JPH07128538A - ファイバユニット、光導波路ユニット及び光導波路モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 溶接不良及び軸ずれが生じていない光導波路
モジュールを提供する。 【構成】 一方の端面から他方の端面に向かって穴が設
けられていると共に、穴と連通する細孔３３が設けられ
ている柱状部材３１と、穴の一方の端面から他方の端面
へ向けて挿入される光ファイバアレイ４と、細孔３３か
ら注入されて固化されることにより、光ファイバアレイ
４を穴の内周面に固着させている接着層とを有するファ
イバユニット３０と、穴と連通する細孔１３が設けられ
ている柱状部材１１と、穴の一方の端面から他方の端面
へ向けて挿入される光導波路基板と、細孔１３から注入
されて固化されることにより、光導波路基板を穴の内周
面に固着させている接着層とを有する光導波路ユニット
１０とを備え、ファイバユニット３０の端面と光導波路
ユニット１０の端面とが溶接固定されていることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光導波路ユニット、フ
ァイバユニット及びこれらを接続して形成される光導波
路モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から光導波路基板と光ファイバアレ
イとの接続方法として、樹脂固定方法、ＹＡＧ溶接固定
法等が検討されている。このうちＹＡＧ溶接固定法は特
に固定強度が大きいなどの特徴を有しているため優れた
固定法として検討されている。

【０００３】このＹＡＧ溶接固定法を行うためには、一
般に次のように行っていた。まず、図７に示すように、
断面コの字型の金属ケース１１１内に光導波路基板１２
０を載置する。次いで、金属ケース１１１内に樹脂を注
入して、金属蓋１１２でこれを固定して光導波路ユニッ
ト１１０を形成する。また、これと同様に図８に示すよ
うに、断面コの字型の金属ケース１３１内に光ファイバ
アレイ１４０を載置する。次いで、金属ケース１３１内
に樹脂を注入して、金属蓋１３２でこれを固定してファ
イバユニット１３０を形成する。そして、光導波路ユニ
ット１１０とファイバユニット１３０とをＹＡＧ溶接固
定法により固定する。なお、光導波路ユニット１１０と
ファイバユニット１３０とが接続されたものを光導波路
モジュールという。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光導波路ユニ
ット１１０やファイバユニット１３０に用いられる金属
ケースを精密に加工することは困難であることから、寸
法誤差を生じやすい。このため金属ケースと金属蓋とを
組み合わせたときに歪みを生じたり、組み込むことが困
難であったり、あるいは図９に示すように、金属ケース
１３１の長手方向に金属蓋１３２がはみ出し光導波路ユ
ニット１１０やファイバユニット１３０がいびつになる
等の問題点があった。なお、図９はファイバユニット１
３０に関するものを示した場合である。

【０００５】これらの問題は、光導波路ユニットとファ
イバユニットとを溶接したときに、接続損失を増大させ
るという新たな問題を招く。すなわち、光導波路と光フ
ァイバアレイとの間を軸ずれなしに溶接すること自体を
困難にする。軸ずれがあると、光ファイバから光導波路
への光伝導および光導波路から光ファイバへの光伝送が
好適になされず、結果として光導波路モジュールを光通
信網に介在させたときの光伝送損失が増大するという弊
害を招いていた。

【０００６】そこで、本発明は上記問題点を解決するフ
ァイバユニット、光導波路ユニット及び光導波路モジュ
ールを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明に係るファイバユニットは、一端から他端
に向かって穴が設けられている柱状部材と、複数本の光
ファイバを支持部材に整列固定させることにより構成さ
れ、穴の一端から他端へ向けて挿入される光ファイバア
レイと、光ファイバアレイを穴の内周面に固着させてい
る接着層とを備えることを特徴とする。なお、柱状部材
の少なくとも一面には穴と連通する細孔が設けられてお
り、接着層は、接着用材が細孔から注入されて固化され
た層であってもよい。また、接着用材は樹脂又は半田で
あり、接着層は樹脂又は半田からなる層であることが望
ましい。

【０００８】また、上記問題点を解決するために、本発
明に係る光導波路ユニットは、一端から他端に向かって
穴が設けられている柱状部材と、基板に複数の光導波路
を形成することにより構成され、穴の一端から他端へ向
けて挿入される光導波路基板と、光導波路基板を穴の内
周面に固着させている接着層とを備えることを特徴とな
お、柱状部材の少なくとも一面には穴と連通する細孔が
設けられており、接着層は、接着用材が細孔から注入さ
れて固化された層であってもよい。また、接着用材は樹
脂又は半田であり、接着層は樹脂又は半田からなる層で
あることが望ましい。

