KR20100090699A

KR20100090699A - 광학접속구조

Info

Publication number: KR20100090699A
Application number: KR1020107011372A
Authority: KR
Inventors: 노부오 미야데라; 토시히로 쿠로다; 시게루 코이부치; 쿄우이치 사사키
Original assignee: 히다치 가세고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-08-16
Also published as: CN101861538A; CN101861538B; US8721192B2; EP2219057A4; US20100310214A1; WO2009063649A1; JP2009122451A; EP2219057A1

Abstract

광섬유의 축방향 및 축에 수직한 방향 모두에서의 병진 및 회전 위치 결정을, 광학접속점이 적고, 부품 수가 적고, 단순한 구조의 부품의 조합에 의해 실현하는 광학접속구조 및 광학접속방법을 제공한다.
광섬유와, 외단면이 원형인 압압체와, 광학부재를 갖는 광학접속구조에 있어서, 광학부재에는, 광학부품과 광섬유 맞댐 구조와 광섬유 지지홈이 구비되고, 이 광섬유 맞댐 구조가 광학부품과 광섬유 지지홈 사이에 위치하여 있고, 압압체가 광섬유 지지홈에 직교하여 배치되고, 광섬유가 광섬유 지지홈을 따라 광섬유 맞댐 구조에 맞대어질 때까지 삽입되고, 압압체가 광섬유의 상면을 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하여, 광섬유와 상기 광학부품을 광학적으로 접속한다.

Description

광학접속구조{OPTICAL CONNECTION STRUCTURE}

본 발명은 광섬유와 광학부재를 접속하는 광학접속구조에 관한 것이다.

종래부터, 광섬유와 광학부재를 접속하는 광학접속구조로서는, 광도파로(光導波路)와 광섬유를 함께 패키징(packaging)할 수 있는 광도파로 기판용 패키지(package)가 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조). 특허문헌 1에 기재된 패키지에서는, 패키지 하부에 광섬유를 위치 결정하기 위한 V자형의 홈이 형성되고, 패키지 상부에, 광섬유를 누르기 위한 V자형의 철부(凸部)가 형성된 구조를 갖고 있다. 이 패키지는 조립 시, 광도파로 기판을 패키지 하부에 위치 결정하고, 광섬유를 패키지 하부의 홈에 위치 결정함으로써, 광도파로 기판과 광섬유의 위치 맞춤을 행하고, 그 후, 광섬유를 패키지 하부의 홈과 패키지 상부의 철부 사이에 끼워 고정하는 구성이다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 금속제 패키지에서는, 패키지 내에 수지가 충전되고, 그것에 의해, 광도파로 기판에 고정된 광섬유에 작용하는 장력에 의한 광섬유의 단선(斷線), 및 주위로부터의 습기에 의한 접착제의 접착력의 저하를 방지하고 있다.

그러나, 상술한 특허문헌 1에 기재된 패키지에서는, 패키지의 조립이 비교적 용이하지만, 패키지 하부에 내장하는 광도파로 기판 등의 광학부품의 위치를 패키지 하부의 V홈에 대하여 고정밀도(약±1㎛ 이내)로 맞출 필요가 있다. 따라서, 광학부품의 실장(實裝)장치를 사용하는 것이 요망되지만, 이러한 실장장치는 가격이 약 2000∼3000만엔이며, 고가이다. 또한, 패키지의 단부(端部) 부근에서 광섬유를 눌러서 고정하기 때문에, 광섬유에 장력이 걸리고, 그 부분에서 단선이 일어나기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 패키지에서는, 광도파로 기판을 패키지 내에 위치 결정함이 곤란하다.

또한, 광섬유의 광축의 수직방향으로의 정확한 위치 결정은 광섬유 지지홈에 광섬유를 따르게 하여 행하는 것이 알려져 있다. 또한, 광축의 수직방향의 상하 방향, 즉, 광섬유 지지홈의 바닥방향을 이후 y방향이라고 하고, 좌우방향을 이후 x방향이라고 하며, 또한, 광축의 축방향을 이후 z방향이라고 한다. 이러한 광섬유 지지홈으로서는, 단면구조가 V자형인, 통칭 V홈이라고 불리는 구조가 많이 사용되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조). 특허문헌 3에서는, 광도파로와 광섬유와의 접속 때문에, 광섬유 지지홈으로서, V홈을 사용한 광도파로 기판이 개시되어 있고, 이 광도파로 기판에 따르면, V홈과 광도파로를 동일 기판 상에 일체적으로 형성함으로써, 멀티모드(multimode) 광섬유에 비하여 고정밀도가 요구되는 싱글모드(single mode) 광섬유와 광도파로와의 접속에 있어서도, 양호한 접속을 제공할 수 있다.

