による光アレイ研磨治具は、前述の図８と図９を参照して前述したような、光ファイバアレイの先端面１０Ｃを研磨するための研磨治具である。図９は、図８に示した光ファイバアレイの角度を変えて示した斜視図である。よく知られている光ファイバアレイは、図８，図９に示すように石英ガラス等の基板のＶ溝１０ａ・・・１０ａは加工したアレイ基板１０と、前記Ｖ溝１０ａ・・・１０ａに配置されるテープ光ファイバ１２の先端と、前記光ファイバにＵＶ接着剤等を塗布し、その上に配置され同様に接着固定される四角柱ガラスまたは押さえ板１１から構成されている。図において、１０Ａがアレイの第１の基準面で、１０Ｂが第２の基準面である。この例では光ファイバの光軸はいずれの基準面にも平行であり、光ファイバアレイの先端は、各基準面に対して直角である。
【０００９】
図１は、本発明による研磨治具の実施例を使用した研磨装置の平面図、図２は、前記研磨装置で、治具基板を治具基板ホルダに搭載した状態を示す断面図、図３は前記研磨装置で、治具基板を治具基板ホルダに搭載し保持した状態を示す断面図である。研磨装置の治具基板ホルダ１は、自転公転する研磨板の面９に対して平行に上下可能に支持されている。治具基板ホルダ１は、前記研磨板の面９を支持する枠に植立された４本の軸２ａに孔１ｂで係合させられている。
このような機構として、本件出願人が先に提案した特開平６−１７９１６１号に係る光ファイバ端面研磨装置の機構を利用できる。
【００１０】
治具基板ホルダ１の中央には、治具基板４の６個の外周突部４ｂを受ける段１ａを有する孔が設けられている。治具基板ホルダ１には前記治具基板４の６個の外周突部４ｂを押さえるレバー７と操作摘まみの対が対応して設けられている。治具基板ホルダ１には、６組の受け治具部と対応する６組の押さえ治具部が設けられている。各組は２個の光ファイバアレイを支持可能に設けられている。
以上より、研磨治具の基準面２，３とアレイ基板の基準面１，２を正確に密着させることが可能となる。
【００１１】
図４は、本発明による研磨治具の第１の実施例を使用した平面図、図５は、前記研磨治具を用い、光ファイバアレイを研磨する状態を示す断面図である。治具基板４に設けられている一組の受け治具部は、それぞれ押さえ治具部の押さえ治具板５を受入れる受入れ凹部が設けられており、受け基準面を有する光ファイバアレイ受け部が２個設けられている。第１の受け基準面４１は、光ファイバアレイの第１の基準面１０Ａ（図８参照）を受ける基準面である。第２の受け基準面４２は、第２の基準面１０Ｂ（図８、図９参照）を受ける基準面である。第３の傾斜面４３は、光ファイバアレイを受入れたときに、光ファイバアレイ基板の面１０Ｂに平行な面となり、第３の傾斜面４３と光ファイバアレイ基板の面１０Ｂは棒５５を受け入れるＶ溝を形成する。
【００１２】
押さえ治具部の押さえ治具板５には、押さえ治具板５を治具基板に固定するための孔が設けられ、その孔を用いて３本のねじ５１〜５１で固定される。
押さえ治具板５には、ねじ軸５２が結合させられており、先端の球の部分が押さえ部（球面軸受け）５３に結合させられている。押さえ部５３は、光ファイバアレイの１０Ａ' の面に面で接触する。先端の球の部分は、押さえ部（球面軸受け）５３の前記球より若干小さい孔に圧入されており、相互に回転可能であるが、２つの部品は一体となり落下しない。また、押さえ部５３は回転しないように、押さえ治具板５の若干広い溝に入り込んでいる。ねじ軸５２を回すことにより、押さえ部５３は回転しないで前方に進む。光ファイバアレイの面１０Ａ' を押しながら、光ファイバアレイ基板の基準面１０Ａを研磨治具の基準面４１に密着させることができる。
【００１３】