【０００９】さらに上記問題点を解決するために、本発
明に係る光導波路モジュールは、一方の端面から他方の
端面に向かって穴が設けられている柱状部材と、穴の一
方の端面から他方の端面へ向けて挿入される光ファイバ
アレイと、光ファイバアレイを穴の内周面に固着させて
いる接着層とを有するファイバユニットと、一方の端面
から他方の端面に向かって穴が設けられている柱状部材
と、穴の一方の端面から他方の端面へ向けて挿入される
光導波路基板と、光導波路基板を穴の内周面に固着させ
ている接着層とを有する光導波路ユニットとを備え、フ
ァイバユニットの端面と前記光導波路ユニットの端面と
が溶接固定されていることを特徴とする。 なお、柱状
部材の少なくとも一面には穴と連通する細孔が設けられ
ており、接着層は、接着用材が細孔から注入されて固化
された層であってもよい。また、接着用材は樹脂又は半
田であり、接着層は樹脂又は半田からなる層であること
が望ましい。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、本発明に係るファイバユ
ニットでは、光ファイバアレイを固定する部材として、
一端から他端に向かって穴が設けられている柱状部材を
用いており、この柱状部材の穴の一端から他端へ向け光
ファイバアレイが挿入されている。さらに、本発明に係
るファイバユニットでは、接着層によって光ファイバア
レイが穴の内周面に固着されている。すなわち、本発明
に係るファイバユニットでは、光ファイバアレイは一体
成型されたケースである柱状部材に収容され、樹脂又は
半田からなる接着層で光ファイバアレイが穴の内周面に
固着されている。このため、ケース全体の強度及び剛性
が高くなり、歪みも生じにくくなる。さらに、本発明に
係るファイバユニットで、柱状部材の少なくとも一面に
穴と連通している細孔を形成すれば、この細孔から樹脂
又は半田を容易に注入することができる。

【００１１】また、上記の構成によれば、本発明に係る
光導波路ユニットでは、光導波路基板を固定する部材と
して、一端から他端に向かって穴が設けられている柱状
部材を用いており、この柱状部材の穴の一端から他端へ
向け光導波路基板が挿入されている。さらに、本発明に
係る光導波路ユニットでは、接着層によって光導波路基
板が穴の内周面に固着されている。すなわち、本発明に
係る光導波路ユニットでは、光導波路基板は一体成型さ
れたケースである柱状部材に収容され、樹脂又は半田か
らなる接着層で光導波路基板が穴の内周面に固着されて
いる。このため、ケース全体の強度及び剛性が高くな
り、歪みも生じにくくなる。

【００１２】さらに、本発明に係る光導波路ユニット
で、柱状部材の少なくとも一面に穴と連通している細孔
を形成すれば、この細孔から樹脂又は半田を容易に注入
することができる。

【００１３】さらに、上記の構成によれば、ケース全体
の強度及び剛性が高く、ほとんど歪みもない光導波路ユ
ニットと、やはりケース全体の強度及び剛性が高く、ほ
とんど歪みもないファイバユニットとの双方の端面を合
わせ、これを溶接したものから光導波路モジュールが形
成されている。このため溶接不良がなく、光ファイバア
レイと光導波路との間に軸ずれが生じていることもな
い。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面にしたがって本発明に係る実
施例について説明する。図１にしたがって本発明の実施
例に係る基板固定部材について説明する。この基板固定
部材１は、図１に示すように、金属からなる四角柱１１
からなり、この四角柱１１の長手方向に一方の端面から
他方の端面にむかって穴１２が貫通させられているもの
である。この穴１２とは別に四角柱１１の上面には孔１
３が形成されており、この孔１３は穴１２にまで貫通し
ている。この孔１３は樹脂又は半田を穴１２内に注入す
るために設けられたものである。この穴１２の内部には
光導波路基板２が嵌め込まれた後に、孔１３から樹脂又
は半田が注入される。このため光導波路基板２と穴１２
の内周面との間には若干の隙間が存在しなければならな
いことから、この穴１２の幅及び高さは光導波路基板２
の幅及び高さよりも若干大きめに開けられている。注入
された樹脂又は半田は光導波路基板２と穴１２の内周面
との間で接着層を形成し、この接着層によって光導波路
基板２は基板固定部材１に固定されることになる。基板
固定部材１の材料としては、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０
４及びコバール等を用いることができる。また、上述し
た樹脂又は半田の材料としては、一般的にエポキシ系樹
脂を用いることができるがシリコン系樹脂やアクリル系
樹脂を用いてもよい。なお、孔１３は本実施例では上面
に１つのみ形成されたものが示されているが、上面に複
数あるいは側面や底面等に形成されているものであって
もよい。また、本実施例では、基板固定部材１に四角柱
を用いたが、これ以外の形状のもの、例えば、円柱体や
多角柱などを用いてもよい。また、穴１２の形状も本実
施例のものに限られず、例えば円形や多角形のものでも
よい。