그러나, 이러한 광도파로 부품을 실용적으로 제공하기 위해서는, 광섬유를 광도파로에 부착한, 소위 피그테일(pigtail)형 패키지를 실현할 필요가 있고, 그 것을 위해서는, V홈에 대하여 광섬유를 고정밀도로 실장할 필요가 있었다. 그 때문에, 종래에는 현미경 등을 갖는 위치결정장치를 이용하여 광섬유와 광도파로 단면을 관찰하면서, 광섬유의 x방향, y방향 및 z방향을 미동(微動) 스테이지(stage) 등으로 위치 결정하면서 V홈 위에 배치한 후, 글래스 블록(glass block) 등을 광섬유 위에 배치하여, 글래스 블록을 압압(押壓)함으로써, x방향 및 y방향의 최종위치 결정을 행하고, 그 후, 접착 고정하여 광섬유를 실장하였다. 이와 같이, 종래 타입의 광섬유 피그테일 모듈(module)을 제조할 경우에는, 미동 스테이지 등의 장치를 사용한, 광섬유의 위치 결정이라고 하는 수단을 취할 수 있지만, 장치가 대규모로 되어버리기 때문에, 광섬유 부설(敷設)의 현장 등에서 간단하게 광학접속구조를 실현하기 위해서는 어려움이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, V홈 위에 광섬유를 정확하고 또한 간이·저비용으로 실장하는 많은 시도가 이루어져 있고, 예를 들면, 패키지 하부, 패키지 상부 및 광섬유 위치결정용 홈을 구비하고, 패키지 상부에 설치된 누름부에 의해, 광섬유 위치결정용 홈에 위치 결정된 광섬유를 아래쪽으로 누르는 패키지가 보고되어 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조). 특허문헌 4에서는, 패키지 하부에 배치된 V홈 등의 광섬유 위치결정용 홈을 구비한 광도파로 기판과, 패키지 상부에 형성된 누름부를 끼워 맞춤으로써, 광섬유를 압압하여 V홈에 압착시켜, 광도파로와 광섬유와의 광학접속을 실현하는 구조가 개시되어 있다. 이 구조에 의해, 글래스 블록 등의 부품을 생략할 수 있고, 미동 스테이지 등의 위치결정장치를 이용할 필요가 없고, 광섬유를 위치 결정할 때의 작업성을 향상시킴으로써, 임의의 작업장소에서의 광학접속구조를 실현하고 있다.

그러나, 특허문헌 4에서의 구조에서는, 패키지 상부가 패키지 하부와 끼워 맞춰지기 전의 상태에서, 광섬유가 V홈 위에 배치되지만, 그 때, z방향의 위치 결정이 불충분하게 될 우려가 있었다. 즉, 광섬유 선단(先端)이 광도파로 단면에서 지나치게 멀거나, 너무 가까워서 광도파로에 얹혀, 광섬유 선단을 파손하거나, 광도파로 단면을 파손하거나, 광섬유의 선단 위치가 벗어나거나 할 우려가 있었다.

또한, 광섬유 맞댐 구조를 설치한 광섬유 지지홈을 사용함으로써, 광섬유의 축방향의 광학접속 위치를 적절하게 설정할 수 있는 광학접속구조가 보고되어 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조). 그러나, 특허문헌 5에 개시된 광학접속구조에서는, 광섬유와 광섬유를 접속하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 광섬유끼리의 맞댐 위치가 상대적으로 결정되어버려, 패키지에 대한 위치가 불확정하게 되어버릴 우려가 있었다.

한편, 각종의 광학접속구조에 있어서는, 소위 광 커넥터(connector)로서 광섬유끼리를 접속하는 기술이 종래부터 많이 개시되어, 실용되고 있다. 이러한 광 커넥터는 통상, 광섬유가 페룰(ferrule)이라고 불리는 원통 형상의 고정밀도 부품에 삽입·고정되어, 하우징(housing) 등에 수용되고, 페룰끼리가 대향하도록 위치 결정된 후에, 하우징끼리가 끼워 맞춰지는 구조로 이루어져 있다.

또한, 광섬유와 광도파로 디바이스(device)나 발광 소자, 수광 소자 등의 반도체 디바이스 등의 광학부품을 접속하기 위한 광 커넥터도 몇 개의 구조가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 6 참조). 특허문헌 6에 개시된 광 커넥터에서는, 페룰끼리의 위치맞춤기구를 이용할 수 있도록, 페룰 부착 광섬유의 광 커넥터로서의 접속 단면과 반대측에 광학부품을 미리 위치 맞춰, 고정한 하우징을 준비하여, 광섬유끼리의 광 커넥터와 같은 끼워맞춤 구조에 적용할 수 있도록 되어 있다. 또한, 페룰끼리의 위치 결정 기능을 보조할 목적으로, 가이드 핀(guide pin)과 가이드 핀 구멍을 광섬유 커넥터의 하우징과 광학부품 커넥터의 하우징의 양쪽에 형성함으로써, 2단계의 위치결정기구에 의해, 최종적인 고정밀도의 광접속을 실현하는 구조가 제안되어 있다.

그러나, 이러한 구조에서는, 고정밀도이고 고가(高價)인 페룰을 필요로 하고, 역시 고정밀도인 가이드 핀과 가이드 구멍의 하우징에의 가공 또는 장착이 필요하고, 또한, 하우징끼리의 끼워맞춤 구조나 각종의 부품 수용 구조를 필요로 하기 때문에 복잡한 구조의 하우징을 성형할 필요가 있고, 광학접속구조 전체로서는, 고가의 부품으로 될 뿐만 아니라, 광학접속구조 전체의 대형화를 피할 수 없었다.

또한, 페룰을 사용하지 않는 구조로서, 가이드 핀과 가이드 구멍과 하우징의 수용 구조를 이용한 구조도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 7 참조). 특허문헌 7과 같은 구성은 하우징의 구조가 비교적 단순하고, 제조비용을 억제한다는 점에서는 기대할 수 있는 방법이다.

