JP3393761B2 - 光導波路モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学特性を不安定にす
ること無く長期信頼性に優れた光導波路モジュールに関
する。

【０００２】

【従来技術】従来の光導波路モジュールは、主要部品と
して光導波路チップと接続用光部品から構成されてお
り、接続用光部品としては、例えばＶ溝を石英基板上に
形成し、所望の位置に光ファイバを接着剤などで配置固
定したものが用いられている。また、光導波路チップ
は、光導波路基板中に屈折率の高い、光を閉じこめて導
波させる部分が形成され、分岐、スイッチといった機能
をもったものである。

【０００３】図５（ａ）は、１×４分岐器型光導波路チ
ップ３と光ファイバブロック１との接続例を示す図であ
り、該光導波路チップ３及び光ファイバブロック１の接
続端面は光軸に対して反射戻り光を防ぐために所望の角
度で端面研磨されており、また該光ファイバブロック１
である４芯光ファイバブロックのそれぞれのコア間隔
は、該光導波路チップ３の光導波路４間隔と一致するよ
うに作製されている。また、該光導波路チップ３および
光ファイバブロック１は、一般に光軸を一致させた後、
接着剤（例えば紫外線硬化型接着剤）等により接続固定
されている。

【０００４】そのため、これらの光導波路チップ３と光
ファイバブロック１の接続部には、接着剤層７が介在
し、この接着層７が水分の存在下において吸湿し、経時
的な接着力の低下及び材料の劣化を引き起こすことにな
る。この結果、接続部における光損失の増加が生じてい
た。

【０００５】その対策として、図５（Ｃ）のように接続
固定したものの接続部を含む側面に熱収縮チューブ８を
用い封止するといった対策がとられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来より、図５（ａ）
に示されるような部品から構成される光導波路モジュー
ルは、光導波路チップ３上部にはチッピング防止のた
め、接着剤の接着面積をかせぐため、さらには光ファイ
バブロック１との高さを同一にするために保護カバー
（不図示）が具備され、図５（ｂ）に示すように、光フ
ァイバブロック１上部にはテープファイバ５を押さえる
ために押さえカバー１１がそれぞれ具備される。

【０００７】しかしながら、押さえカバー１１を光ファ
イバブロック１に接着固定する際に、接着位置がずれた
場合、押さえカバー１１が光ファイバブロック１の光軸
方向と平行方向の側面部Ａよりはみ出す部分が出来てし
まい、光導波路モジュールとして使用する時に、アセン
ブリに不具合を生じる場合があった。このことは、保護
カバーを光導波路チップに接着固定する際も同様に問題
となる。なお、光軸方向と垂直方向の側面部Ｂやり押さ
えカバー１１がはみ出した場合は、接続端面を研磨する
際に一緒に研磨されるために、はみ出していても問題が
ない。

【０００８】また、熱収縮チューブ８を用いて封止する
場合に、熱収縮チューブ収縮時において、光導波路モジ
ュール全体には熱が加わり、接続部には応力が加わる。
この熱と応力が、位置ズレの原因となり、光導波路モジ
ュールの特性の劣化や信頼性を損なうという問題があっ
た。

【０００９】また、熱収縮チューブ収縮後において、熱
収縮チューブ両端部に開口部が形成されるため水分の存
在下においては、開口部から内部に水分が進入し、経時
的な接続部の接着力の低下及び材料の劣化を引き起こす
ことになり、この結果、接続部における光損失の増加が
生じるという問題があった。

【００１０】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、光学特性を不安定にすること無く
長期信頼性に優れた光導波路モジュールを提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、これらの問題
を解決するためになされたもので、光導波路が形成され
た光導波路チップと該光導波路チップの両端面と光導波
路に光軸が一致するように接続固定される光ファイバが
固定された光ファイバブロックとを備えた光導波路モジ
ュールにおいて、光導波路チップ上部には光導波路の保
護カバーが、光ファイバブロック上部には光ファイバの
押さえカバーがそれぞれ具備され、保護カバーおよび／
または押さえカバーの横幅が光導波路チップおよび／ま
たは光ファイバブロックの横幅よりも短い光導波路モジ
ュールとしたものである。