【００１５】次に、図２にしたがって本発明の実施例に
係るファイバアレイ固定部材について説明する。このフ
ァイバアレイ固定部材３は図２に示すように、四角柱３
１からなり、この金属からなる四角柱３１の長手方向に
一方の端面から他方の端面にむかって穴３２が貫通され
られているものである。この穴３２とは別に四角柱３１
の上面には孔３３が形成されており、この孔３３は穴３
２にまで貫通している。この孔３３は樹脂又は半田を穴
３２内に注入するために設けられたものである。この穴
３２の内部には光ファイバアレイが嵌め込まれるととも
に孔３３から樹脂又は半田が注入される。このため光フ
ァイバアレイと穴３２の内周面との間には若干の隙間が
存在しなければならないことから、この穴３２の幅及び
高さは光ファイバアレイの幅及び高さよりも若干大きめ
に開けられている。注入された樹脂又は半田は光ファイ
バアレイ４と穴３２との間で接着層を形成し、この接着
層によって光ファイバアレイ４はファイバアレイ固定部
材３に固定されることになる。ファイバアレイ固定部材
３の材料としては、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４及びコ
バール、アンバー等を用いることができる。また、上述
した樹脂又は半田の材料としては、一般的にエポキシ系
樹脂を用いることができるがシリコン系樹脂やアクリル
系樹脂を用いてもよい。

【００１６】なお、孔３３は本実施例では上面に１つの
み形成されたものが示されているが、上面に複数あるい
は側面や底面等に形成されているものであってもよい。

【００１７】また、本実施例では、ファイバアレイ固定
部材３に四角柱を用いたが、これ以外の形状のもの、例
えば、円柱体や多角柱などを用いてもよい。また、穴３
２の形状も本実施例のものに限られず、例えば円形や多
角形のものでもよい。

【００１８】また、光ファイバアレイ４とは、複数の光
ファイバ４１を平面的にあるいは立体的に並べ所定の基
板等で固定したものである。具体的には、この光ファイ
バアレイ４は、Ｓｉ結晶からなり複数のＶ溝ガイドを有
するＶ溝基板４２と、このＶ溝ガイドに載置された光フ
ァイバ４１と、この光ファイバ４１を固定するためにＶ
溝基板４２上に設けられたＳｉ結晶からなる押え板４３
とを備えたものである。なお、光ファイバアレイ４とし
ては、Ｓｉ結晶以外にも用いることができ、例えば、プ
ラスチック、多成分ガラスやセラミックス等を用いるこ
とができる。

【００１９】次に、本発明の実施例に係る光導波路モジ
ュールの製造方法について説明する。まず、光導波路の
形成された光導波路基板２を用意する。この光導波路基
板２は、Ｓｉ結晶を用いて形成されたものである。な
お、光を伝達することができる素材であればＳｉ結晶以
外にも用いることができ、例えば、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ
₃ やカルコゲナイド等を用いることができる。

【００２０】次に、図３に示すように、光導波路基板２
を基板固定部材１に設けられた穴１２内にはめ込む。

【００２１】次に、基板固定部材１の上面に設けられた
孔１３から穴１２内に樹脂又は半田を注入して基板固定
部材１の内部に光導波路基板２を固定し、光導波路ユニ
ット１０を形成する。次に、光導波路ユニット１０の端
面を研磨する。これは光導波路ユニット１０とファイバ
ユニット３０とを接続したさいの接続損失を低くするた
めである。

【００２２】また、これとは別に光ファイバアレイ４を
用意し、図４に示すように、この光ファイバアレイ４を
ファイバアレイ固定部材３に設けられた穴３２内にはめ
込む。なお、ファイバアレイ固定部材３としては本実施
例で用いているもののほか、図５に示すように、光ファ
イバアレイ４が差し込まれる穴３２の一端は壁面で塞が
れておりこの壁面に光ファイバが通るほどの穴３４が設
けられたものであってもよい。

【００２３】次に、ファイバアレイ固定部材３の上面に
設けられた孔３３から穴３２内に樹脂又は半田を注入し
て基板固定部材１の内部に光ファイバアレイ４を固定
し、ファイバユニット３０を形成する。次に、ファイバ
ユニット３０の端面を研磨する。