그러나, 특허문헌 7의 구조는 가이드 핀과 가이드 구멍과 하우징의 수용 구조를 이용한 것만의 구조이며, 고정밀도 부품인 페룰에 의한 위치맞춤기구가 없기 때문에, 코어(core) 직경이 큰 플라스틱 광섬유나 멀티모드 광섬유에는, 적용 가능성이 있지만, 고정밀도의 위치 맞춤이 요구되는 싱글모드 광섬유나 싱글모드 광도파로 디바이스, 고정밀도의 광축 조정을 필요로 하는 렌즈(lens), 고정밀도의 위치 결정이 필요하게 되는 레이저 다이오드(laser diode) 등의 발광 소자와의 버트 조인트(butt joint)에는, 위치 결정 정밀도가 불충분하게 되어, 접속 손실의 편차가 커지는 문제가 있었다.

이러한 고정밀도의 위치 결정을 실현하기 위한 방법으로서는, 베어 파이버(bare fiber) 또는 나(裸)섬유라고 불리는, 통상의 석영제 광섬유로 수지 피복 부분을 박리한 광섬유와 고정밀도로 가공한 V홈 등의 광섬유 지지홈을 이용하는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 8 및 9 참조). 이 경우에는, 광섬유에 대하여, 광섬유의 광축의 수직방향으로부터 V홈의 바닥방향으로 압압을 가하면서, V자 형상의 홈의 측면을 따라 V홈의 바닥방향으로 광섬유를 이동시키면서, 소정의 조심(調心)위치에 광섬유를 위치 결정하기 위하여, V홈의 개구 폭에 따라 거친 정밀도의 광섬유의 위치부터 시작해도 최종적으로는 용이하게 고정밀도가 달성된다. 이 방법에서는, 광섬유의 광축의 수직방향, 즉 x방향과 y방향의 위치 결정이 동시에 실현되었다.

특허문헌 8에서는, 광섬유 홀더(holder)라고 불리는 광섬유용 하우징과 리셉터클(receptacle)이라고 불리는 광학소자용 하우징에, 각각 원호형상 홈과 V홈을 형성해 두고, 이들에 의해 광섬유를 그 축과 수직방향으로부터 끼움으로써, x방향 및 y방향의 위치 결정을 달성하는 광 모듈의 구성이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 9에서는, 광섬유를 지지 블록(block) 위에 미리 배열시켜 두고, 한편, 광도파로의 단면(端面)과 미리 위치 결정된 V홈을 준비해 두고, 이들을 광섬유의 축과 수직의 방향으로부터 광섬유에 V홈을 닿도록 하고, x방향 및 y방향의 위치 결정을 달성하는 광 모듈과 광섬유와의 접속방법이 개시되어 있다.

그러나, 이들의 고정밀도의 V홈을 이용한 광섬유의 위치 결정 방법에서는, 광섬유의 광축의 수직방향, 즉 x방향과 y방향의 위치 결정이 동시에 실현되지만, 광섬유의 축방향, 즉 z방향의 광학접속에 대하여는 고정밀도를 실현하기 위하여, 미리 광섬유의 길이방향의 길이가 고정밀도로 준비되어 있을 필요가 있다. 예를 들면, 특허문헌 8 및 9에서는, 상기와 같은 고정밀도를 실현하기 위하여, 광섬유측, 광학부품측 양쪽을 적절한 하우징에 고정하고 있다. 그 때문에, 이러한 적절한 하우징에 고정밀도로 고정하기 위하여, 고정밀도로 하우징의 가공이 요구되어, 하우징의 구조가 복잡하게 되는 동시에, 부품 수가 많아지고, 광접속구조 전체의 제조 비용이 높아지는 문제가 있었다.

또한, 미리 고정밀도로 광학부품과 하우징과의 위치 관계나 광섬유와 하우징과의 위치 관계를 실현한다고 하는 것은, 그 시점에서, 고정밀도의 설치 혹은 고정밀도의 조립이 필요하게 되고, 방법에 따라서는 광학접속점이 불필요하게 많아지고, 부품 수가 많아질 뿐만 아니라, 종합적인 접속 손실이 커져버릴 우려가 있었다. 또한, 고정밀도의 조심(調心)이 필요한 구조인 V홈부가 개방된 구조로 접속하기 때문에 작은 이물질 등의 부착의 염려가 있고, 광섬유와 V홈 측면 사이에 이물질 등이 부착되었을 경우에는, 소망의 고정밀도를 얻을 수 없어, 접속 손실이 증대할 우려가 있었다.

또한, 특허문헌 10에서는, V홈과 광섬유에 압압하기 위하여, 클램프(clamp) 기구를 채용하는 구성이 개시되어 있다. 또한, V홈 등의 고정밀도 위치결정수단과 로 아울러 광섬유 도입구를 형성함으로써, 다단계로 정밀도를 향상시키는 기구가 개시되어 있다. 또한, 클램프 기구를 쐐기 형상의 개방부재에 의해, 클램프 힘이 광섬유에 도달하지 않도록 해 두면서, 광섬유를 축방향(z방향)으로 삽입 이동시킨 후, 개방부재를 떼어내어 클램프 기구를 작동시킴으로써, 광섬유의 빠짐이나 위치 어긋남을 방지하는 방법이 개시되어 있다. 또한, z방향으로의 삽입시의 광섬유 선단(先端)의 위치 결정 방법으로서, 나섬유와 수지 피복부와의 경계의 단차를 이용한 맞댐 구조에 의한 방법이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 10에서의 구조에서는, 클램프 기구가 개방된 상태에서, 광섬유가 V홈 위에 배치되도록 삽입되지만, 그 때, 나섬유와 수지 피복부와의 경계의 단차(段差)에서 z방향의 위치 결정이 이루어지기 때문에, 미리 나섬유 부분의 길이가 고정밀도로 가공되어 있지 않는 경우에는, 나섬유 부분의 길이가 짧으면 광섬유 선단이 광도파로 단면으로부터 지나치게 멀거나, 나섬유 부분의 길이가 길면 광섬유 선단이 광도파로 단면으로부터 너무 가까워서 광도파로에 얹혀서 광섬유 선단이나 도파로 단면을 파손하거나, 광섬유의 선단 위치가 어긋나거나 할 우려가 있었다.