押さえ治具板５に、さらに前記棒５５（精密に加工された金属のピン状のもの）をＶ溝に追い込むように傾斜して、ねじ５４がねじ結合させられている。押さえ治具板５を治具基板４に装着した状態で、光ファイバアレイを挿入してねじ５２および５４を締めることにより、光ファイバアレイの第１の基準面１０Ａと第２の基準面１０Ｂは、受け治具の第１の受け基準面４１と、第２の受け基準面４２に密着固定される。固定されたのち、図５に示すように、光ファイバアレイ１０の先端面１０Ｃは、研磨面の相対移動により研磨される。研磨終了後に、各ねじをゆるめることにより光ファイバアレイを取りはずすことができる。
【００１４】
次に図６および図７を参照して、本発明による研磨治具の第２の実施例を説明する。図６は、光ファイバアレイの高さを揃えて取り付けるための揃え治具８の上に治具基板４を配置した状態で示してある。先に説明した実施例と共通な部分には同一の数字を付して、説明を省略する。図７は本発明による研磨治具の第２の実施例の拡大断面図である。光ファイバアレイの着脱は前述したものと同様である。揃え治具８の表面８ａに光ファイバアレイの先端が当たって高さが揃えられる。この実施例では、光ファイバアレイの先端面は光ファイバアレイの第１の基準面１０Ａに、直角な面に対して傾斜して研磨される。
【００１５】
以上詳しく説明した実施例について、本発明の範囲内で種々の変形を施すことができる。前述した例は、光ファイバアレイに関連して詳細に説明したが、これらの光ファイバアレイに対応させられる、導波路、アレイ発光素子等光源や光路がアレイ状に配列されている光アレイの端面を希望する角度に研磨するためにも利用できる。
受け治具の受け基準面の角度を多種類用意することにより種々の傾斜の研磨をすることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明による光アレイ研磨治具を用いることにより、任意の傾斜の先端研磨を優れた再現性をもって実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による研磨治具の実施例を使用した研磨装置の平面図である。
【図２】前記研磨装置で、治具基板を治具基板ホルダに搭載した状態を示す断面図である。
【図３】前記研磨装置で、治具基板を治具基板ホルダに搭載し保持した状態を示す断面図である。
【図４】本発明による研磨治具の第１の実施例を使用した平面図である。
【図５】前記研磨治具を用い、光ファイバアレイを研磨する状態を示す断面図である。
【図６】本発明による研磨治具の第２の実施例を用いて構成した治具基板に、光ファイバアレイを固定する状態を示す正面図である。
【図７】本発明による研磨治具の第２の実施例の拡大断面図である。
【図８】光ファイバアレイの斜視図である。
【図９】前記光ファイバアレイの角度を変えて示した斜視図である。
【符号の説明】
１  治具基板ホルダ
１ａ  治具基板ホルダの受け段
１ｂ  上下ガイド孔
２ａ  軸
４  治具基板
４ａ  治具基板の中心孔
４ｂ  突部
５  押さえ治具（板）
６  つまみ
７  治具基板押さえレバー
８  揃え治具
９  研磨面
１０  アレイ基板
１０ａ  Ｖ溝
１０Ａ  底基準面（第１の基準面）
１０Ａ'   底基準面に平行な対面（第１の基準面に平行な対面）
１０Ｂ  側面基準面（第２の基準面）
１０Ｂ'   側面準面に平行な対面（第２の基準面に平行な対面）
１０Ｃ  アレイ基板の先端面
１１  押さえ板（四角板）
１２  テープ光ファイバ
４１  第１の受け基準面
４２  第２の受け基準面
４３  第３の面
５１  押さえ治具板取り付けねじ
５２  ねじ軸
５３  押さえ部（球面軸受け）
５４  棒押さえねじ
５５  棒（金属のピン）
【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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【図９】
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