【００２４】次に、図６に示すように、上記で製造した
光導波路ユニット１０の端面とファイバユニット３０の
端面とを合わせる。このとき光導波路と光ファイバアレ
イ４との調心を行い光導波路と光ファイバアレイ４に含
まれた光ファイバとの間で正確に信号の送受信が行える
ように調整する。このようにして製造された光導波路ユ
ニット１０は四角柱１１に穴１２を設けたものを基板固
定部材１とし、また、ファイバユニット３０は四角柱３
１に穴３３を設けたものをファイバアレイ固定部材３と
していることから、光導波路ユニット１０自体及びファ
イバユニット３０自体に歪みが生じていることはない。
このため光導波路と光ファイバアレイ４との調心が容易
に行えることになる。

【００２５】次に、合わせられた光導波路ユニット１０
の端面とファイバユニット３０の端面との接合面がＹＡ
Ｇレーザーで溶接されて光導波路モジュールが形成され
る。ここで、接合された光導波路ユニット１０及びファ
イバユニット３０はいずれも、それ自体ほとんど歪みを
持たないため、溶接不良が起こりにくいとともに、溶接
後に光ファイバアレイ４と光導波路との間に軸ずれを生
ずることもない。すなわち、本実施例によれば、軸ずれ
がなく、光ファイバから光導波路への光伝導および光導
波路から光ファイバへの光伝送が好適になされ、結果と
して光導波路モジュールを光通信網に介在させたときの
光伝送損失が小さい光導波路モジュールの実現が可能と
なった。

【００２６】実際にこのようにして製造された光導波路
を検査したところ、光導波路ユニット１０とファイバユ
ニット３０との間の段差は５０μｍ以下であることが分
かった。さらに、光導波路ユニット１０とファイバユニ
ット３０との溶接時の歩留まりを調べたところ、従来技
術のように金属ケースと金属蓋とを組み合わせて基板固
定部材１及びファイバ固定部材としたものでは歩留まり
が６５％であったが、本発明では歩留まりが９５％にま
で向上していることが確認され、本発明が歩留まりの向
上に非常に貢献していることが分かった。

【００２７】次に、本発明の他の実施例に係る基板固定
部材、ファイバアレイ固定部材及び光導波路モジュール
について説明する。他の実施例に係る基板固定部材、フ
ァイバアレイ固定部材及び光導波路モジュールについ
て、構造、材料等は基本的に既に述した上記実施例に係
る基板固定部材、ファイバアレイ固定部材及び光導波路
モジュールと共通する。但し、本実施例においては次の
点が異なる。それは、基板固定部材を構成する四角柱１
１には穴１３が設けられておらず、また、ファイバアレ
イ固定部材を構成する四角柱３１にも孔３３が設けられ
ていない点である。

【００２８】このように、基板固定部材１を構成する四
角柱１１やファイバアレイ固定部材を構成する四角柱３
１の周囲に孔１３、３３が設けられていなければ、孔１
３、３３が設けられた上記実施例に示すものに比べより
気密性が向上する。

【００２９】また、本実施例においては基板固定部材に
孔１３が設けられていないことから、光導波路基板２を
基板固定部材１に固定するための樹脂又は半田は、あら
かじめ基板固定部材１に設けられた穴１２の内周面に塗
布しておく。光導波路基板２を基板固定部材１に挿入し
たのち、樹脂又は半田を加熱等して光導波路基板２を基
板固定部材１に接着し固定して、光導波路ユニット１０
を形成する。従って、穴１２は挿入される光導波路基板
２よりも大きめに開けられている。具体的には、穴１２
の内周面と光導波路基板２との間の隙間の寸法は、樹脂
又は半田の量をできるだけ少なく、かつ効果的に用いる
という観点から５０μｍから１００μｍ程度の範囲が適
当であるが、特にこの範囲に限られるものではない。

【００３０】光ファイバアレイ４をファイバアレイ固定
部材３に固定する場合も上記と同様に、樹脂又は半田を
あらかじめファイバアレイ固定部材３に設けられた穴３
２の内周面に塗布しておき、光ファイバアレイ４をファ
イバアレイ固定部材３に挿入したのち、樹脂又は半田を
加熱等して光ファイバアレイ４をファイバアレイ固定部
材３に固定して、ファイバユニットを形成する。従っ
て、穴３２は挿入される光ファイバアレイ４よりも大き
めに開けられている。具体的に穴３２の内周面と光ファ
イバアレイ４との間の隙間の寸法は、樹脂又は半田の量
をできるだけ少なく、かつ、効果的に用いるという観点
から５０μｍから１００μｍ程度の範囲が適当である
が、特にこの範囲に限られるものではない。