또한, 특허문헌 8 등에서 보는 바와 같이, 섬유 삽입시의 압압력을 완전히 개방해버리면, 전술한 바와 같이, 광섬유 삽입시에 광섬유의 선단이 생각하지 않는 방향으로 이동해버릴 우려가 있었다. 특히, 광섬유의 선단이 위쪽으로 어긋나버리면, 광섬유 지지홈에 수용할 수 없어, 적절한 광학접속구조가 실현되지 않게 될 우려가 있었다. 이러한 문제는 광섬유끼리를 접속하도록 하는 경우에서는, 발생하기 어렵지만, 이종(異種)의 구조체, 즉 광섬유와 광도파로 등을 고정밀도로 광학접속할 경우에는, 중대한 과제로 되어 있었다. 또한, 광섬유를 축방향으로 삽입하는 방법에 있어서, V홈 집적형(集積型) 광도파로와 같이, V홈의 깊이가 비교적 얕은 것을 사용한 경우처럼, 광섬유의 상단부가 광도파로 상단부보다 높은 위치로 되도록 하는 광부품과 광학접속을 실현하는 경우에는, 광섬유 선단이 광도파로 단면에 얹혀지기 쉬운 경향이 있었다.

특허문헌 1: 일본특허공개 평7-13038호 공보

특허문헌 2: 일본특허공개 평8-286073호 공보

특허문헌 3: 일본특허공개 2001-281479호 공보

특허문헌 4: 일본특허공개 2006-184752호 공보

특허문헌 5: 일본특허공개 2005-181737호 공보

특허문헌 6: 일본특허공개 2000-105322호 공보

특허문헌 7: 일본특허공개 평7-234335호 공보

특허문헌 8: 일본특허공개 평11-281851호 공보

특허문헌 9: 일본특허공개 2002-122751호 공보

특허문헌 10: 일본특허공개 2000-035526호 공보

본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 광섬유의 축방향 및 축에 수직한 방향 모두에서의 병진 및 회전 위치 결정을, 광학접속점이 적고, 부품 수가 적으며, 단순한 구조의 부품의 조합에 의해 실현하는 광학접속구조 및 광학접속방법을 제공하는데 있다. 또한, 다른 목적으로서는, 광섬유와 광도파로 등의 광학부품과의 접속을, 현장조립으로 또한 장치를 사용하지 않고 간단하게 실현하는 광학접속구조 및 광학접속방법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명자들은 압압체(押壓體)의 구조에 대하여 예의 검토한 결과, 외측의 단면이 원형인 압압체를 사용하고, 이 압압체를 통하여 광섬유를 압압하는 광학접속구조로 함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내서, 발명에 이르렀다. 즉, 본 발명의 광학접속구조는 광섬유와, 외단면이 원형인 압압체와, 광학부재를 갖는 광학접속구조로서, 상기 광학부재는 광학부품과 광섬유 맞댐 구조와 광섬유 지지홈을 구비하고 있고, 상기 광섬유 맞댐 구조는 상기 광학부품과 상기 광섬유 지지홈 사이에 위치하고 있고, 상기 광섬유는 상기 광섬유 지지홈을 따라 상기 광섬유 맞댐 구조에 맞대어질 때까지 삽입되어 있고, 상기 압압체는 상기 광섬유 지지홈에 직교하여 배설(配設)되어, 상기 광섬유의 상면을 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하고, 이에 의해, 상기 광섬유와 상기 광학부품이 광학적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 광학접속구조의 다른 형태는 광섬유와, 양 외단부(外端部)에 상기 광섬유의 맞댐 구조를 설치한 광섬유 지지홈을 갖고 상기 맞댐 구조의 내측부에 광학부품이 배설된 광학부재와, 외단면이 원형인 압압체를 구비하고, 상기 광섬유는 상기 광섬유 지지홈을 따라 상기 맞댐 구조에 맞대어질 때까지 삽입되어 있고, 상기 압압체는 상기 광섬유 지지홈에 직교하여 배치되어, 상기 광섬유의 상면을 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하고, 이에 의해, 상기 광섬유와 상기 광학부품이 광학적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 광학접속방법은 양 외단부에 광섬유의 맞댐 구조를 설치한 광섬유 지지홈을 갖고 상기 맞댐 구조의 내측부에 광학부품이 배설된 광학부재와, 외단면이 원형인 압압체와, 상기 압압체와 상기 광학부재를 협지(挾持)하도록 압압체 지지부재 및 패키지 부재를 구비하고, 상기 압압체는 상기 광섬유 지지홈에 직교하여 배치된 광학접속 전구(前驅) 구조체에 광섬유를 광학 접속하는 방법으로서, 상기 광섬유의 상면을 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하면서, 상기 광섬유를 상기 광섬유 지지홈을 따라 상기 광섬유의 축방향으로 이동시키고, 상기 광섬유를 상기 맞댐 구조까지 삽입시키는 공정과, 클립(clip)형상 부재에 의해 상기 패키지 부재 및 상기 압압체 지지부재를 협지함으로써 상기 압압체에의 압압력을 더 높이는 공정을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 광학접속구조에 의하면, 광섬유와 외단면이 원형인 압압체가 직교하여 있음으로써, 광섬유를 점접촉으로 압압할 수 있기 때문에, 도 1에 도시하는 바와 같이 광섬유의 광섬유 지지홈과의 선접촉으로 맞춰서 광섬유 단면에서 3점 지지를 형성할 수 있으므로, 고정밀도 위치 맞춤을 실현할 수 있다. 압압체에 의해 광섬유를 V홈에 압압하기 때문에, 광섬유와 광도파로를 접속할 때에, 접착제 등을 도포하는 공정에 있어서도, 미리 위치 결정한 배치가 어긋나지 않고 고정밀도로 접속할 수 있고, 나아가서는, 광섬유에 필요 이상의 부하가 걸리지 않고, 손상 등이 생기는 경우가 없다. 또한, 도 1은 광섬유 접속부 주변의 구조 예를 나타내는 모식도이며, 부호 1은 광섬유, 부호 2는 광섬유 지지홈, 부호 4는 외단면이 원형인 압압체를 나타내고 있다. 또한, 도 1, 도 5∼8 및 도 10∼13에서는, 왼쪽에 광섬유를 측면에서 본 도면 및 오른쪽에 광섬유를 축방향에서 본 도면을 나타내고 있다.