【００１２】このような構成により、押さえカバーと光
ファイバブロック、あるいは光導波路チップと保護カバ
ーとの接着固定位置がずれた場合でも、押さえカバーや
保護カバーが光ファイバブロックや光導波路チップの光
軸と平行方向の側面からはみ出さないようにすることが
可能となり、基板どうしを平行にするための工程や、ガ
イド溝と凸部などの特別な形状を設けての位置合わせが
不要となり、かつ、接着固定の際に、余分な接着剤が側
面からはみ出さないようにすることが可能となる。

【００１３】さらに、光導波路及び光ファイバブロック
の底面にこれらを共に固定する共通基板が具備され、共
通基板の横幅が前記光導波路チップおよび光ファイバブ
ロックの横幅よりも短い光導波路モジュールとしたもの
である。

【００１４】このような構成により、共通基板と光導波
路チップおよび保護カバーとの接着固定位置がずれた場
合でも、押さえカバーや保護カバーが光ファイバブロッ
クや光導波路チップの光軸と平行方向の側面からはみ出
さないようにすることが可能となり、かつ、接着固定の
際に、余分な接着剤が側面から出さないようにすること
が可能となる。

【００１５】また、光導波路チップのベースを石英とす
ることで封止前の光導波路モジュールの構成部材を全て
同一とでき、熱収縮チューブの収縮時における線膨張係
数の違いによる位置ズレを防ぐことが可能となる。

【００１６】さらに、光導波路チップ、光ファイバブロ
ック、保護カバー、押さえカバー、および共通基板の光
軸方向に平行な少なくとも１つの角部が傾斜面である光
導波路モジュールとしたものである。

【００１７】このような構成により、硬化収縮樹脂や熱
収縮チューブで周囲を覆って各構成部品を接続固定する
際に、収縮時の応力の集中を緩和することが可能とな
る。

【００１８】さらに、光導波路型モジュール全体、もし
くは少なくとも光導波路チップ両端の接続部が熱収縮チ
ューブにて封止された光導波路モジュールとしたもので
ある。

【００１９】上記構成で熱収縮チューブを用いると、光
導波路チップ上部の保護カバー、光ファイバブロック上
部の押さえカバー、及び光ファイバブロックと光導波路
チップの下部の共通基板が、光導波路チップ及び光ファ
イバブロックの幅よりも短いため、光導波路モジュール
の断面形状を熱収縮チューブの断面形状である円に近づ
けることが可能となり、収縮チューブ収縮時の応力を光
導波路モジュールの側面において均一にすることが可能
となる。

【００２０】さらに、熱収縮チューブの両開口部に樹脂
が充填されている光導波路型モジュールとしたものであ
る。

【００２１】このような構成により、水分の存在下にお
ける経時的な接続部の接着力の低下及び材料の劣化を防
ぐことが可能なるため、接続部における光損失の増加が
生じるという問題を防ぐことが可能となる。

【００２２】また、光導波路が形成された光導波路チッ
プと光導波路チップの両端面と光導波路に光軸が一致す
るように接続固定される光ファイバが固定された光ファ
イバブロックとを備えた光導波路モジュールであって、
光導波路チップ及び光ファイバブロックの底面にはこれ
らを共に固定する共通基板が、光導波路チップ上部には
光導波路の保護カバーが、そして光ファイバブロック上
部には光ファイバの押さえカバーがそれぞれ具備され、
共通基板、保護カバー、押さえカバーの各横幅が光導波
路チップ及び光ファイバブロックよりも短く、モジュー
ル全体もしくは少なくとも光導波路チップ両端部の接続
部が熱収縮チューブにて封止された光導波路モジュール
の製造方法において、熱収縮チューブに光導波路モジュ
ールの少なくとも光導波路チップとその両端部の接続部
を完全に挿入し、両接続部の外側で熱収縮チューブを固
定して、熱収縮チューブを加熱収縮する光導波路モジュ
ールの製造方法である。

【００２３】これにより、熱収縮チューブの収縮を熱収
縮チューブを固定した状態で行うため、収縮時のチュー
ブの微動を防ぐことが可能となり、微動による応力の変
動を防ぐことが可能となる。

【００２４】さらに、加熱収縮に用いる加熱源を光導波
路モジュールの上下方向に配置し、少なくとも上下方向
から均等に加熱するようにした光導波路モジュールの製
造方法である。

【００２５】これにより、熱収縮チューブが対称的に収
縮し、光導波路モジュールに対称的な応力を加えること
が可能となり、接続部への応力は光導波路モジュールの
側面に変動することなく均一かつ対称的に作用するた
め、応力による位置ずれが原因となる光導波路モジュー
ルの特性の劣化及び信頼性の問題を防ぐことが可能とな
る。 〔発明の詳細な説明〕