【００３１】なお、この場合、樹脂又は半田をファイバ
アレイ固定部材３の穴１２の内周面やファイバアレイ固
定部材３の穴１２の内周面ではなく、光導波路基板２や
光ファイバアレイ４の外周に塗布しておいたものでもよ
い。

【００３２】このようにして形成された光導波路ユニッ
ト１０の端面とファイバユニット３０の端面とを合わ
せ、上述した実施例と同様に光導波路モジュールを形成
する。このようにして形成された光導波路モジュールを
検査したところ上記実施例と同様に歩留まりが向上して
いることが確認された。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、光導波路と光ファイバアレイとの調心が容易に
行え、溶接不良がほとんど無く、溶接後の光ファイバア
レイと光導波路との間にも軸ずれが生じていない。この
ため、本発明に係るファイバユニットと光導波路ユニッ
トとを用いて光導波路モジュールを形成した場合には溶
接時の歩留まりが著しく向上する。そして、この結果、
かかる光導波路モジュールでは軸ずれがなく、光ファイ
バから光導波路への光伝導および光導波路から光ファイ
バへの光伝送が好適になされ、光導波路モジュールを光
通信網に介在させたときの光伝送損失が非常に小さいく
なるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る基板固定部材を示した斜
視図である。

【図２】本発明の実施例に係るファイバアレイ固定部材
を示した斜視図である。

【図３】本発明の実施例に係る基板固定部材と光導波路
基板との関係を説明した斜視図である。

【図４】本発明の実施例に係るファイバアレイ固定部材
と光ファイバアレイとの関係を説明した斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例に係るファイバアレイ固定
部材と光ファイバアレイとの関係を説明した一部破砕斜
視図である。

【図６】本実施例に係る光導波路ユニットと本実施例に
係るファイバユニットとの関係を示した斜視図である。

【図７】従来技術に係る光導波路ユニットを示した斜視
図である。

【図８】従来技術に係るファイバユニットを示した斜視
図である。

【図９】従来技術に係るファイバユニットを示した斜視
図である。

【符号の説明】

１…基板固定部材、２…光導波路基板、３…ファイバア
レイ固定部材、４…光ファイバアレイ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端から他端に向かって穴が設けられて
   いる柱状部材と、 複数本の光ファイバを支持部材に整列固定させることに
   より構成され、前記穴の一端から他端へ向けて挿入され
   る光ファイバアレイと、 前記光ファイバアレイを前記穴の内周面に固着させてい
   る接着層とを備えることを特徴とするファイバユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 前記柱状部材の少なくとも一面には前記
   穴と連通する細孔が設けられており、 前記接着層は、接着用材が前記細孔から注入されて固化
   された層であることを特徴とする請求項１に記載のファ
   イバユニット。
3. 【請求項３】 一端から他端に向かって穴が設けられて
   いる柱状部材と、 基板に複数の光導波路を形成することにより構成され、
   前記穴の一端から他端へ向けて挿入される光導波路基板
   と、 前記光導波路基板を前記穴の内周面に固着させている接
   着層とを備えることを特徴とする光導波路ユニット。
4. 【請求項４】 前記柱状部材の少なくとも一面には前記
   穴と連通する細孔が設けられており、 前記接着層は、接着用材が前記細孔から注入されて固化
   された層であることを特徴とする請求項３に記載の光導
   波路ユニット。
5. 【請求項５】 一方の端面から他方の端面に向かって穴
   が設けられている柱状部材と、前記穴の一方の端面から
   他方の端面へ向けて挿入される光ファイバアレイと、前
   記光ファイバアレイを前記穴の内周面に固着させている
   接着層とを有するファイバユニットと、 一方の端面から他方の端面に向かって穴が設けられてい
   る柱状部材と、前記穴の一方の端面から他方の端面へ向
   けて挿入される光導波路基板と、前記光導波路基板を前
   記穴の内周面に固着させている接着層とを有する光導波
   路ユニットとを備え、 前記ファイバユニットの端面と前記光導波路ユニットの
   端面とが溶接固定されていることを特徴とする光導波路
   モジュール。
6. 【請求項６】 前記柱状部材の少なくとも一面には前記
   穴と連通する細孔が設けられており、 前記接着層は、接着用材が前記細孔から注入されて固化
   された層であることを特徴とする請求項５に記載の光導
   波路モジュール。