또한, 본 발명의 광학접속방법에 의하면, 광섬유와 광도파로 등의 광학부품과의 접속을 장치를 사용하지 않고 간단하게 실현할 수 있다. 그 때문에, 종래 사용되고 있는 광섬유 설치 공정에 비하여 저비용의 광 패키지의 제조가 가능하다. 또한, 광섬유망 부설의 현장에서 조립을 실시할 수도 있기 때문에, 종래의 광 커넥터나 메커니컬 스프라이스(mechanical splice), 융착 접속 등의 광섬유 접속공정을 불필요하게 할 수 있어, 광섬유 통신망 부설의 전체 비용의 저감을 기대할 수 있다. 또한, 통상의 커넥터에 비하여 간단한 구조이며, 제조 공정 수도 적으므로, 종래의 커넥터의 대용으로서도 이용할 수 있는 가능성이 있다. 특히, 패치 패널(patch panel)과 같이, 다수의 패치 코드(patch cord)를 삽입하고 빼내도록 하는 장소에서는, 작은 치수로 간단하게 광학접속을 얻을 수 있기 때문에, 공간절약의 관점에서 유효 이용이 기대된다.

도 1은 본 발명의 광학접속구조에서의 광섬유 접속부 주변의 구조 예를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 광학접속구조의 일 실시형태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 광학접속구조의 다른 실시형태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 광학접속구조에서의 광섬유 지지홈 및 압압체 부근을 나타낸 확대도이다.
도 5는 본 발명의 광학접속구조에서의 압압체의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 광학접속구조에서의 압압체의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 광학접속구조에서의 압압체의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 광학접속구조에서의 압압체의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명의 광학접속구조에서의 광섬유 맞댐 구조의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 광학접속구조에서의 광섬유 지지홈의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명의 광학접속구조에서의 광섬유 지지홈의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 12는 본 발명의 광학접속구조에서의 복수개의 광섬유를 사용한 일례를 나타낸 모식도이다.
도 13은 본 발명의 광학접속구조에서의 복수개의 광섬유를 사용한 일례를 나타낸 모식도이다.
도 14는 본 발명의 광학접속구조에서의 클립 형상 부재를 사용하지 않는 압압체 지지부재의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 15는 본 발명의 광학접속구조에서의 클립 형상 부재를 사용한 압압체 지지부재의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 16은 본 발명의 광학접속구조에서의 압압체 지지부재의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 17은 본 발명의 광학접속구조에서의 압압체 지지부재의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 18은 본 발명의 광학접속구조에서의 클립 형상 부재의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 19는 본 발명의 광학접속구조에서의 클립 형상 부재의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 20은 본 발명의 광학접속구조에서의 1개의 광섬유를 클립 형상 부재에 의해 압압한 구성의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 21은 본 발명의 광학접속구조에서의 복수개의 광섬유를 클립 형상 부재에 의해 압압한 구성의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 22는 본 발명의 광학접속구조에서의 관통구멍의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 23은 본 발명의 광학접속구조에서의 지지봉(支持棒)의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 24는 본 발명의 광학접속구조에서의 지지봉의 변경 예를 나타낸 모식도이다.
도 25는 본 발명에서의 패키지 부재 양단부의 광섬유의 고정 예를 나타낸 정면도이다.
도 26은 종래 구조의 광섬유 실장체(實裝體)를 나타낸 분해 사시도이다.
도 27은 본 발명의 광접속구조를 사용한 광섬유 실장체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 28은 2분기(分岐) 스플리터(splitter)(파워 모니터)용 V홈 집적 광도파로 기판을 나타낸 모식도이다.
도 29는 본 발명의 광학접속구조에서의 광섬유 수용용 홈에 격벽을 형성한 일례를 나타낸 모식도이다.
도 30은 4분기 스플리터용 V홈 집적 광도파로 기판을 나타낸 모식도이다.
도 31은 2분기 스플리터 모듈의 삽입 손실을 나타낸 그래프이다.
도 32는 2분기 스플리터 모듈의 반사 감쇠량을 나타낸 그래프이다.
부호의 설명
1 … 광섬유
2 … 광섬유 지지홈
3 … 광학부재
4 … 외단면이 원형인 압압체
5 … 광학부품
6 … 패키지 부재
7 … 압압체 지지부재
8 … 광섬유 수용용 홈
9 … 광학부재 수용용 홈
10 … 압압체 수용용 홈
11… 광섬유 맞댐 구조
12 … 클립 형상 부재
13 … 접착제
14 … 절결부
15 … 구멍
16 … 고정부재
17 … 캠기구
18 … 글래스 리드(glass lid)
19 … 매칭 오일(matching oil)
20 … 광도파로 코어(core)
21 … 광도파로 클래드(clad)
22 … 격벽
f … 압압력
H1, H2 … 관통구멍
P … 지지봉

