JP2015219512A - 光ファイバ側方入出力装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】先ず透明ブロック4の上面に形成した空隙部41に屈折率整合剤6を充填して、当該屈折率整合剤6内にレンズ付プローブファイバをそのファイバ保持具5の下面が上記透明ブロック4の上面に当接するまで重力方向に挿入することにより、上記光ファイバ1の曲げ部11に対するレンズ付プローブファイバの光軸方向の位置を決定する。次に、レンズ付プローブファイバの位置を光軸と直交する2軸方向に走査することで受光強度が最大となる位置を検出し、この状態で上記透明ブロック4の上面とファイバ保持具5の下面との間に予め塗布しておいた接着剤層7を硬化させることにより、レンズ付プローブファイバの位置を固定する。
【選択図】図4
Description
(1)先ず透光性を有するブロックの第1の面に形成された凹曲面部に光ファイバを押接することにより当該光ファイバに曲げ部を形成し、前記ブロックの前記第1の面の背面側となる第2の面に前記第1の面に向かって形成された空隙部に、ゲル状をなす屈折率整合剤を充填し、前記ブロックの第2の面に接着剤を塗布し、前記プローブファイバの外周に、その光軸と直交しかつプローブファイバの光軸方向の位置を規定する位置設定面を有する保持具を装着し、当該保持具の位置設定面が前記ブロックの第2の面に前記接着剤を介在して当接する位置まで前記プローブファイバを前記空隙部内に挿入することにより、前記曲げ部に対する前記プローブファイバの光軸方向の位置を設定し、前記保持具の位置設定面が前記ブロックの第2の面に当接した状態で、前記プローブファイバの光軸と直交する方向の位置を調整し、最後に前記プローブファイバの光軸と直交する方向の位置の調整後に前記接着剤を硬化させることにより、前記ブロックに対し前記プローブファイバを固定する。
(1)保持具の位置設定面をブロックの上面に当接させるだけで、プローブファイバの光軸方向(Z方向)の位置合わせを完了することができ、またプローブファイバの光軸と直交する方向(X,Y方向)の最適位置を2軸走査により決定したのち接着剤層を硬化させることにより、プローブファイバの位置を最適位置で固定することが可能となる。すなわち、2軸調整機構によりプローブファイバの光軸と直交する方向の位置を調整するだけで、3軸調整機能を用いる場合に比べて簡単かつ迅速に装置を製造することができる。
[第1の実施形態]
この発明の第1の実施形態は、光ファイバの曲げ部に対しレンズ付プローブファイバを対向配置して上記曲げ部から漏洩する光を受光するように構成する場合に、光ファイバの曲げ部に対するプローブファイバの位置ずれ許容範囲は、光軸と直交する方向については許容量が小さいが、光軸方向については比較的許容量が大きいという点に着目し、プローブファイバの光軸と直交する二軸方向についてのみ位置調整を行い、プローブファイバの光軸方向の位置合わせについてはファイバ保持具の加工精度で実現するようにしたものである。また、プローブファイバを接着剤を用いて固定する際に、ファイバ保持具のプローブファイバと直交する面にのみ接着剤を塗布することで、接着剤の硬化による体積変化がプローブファイバの光軸方向以外には影響しないようにしたものである。
先ず、第1の実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法について、その原理を説明する。
図1は、光ファイバ1の曲げ部11に対するプローブファイバ2の配置位置を示すものである。光ファイバ1はシングルモードファイバ(SMF)からなり、図示しない曲げ具により例えばコアの中心軸において曲率半径2mmで曲げの中心角が90度になるまで曲げられる。このように光ファイバ1に曲げ部11を形成すると、光ファイバ1により伝播される光信号Laが上記曲げ部11から例えば図1のLf に示すように漏洩する。
第1の実施形態では、以上の点に着目し、光ファイバ側方入出力装置を以下のように製造する。図3(a),(b)はその製造工程を示す断面図、図4は製造後の光ファイバ側方入出力装置の構造を示す断面図である。