【００２６】以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１（ａ）は、本発明にかかる光導波路
モジュール１０の光導波路チップ３部の断面図であり、
図１（ｂ）は、光ファイバブロック１部の断面図であ
る。また、図１（ｃ）は、光導波路モジュール１０の構
成図である。

【００２７】光導波路チップ３は１×８分岐型光導波路
チップであり、石英ベース１６上に石英系光導波路４が
形成されている。光導波路チップ３上には光導波路４の
保護基板９が紫外線硬化型接着剤にて固定されている。

【００２８】８本の光導波路４と接続する光ファイバブ
ロック１は、切削加工により光導波路４の間隔と同一で
高精度で形成されたＶ溝基板１７ａ上の８本のＶ溝にテ
ープファイバ５の光ファイバが８本配置されており、１
本の光導波路４と接続する光ファイバブロック１は、同
様の加工法により作製されたＶ溝基板上１７ｂの１本の
Ｖ溝に光ファイバ２が１本配置されている。この状態に
おいて、双方のＶ溝に配置された光ファイバ上方から押
さえカバー１１で押さえて紫外線硬化型接着剤を用いて
接着固定し、その後研磨により光軸に対し所望の角度で
接続断面が作製されている。

【００２９】光導波路チップ３と光ファイバブロック１
は、例えば各々の接続側において光軸調整がなされた
後、紫外線硬化型接着剤を塗布し、紫外線を照射して接
続断面間に接着層７を形成し、接続固定されており、そ
の後、共通基板６は、例えば同一の紫外線硬化型接着剤
で配置固定されている。

【００３０】ここで、共通基板６及び光ファイバブロッ
ク１の押さえカバー１１、光導波路チップ３上の保護基
板９の幅は、光導波路チップ３及び光ファイバブロック
１の幅より短く、ｘ、ｙ軸に対し対称に配置固定されて
いる。また、厚みも同一であり、各頂点を結ぶ曲線が円
形状となるようになっている。

【００３１】図２は、本発明にかかる熱収縮チューブ８
による封止方法を示す側面図である。熱収縮チューブ８
内に光導波路モジュール１０の２つの接続部が隠れるよ
うに挿入し、熱収縮チューブ８の両端を固定台１３上の
クランプ１４で固定されている。また、光導波路モジュ
ール１０の上下方向には、光軸に平行な光導波路モジュ
ール１０断面の中心線に対して対称となるように熱源１
５が配置されており、この状態のまま適切な温度を加え
て熱収縮チューブ８を収縮させる。クランプ１４による
固定部の内側で熱収縮チューブ８を収縮させたら、クラ
ンプ１４を外し、熱収縮チューブ８の両端を加熱し収縮
させる。

【００３２】図３は、本発明にかかる熱収縮チューブ８
の両開口部を樹脂１２にて封止した光導波路モジュール
の側面図である。熱収縮チューブ８で封止した後、耐水
性に優れた例えばシリコーン樹脂１２をチューブ両開口
部に充填しさらに封止されている。

【００３３】図４は、本発明にかかる別の実施形態を示
す断面図であり、光導波路モジュール１０の光軸と平行
な各辺に傾斜部１７をもたせている。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる光導波路モジュールでは、保護カバーおよび／また
は押さえカバーの横幅が光導波路チップおよび／または
光ファイバブロックの横幅よりも短い光導波路モジュー
ル、あるいは共通基板の横幅が前記光導波路チップおよ
び光ファイバブロックの横幅よりも短い光導波路モジュ
ールとしたことにより、押さえカバーと光ファイバブロ
ック、光導波路チップと保護カバー、あるいは共通基板
と光導波路チップおよび保護カバーとの接着位置がずれ
た場合でも、押さえカバー、保護カバー、あるいは共通
基板が光ファイバブロックや光導波路チップの光軸と平
行方向の側面からはみ出さないようになり、かつ、接着
固定の際に、余分な接着剤が側面からはみ出さないよう
になる。

【００３５】また、光導波路チップ、光ファイバブロッ
ク、保護カバー、押さえカバー、および共通基板の光軸
方向に平行な少なくとも１つの角部が傾斜面としたこと
により、周囲を硬化収縮樹脂や熱収縮チューブで接続固
定する際に、応力の集中を緩和するようになる。