다음으로, 도면을 이용하여 본 발명의 광학접속구조의 실시형태에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 광학접속구조의 일 실시형태를 나타낸 분해 사시도이다. 본 발명의 광학접속구조에 있어서는, 도 2에 도시하는 바와 같이 광섬유(1)와, 양단부에 광섬유 지지홈(2)을 형성한 광학부재(3)와, 외단면이 원형인 압압체(4)가 구비되어 있다. 이 광학부재(3)에는, 양단부의 광섬유 지지홈(2) 사이에, 광학부품으로서, 광도파로(5)가 형성되어 있고, 광섬유 지지홈(2)에 접하는 양단부에 광섬유 맞댐 구조가 구비되어 있다. 그리고, 광섬유 지지홈(2) 위에서, 광섬유 지지홈(2)에 직교하여 압압체(4)가 배치되어 있기 때문에, 광섬유(1)가 광섬유 지지홈(2)을 따라 광도파로(5)까지 삽입되면, 이 압압체(4)가 광섬유(1)의 상면을 광섬유 지지홈(2)의 바닥방향으로 압압하는 것으로 되어, 광도파로(5)에 맞대어지고, 위치 결정된 광섬유(1)와 광도파로(5)와의 배치는 이 상태에서 접착제 등을 도포해도 어긋나지 않아, 고정밀도로 접속할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 형태로서는, 패키지 부재(6) 및 압압체 지지부재(7)가 더 구비되어 있다. 패키지 부재(6)에는, 광섬유 수용용 홈(8), 광학부재수용용 홈(9) 및 압압체 수용용 홈(10)이 형성되어 있다. 광섬유 수용용 홈(8) 및 광학부재수용용 홈(9)은 직렬로 배치되어 있고, 광학부재수용용 홈(9)에 광학부재(3)가 수용되면, 광섬유 수용용 홈(8)과 광섬유 지지홈(2)이 일직선으로 연결되어, 여기에 광섬유(1)가 수용된다.

또한, 압압체 수용용 홈(10)은 광학부재수용용 홈(9)에 광학부재(3)를 수용하였을 때에, 광섬유 지지홈(2) 위에서 광섬유 지지홈(2)과 직교하고, 또한 광학부재(3)의 광섬유 지지홈(2)을 갖는 영역의 상면이 압압체 수용용 홈(10)의 저면으로 되도록 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 압압체 수용용 홈(10) 안에 압압체(4)를 수용하였을 경우, 압압체(4)는 원통 또는 원주의 둘레방향으로 회전가능하게 되면서 위쪽으로 이동가능하고, 광섬유 지지홈(2)과 직교한 배치로 고정되어, 보다 고정밀도로 광섬유(1)와 광도파로(5)를 접속할 수 있다.

또한, 압압체 지지부재(7)는 압압체(4)를 재치(載置)한 광학부재(3)의 위쪽에서, 압압체(4)를 지지하도록 배치되어 있고, 이 구성에 따르면, 그 압압체 지지부재(7) 및 패키지 부재(6)에 의해, 광학접속구조를 협지할 수 있다.

또한, 도 3은 본 발명의 광학접속구조의 다른 실시형태를 나타낸 분해 사시도이다. 부호 H1 및 H2는 관통구멍이며, 부호 P는 지지봉이다. 이 실시형태에 있어서는, 패키지 부재(6) 및 압압체 지지부재(7)에는, 관통구멍(H1, H2)이 각각 형성되어 있고, 패키지 부재(6), 광도파로(5), 압압체(4) 및 압압체 지지부재(7)가 미리 조합되었을 때에, 이들의 관통구멍(H1, H2)의 중심축이 일치하도록 배치되어 있다. 그리고, 이렇게 배치된 관통구멍(H1, H2)에, 지지봉(P)을 삽입함으로써, 광학접속구조가 일체로서 지지된다. 또한, 이 구성에 의하면, 압압체 지지부재(7)가 압압체(4)를 지나치게 눌러서 광섬유를 파손시키는 문제를 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 광학접속구조에서의 각 구성요소에 대하여 더 상세히 설명한다.

본 발명에서의 압압체는 외단면이 원형인 것이 필수적이다. 본 발명에 있어서, 압압체의 외단면이 원형이라 함은, 압압체의 축에 대하여 회전체를 이루는 것을 말한다. 또한, 본 발명에서의 압압체는 광섬유를 삽입할 때에는, 압압체 자신이 회전의 자유도를 갖고, 또한, 소정의 범위에서 축에 수직방향(상하 좌우 : y방향 및 z방향)으로 가동(可動)하게 되도록 압압체 수용용 홈에 수용되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 도 4에 나타낸 바와 같이 광학부재에 형성된 광섬유 지지홈과 패키지 부재에 형성된 광섬유 수용용 홈과 압압체와의 위치 관계에 의해, 광섬유의 선단을 적절하게 광섬유 지지홈과 압압체 사이에 도입하는 기능을 한다.