以上述べたように第1の実施形態では、透明ブロック4の下面に形成した凹曲面42に沿って光ファイバ1を配置することで光ファイバ1に曲げ部11を形成し、この状態で先ず透明ブロック4の上面に形成した空隙部41に屈折率整合剤6を充填して、当該屈折率整合剤6内にレンズ付プローブファイバ2をそのファイバ保持具5の下面が上記透明ブロック4の上面に当接するまで挿入することにより、上記光ファイバ1の曲げ部11に対するレンズ付プローブファイバ2の光軸方向(Z方向)の位置を決定する。次に、レンズ付プローブファイバ2の位置を光軸と直交する2軸方向(X,Y方向)に走査することで受光強度が最大となる位置を検出し、受光強度が最大となる位置が見つかったところで、上記透明ブロック4の上面とファイバ保持具5の下面との間に予め塗布しておいた接着剤層7を硬化させることにより、レンズ付プローブファイバ2の位置を固定するようにしている。
この発明の第2の実施形態は、光ファイバの曲げ部から漏洩する光を先ず屈折率分布型レンズ単体により集束し、その後方に形成される焦点位置にプローブファイバの先端部を配置して上記漏洩光を受光する場合に、屈折率分布型レンズ単体の焦点位置に対するプローブファイバの位置ずれ許容範囲は、光軸と直交する方向については許容量が小さいが、光軸方向については比較的許容量が大きいという点に着目し、プローブファイバの光軸方向の位置合わせについてはファイバ保持具の加工精度で実現し、プローブファイバの光軸と直交する二軸方向についてのみ位置調整を行うようにしたものである。また、屈折率分布型レンズ単体の焦点位置は、当該レンズ単体の光軸方向、光軸と直交する方向及び光軸の傾き角度のいずれが変化してもほとんど変化しない点に着目し、プローブファイバの光軸方向の位置合わせについてはファイバ保持具の加工精度で実現し、プローブファイバの光軸と直交する二軸方向についてのみ位置調整を行う。さらに、プローブファイバを接着剤を用いて固定する際に、ファイバ保持具のプローブファイバと直交する面にのみ接着剤を塗布することで、接着剤の硬化による体積変化がプローブファイバの光軸方向以外には影響しないようにしたものである。
この発明の第2の実施形態に係る光ファイバ側方入出力装置の製造方法について、先ずその原理を説明する。
図5は、光ファイバ1の曲げ部11に対する屈折率分散型レンズ単体8及びプローブファイバ21の配置位置を示すものである。なお、同図において前記図1と同一部分には同一符号を付してある。
第2の実施形態では、以上の点に着目してなされたもので、光ファイバ側方入出力装置を以下のように製造する。図8はその製造後の装置の構成を示す断面図である。なお、同図において前記図4と同一部分には同一符号を付して説明を行う。
このように製造されるから、上記接着剤層7を硬化させることで接着剤層7の厚さが変化したとしても、透明ブロック4a,4bの上面及びファイバ保持具5の下面は、プローブファイバ21の光軸と直交するように形成されているので、プローブファイバ21の位置の変化を光軸方向(Z方向)のみに限定することができ、しかも接着剤層7の厚さを制限することで、屈折率分散型レンズ単体8の焦点位置Fに対する光軸方向(Z方向)の位置ずれ量は、先に述べた許容量100μm以内に収めることができる。
この発明の第3の実施形態は、第2の実施形態を改良したもので、透明ブロック4a,4bにより形成される空隙部の長さ(深さ)を、屈折率分散型レンズ単体8の長さに焦点距離を足した長さとなるように設定し、かつプローブファイバ21の外周にファイバ保持具5を装着する際に、プローブファイバ21の先端とファイバ保持具5の下面とが同一平面となるようにしたものである。
この発明の第4の実施形態は、第3の実施形態をさらに改良したもので、屈折率分散型レンズ単体8の焦点位置Fにプローブファイバ21の先端を配置するために、登録ブロック4a,4bの上面とファイバ保持具5との間にスペーサを介在配置するようにしたものである。
前記各実施形態では、ファイバの曲げ条件を、コアの中心軸において曲率半径2mmで90度としたが、この曲げ条件は一例であり、この値に限定されるものではない。曲率半径は1.7mmや3mm程度でも同様の効果が得られる。曲率半径が小さいほど漏洩される光量が増え、大きいほど漏洩される光量が減ることが知られている。さらに、曲げの中心角である90度についてもこの値に限定されるものではない。曲げの中心角が小さいほどファイバを通過する光の損失が増え、大きいほど通過する光量の損失が減ることが知られている。ファイバの曲げ条件について曲率半径と曲げの中心角を調整することにより、所望の漏洩光量と挿入損失が得られる。