【００３６】また、光導波路型モジュール全体、もしく
は少なくとも光導波路チップ両端の接続部が熱収縮チュ
ーブにて封止された光導波路モジュールとしたことによ
り、周囲を硬化収縮樹脂や熱収縮チューブで接着固定す
る際に、収縮時の応力の集中を緩和するようになる。

【００３７】また、上記構成のものを熱収縮チューブに
て封止することにより、光導波路モジュールの断面形状
を熱収縮チューブの断面形状である円に近づけることが
可能となり、収縮チューブ収縮時の応力を光導波路モジ
ュールの側面において均一になる。

【００３８】また、熱収縮チューブの両開口部に樹脂が
充填することにより、水分の存在下における経時的な接
続部の接着力の低下及び材料の劣化を防ぐことができ、
接続部における光損失の増加が生じるという問題を防げ
るようになる。

【００３９】また、熱収縮チューブに光導波路モジュー
ルの少なくとも光導波路チップとその両端部の接続部を
完全に挿入し、両接続部の外側で熱収縮チューブを固定
して、熱収縮チューブを加熱収縮する製造方法により、
収縮時のチューブの微動を防ぐことができ、微動による
応力の変動を防げるようになる。

【００４０】また、加熱収縮に用いる加熱源を光導波路
モジュールの上下方向に配置し、少なくとも上下方向か
ら均等に加熱する製造方法により、熱収縮チューブが対
称的に収縮し、光導波路モジュールに対称的な応力を加
えれるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明にかかる光導波
路モジュールの構成を示すもので、（ａ）は光導波路チ
ップの断面図、（ｂ）は光ファイバブロックの断面図、
（ｃ）は光導波路モジュールの構成図。

【図２】本発明にかかる光導波路モジュールの封止方法
を示す側面図。

【図３】本発明にかかる光導波路モジュールの封止状態
を示す側面図。

【図４】本発明にかかる別の実施形態を示す光ファイバ
ブロック部の断面図。

【図５】従来例を示し、（ａ）は１×４分岐器型光導波
路チップと光ファイバブロックを接続固定した光導波路
モジュールの上面図、（ｂ）は光ファイバブロックに押
さえカバーを接着固定した斜視図、（ｃ）は光導波路モ
ジュールを熱収縮チューブにて封止した光導波路モジュ
ールの断面図。

【符号の説明】

１：光ファイバブロック ２：光ファイバ ３：光導波路チップ ４：光導波路 ５：テープファイバ ６：共通基板 ７：接着剤層 ８：熱収縮チューブ ９：保護基板（保護カバー） １０：光導波路モジュール １１：押さえカバー １２：シリコーン樹脂 １３：固定台 １４：クランプ １５：熱源 １６：石英ベース １７：傾斜部 １７ａ、１７ｂ：Ｖ溝基板

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導波路が形成された光導波路チップと該
   光導波路チップの両端面と光導波路に光軸が一致するよ
   うに接続固定される光ファイバが固定された光ファイバ
   ブロックとを備えた光導波路モジュールにおいて、前記
   光導波路及び光ファイバブロックの底面にこれらを共に
   固定する共通基板が、光導波路チップ上部には光導波路
   の保護カバーが、光ファイバブロック上部には光ファイ
   バの押さえカバーがそれぞれ具備され、前記共通基板の
   横幅が光導波路チップおよび光ファイバブロックの横幅
   よりも短く、且つ前記保護カバーおよび押さえカバーの
   横幅が前記光導波路チップおよび光ファイバブロックの
   横幅よりも短く、前記光導波路チップ、光ファイバブロ
   ック、保護カバー、押さえカバー、および共通基板の光
   軸方向に平行な少なくとも１つの角部を傾斜面とし、前
   記光導波路型モジュール全体、もしくは少なくとも前記
   光導波路チップ両端の接続部を熱収縮チューブにて封止
   するとともに前記熱収縮チューブの両開口部に樹脂を充
   填することを特徴とする光導波路モジュール。
2. 【請求項２】請求項１に記載の 光導波路モジュールの製
   造方法において、前記熱収縮チューブに光導波路モジュ
   ールの少なくとも光導波路チップとその両端部の接続部
   を完全に挿入し、該両接続部の外側で熱収縮チューブを
   固定して、光導波路モジュールの上下方向に加熱源を配
   置し、少なくとも上下方向から熱収縮チューブを均等に
   加熱収縮することを特徴とする光導波路モジュールの製
   造方法。