또한, 본 발명에서의 압압체는 축방향이 광섬유의 축방향과 직교하도록 배설되어 있다, 즉, 광섬유 지지홈의 방향과 직교하는 방향으로 압압체가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 광섬유의 단면도 또한 원형이기 때문에, 직교하여 압압함으로써, 압력은 점접촉을 통하여, 압압체로부터 광섬유로 전달되는 구조로 된다. 이와 같이, 단면이 원형인 압압체와 광섬유가 직교하여 압압됨으로써, 양자의 축방향으로의 압력성분을 극히 작게 억제할 수 있고, 압압체와 대향하고 있는 광섬유 지지홈에 대하여 수직으로 압압을 가할 수 있다. 따라서, 광섬유를 y방향만으로 압압하는 것이 가능하게 되고, z 방향이나 x방향으로 광섬유를 조금 비켜놓으려는 예기치 않은 힘이 작용할 염려가 없어진다.

이 압압체의 동작을 도면을 사용하여 보다 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 광학접속구조에서의 광섬유 지지홈 및 압압체 부근의 확대도이다. 본 발명에서의 외단면이 원형인 압압체(4)는 도 4(a)에 도시하는 바와 같이 광섬유 지지홈(2) 위에서, 광섬유 지지홈(2)에 직교하여 배설되어 있다. 그리고, 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 광섬유(1)가 광섬유 지지홈(2)을 따라 광학부품(5)에 삽입하여 가면, 압압체(4)의 저부(底部)에 맞닿고, 이 압압체(4)를 위쪽으로 밀어 올려, 광섬유(1)가 압압체(4)의 저부에 잠입(潛入)하고, 더 삽입하면, 압압체(4)가 「굴림대」로서 기능함으로써, 광섬유(1)가 광학부품(5)에 맞대어져, 위치 결정된다. 이 상태에서는, 광섬유(1)의 측면이 압압체(4)에 의해 광섬유 지지홈(2)의 바닥방향으로 압압되어서, 광섬유(1)와 광학부품(5)과의 배치가 고정되어, 광섬유(1) 단부가 어긋나지 않고, 고정밀도로 광섬유(1)와 광학부품(5)의 접속이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서의 외단면이 원형인 압압체는 광섬유 지지홈에 직교하여 복수개 병렬로 배설되는 것이 바람직하고, 2∼5개인 것이 보다 바람직하고, 2∼3개인 것이 더욱 바람직하며, 2개인 것이 가장 바람직하다. 이 구성에 의하면, 보다 확실하게 광섬유를 압압 고정할 수 있음과 아울러, 광섬유를 광축방향으로 이동시켜 삽입하고 빼낼 때에 부드럽게 실장할 수 있다. 압압체의 개수는 광섬유 지지홈의 길이와 압압체의 굵기에 따라 적당히 선택하면 좋지만, 개수가 지나치게 많으면, 그에 따라 광섬유 지지홈의 길이가 장척화(長尺化)하여, 패키지 치수의 불필요한 장척화를 초래하며, 또한, 광도파로의 제조비용을 증대하는 요인으로 된다. 또한, 압압체를 복수개 배설함으로써, 광섬유와 광섬유 지지홈과의 선상(線狀)지지에 더하여, 광섬유 축방향에서의 광섬유와 압압체와의 접촉이 복수점 지지가 되기 때문에, 광섬유 선단의 상하 방향의 위치 어긋남(광섬유의 구부러짐에 의한 선단의 이동)을 억제할 수 있어, 고정밀도의 광학접속을 용이하게 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서의 압압체는 광학부품의 양측에 광섬유 지지홈이 형성된 광학부재에 대하여, 광학부품의 양측에 각각 배치되고, 양측에 배치된 압압체를 일체의 압압체 지지부재가 압압력을 전달할 수 있는 구조로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 압압체 지지부재가 클립 형상 부재에 의해 압압된 경우 양측의 광학부품의 양측에 배치된 각각의 압압체에 대하여 균등하게 압압할 수 있다.