Claims (8)
- 透光性を有するブロックの第1の面に形成された凹曲面部に光ファイバを押接することにより当該光ファイバに曲げ部を形成する工程と、
前記ブロックの前記第1の面の背面側となる第2の面に前記第1の面に向かって形成された空隙部に、ゲル状をなす屈折率整合剤を充填する工程と、
前記ブロックの第2の面に接着剤を塗布する工程と、
前記プローブファイバの外周に、その光軸と直交しかつプローブファイバの光軸方向の位置を規定する位置設定面を有する保持具を装着し、当該保持具の位置設定面が前記ブロックの第2の面に前記接着剤を介在して当接する位置まで前記プローブファイバを前記空隙部内に挿入することにより、前記曲げ部に対する前記プローブファイバの光軸方向の位置を設定する工程と、
前記保持具の位置設定面が前記ブロックの第2の面に当接した状態で、前記プローブファイバの光軸と直交する方向の位置を調整する工程と、
前記プローブファイバの光軸と直交する方向の位置の調整後に前記接着剤を硬化させることにより、前記ブロックに対し前記プローブファイバを固定する工程と
を具備することを特徴とする光ファイバ側方入出力装置の製造方法。 - 前記プローブファイバを、プローブファイバ本体の先端に集光レンズを固定したものとすることを特徴とする請求項1記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
- 透光性を有するブロックの第1の面に形成された凹曲面部に光ファイバを押接することにより当該光ファイバに曲げ部を形成する工程と、
前記ブロックの前記第1の面の背面側となる第2の面に前記第1の面に向かって形成された空隙部に、集光レンズ単体を配置する工程と、
前記ブロックの第2の面に接着剤を塗布する工程と、
前記プローブファイバの外周に、その光軸と直交しかつプローブファイバの光軸方向の位置を規定する位置設定面を有する保持具を装着し、当該保持具の位置設定面を前記ブロックの第2の面に前記接着剤を介在して当接させることにより、前記集光レンズ単体の焦点形成領域に対する前記プローブファイバの先端部の光軸方向の位置を設定する工程と、
前記保持具の位置設定面が前記ブロックの第2の面に当接した状態で、前記プローブファイバの光軸と直交する方向の位置を調整する工程と、
前記プローブファイバの光軸と直交する方向の位置の調整後に前記接着剤を硬化させることにより、前記ブロックに対し前記プローブファイバを固定する工程と
を具備することを特徴とする光ファイバ側方入出力装置の製造方法。 - 前記空隙部内の前記集光レンズ単体と空隙部開口部との間にゲル状をなす屈折率整合剤を充填し、前記プローブファイバの先端部を前記屈折率整合剤中に挿入することを特徴とする請求項3記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
- 前記保持具を、その位置設定面とプローブファイバの先端面とが同一平面となるように前記プローブファイバに装着し、前記空隙部内の前記集光レンズ単体と前記プローブファイバの先端との間にゲル状をなす屈折率整合剤を充填することを特徴とする請求項3記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
- 前記ブロックの第2の面と前記保持具の位置設定面との間に、前記プローブファイバの先端部の光軸方向の位置を前記集光レンズ単体の焦点形成領域に設定するためのスペーサを、接着剤を介在して配置することを特徴とする請求項3記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
- 前記ブロックをその第2の面が上面となるように配置し、前記プローブファイバをその光軸方向が重力方向と一致するように配置することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
- 前記保持具の位置設定面を前記ブロックの第2の面に前記接着剤を介在して当接させることにより、前記空隙部を密封することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光ファイバ側方入出力装置の製造方法。
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