또한, 본 발명에서의 외단면이 원형인 압압체의 직경은 0.1∼10mm의 범위인 것이 바람직하고, 0.3∼3mm의 범위인 것이 더 바람직하다. 압압체의 직경이 0.1mm 미만이면, 압압체로서의 강도가 부족하게 되고, 한편, 10mm을 초과하면, 부피가 커질 뿐만 아니라, 「굴림대」로서의 기능을 방해하게 된다. 또한, 광섬유 지지홈의 장척화를 초래하여, 광도파로 기판의 제조 비용을 상승시켜 버린다. 압압체의 직경은 압압체에 사용되는 재료의 탄성율, 비틀림 량, 강도나 광도파로의 폭, 즉 압압체의 길이를 고려하여 선택된다. 또한, 압압체의 직경은 광섬유의 직경과의 상대적인 치수를 고려하여 선택되어야 한다. 또한, 압압체의 직경은 광섬유의 직경에 비하여, 1/10∼10배인 것이 바람직하고, 1/5∼6배인 것이 더 바람직하다. 또한, 압압체가 스테인레스제로 원주(圓柱) 형상이며, 광섬유의 클래드(clad) 직경이 125㎛인 경우에서는, 압압체의 직경은 0.4∼1mm의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 0.5∼0.7mm의 범위인 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 외단면이 원형인 압압체는 굴림대의 역할을 하는 동시에, 그 축에 대하여 회전가능한 것이 필수적이지만, 고정밀도의 부품을 염가로 입수하여 이용할 수 있으므로, 원통 형상 또는 원주 형상인 것이 바람직하다. 또한, 그 밖의 외단면이 원형인 압압체로서는, 도 5∼8에 나타낸 바와 같은 북 형상의 형상을 갖는 회전체의 압압체이어도 좋다. 이러한 구조로 함으로써, 특히, 광섬유 삽입시 등에 광섬유가 x방향으로 펄럭이는 것을 눌러, 광섬유 지지홈 축방향으로 정확히 따라 삽입되는 것을 도울 수 있어 적합하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 광섬유가 광섬유 지지홈 위를 광섬유의 축방향으로 가동하게 이루어진 것이 바람직하다. 도 4에 화살표로 나타낸 바와 같이, 광섬유를 삽입할 때에, 압압체의 단면이 원형이기 때문에, 압압체는 광섬유를 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하면서, 자신이 회전함으로써, 광섬유의 삽입을 부드럽게 하는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 압압체는 그 단면이 원형임에 의해, 굴림대의 역할을 겸비하고 있다.

본 발명에서의 광학부재는 광학부품, 광섬유 맞댐 구조 및 광섬유 지지홈을 구비하고 있다. 본 발명에 있어서는, 광학부재에는, 광섬유와 광학부품과의 광입출력부에서 틈을 갖도록 맞댐 구조가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 틈을 형성함으로써, 광섬유의 맞댐 구조와 광학부품을 겸용할 필요가 없어지므로, 광섬유 단면이 광학부품과 접촉함에 의한 단면의 손상 우려가 없어져 적합하다. 또한, 틈을 공기로 함으로써, 렌즈의 초점거리를 짧게 하는 것이 용이하게 되므로, 광섬유 입출력에서 공간 결합형의 광부품을 구성함이 용이하게 된다. 또한, 소형화의 이점도 있다.

또한, 본 발명에서의 광학부품은 광도파로, 광학렌즈, 광학결정 및 광학필터 중에서 선택되는 적어도 하나 이상을 조합시킨 광학부품인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학접속구조에 있어서는, 광학부품이 광도파로이며, 광도파로가 광섬유 지지홈과 일체로 형성된 광도파로 기판인 경우에, 가장 효과적으로 이용된다. 광학부품이 광도파로인 경우에는, 광도파로의 코어와 광섬유의 코어가 같은 일직선 상에 배치하도록 광섬유의 직경, 광섬유 지지홈의 깊이 폭 등을 적절하게 조정하여 둘 필요가 있다

또한, 본 발명에 있어서는, 광섬유와 광학부품과의 틈에, 액상, 겔(gel)상 또는 비정질(非晶質)의 고체로 이루어지는 굴절율 정합제(整合劑)가 개재하는 것이 바람직하다. 이 구성은 렌즈 등을 이용하지 않고 광섬유와 광학적으로 결합시키는 광학부품을 사용할 때에 특히 바람직하게 채용된다. 이렇게 함으로써, 공기와 광섬유 또는 공기와 광학부품과의 굴절율차에 기초하는 프레넬(Fresnel) 반사의 영향을 경감할 수 있기 때문에, 손실을 저감하고, 반사 감쇠량을 크게 취하여, 미광(迷光)을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 광학접속구조에 있어서는, 광섬유와 광학부품과의 접속 손실을 보다 저감시키기 위하여, 광섬유 끝과 광학부품 끝과의 틈에 굴절율 정합제 (일반적으로 매칭 오일(matching oil)이라고 부르고 있음)를 개재시키는 것이 바람직하다. 굴절율 정합제는 액상이어도, 겔상이어도, 필름 형상이어도 좋고, 비정질의 투명수지를 사용할 수도 있다. 굴절율 정합제의 굴절율은 목적에 따라 광섬유 및 광학부품의 등가(等價) 굴절율을 고려하여 결정된다. 구체적으로는, 광섬유 및 광학부품 양쪽의 등가 굴절율 사이의 값의 굴절율의 굴절율 정합제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이 광학부품 끝 형상을 비스듬히 잘라낸 구조를 채용한 경우에는, 광섬유의 등가 굴절율의 값과 동등한 굴절율의 굴절율 정합제를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명에서의 맞댐 구조는 광학부품 단면이 그 기능을 겸용해도 좋고, 광학부품 단면과는 다른 위치에 광섬유가 맞대어지도록 설치해도 좋다. 광학부품이 광학렌즈의 경우에는, 광섬유와 광축이 만나도록 배치하고, 렌즈의 초점거리, 양쪽의 NA를 고려하고, 각각의 단면적, 광섬유 맞댐 구조의 위치 등을 적절하게 조정하여 둘 필요가 있다.

또한, 본 발명에서의 광섬유 지지홈은 단면이 V자형, 역사다리꼴형 및 요(凹)자형 중 어느 것이며, 광섬유와 광섬유 지지홈이 2직선으로 접하고, 광섬유와 압압체와는 점접촉하는 것이 바람직하다. 도 1은 V자형의 광섬유 지지홈을 사용한 예이며, 도 10은 역사다리꼴형의 광섬유 지지홈을 사용한 예이며, 도 11은 요자형의 광섬유 지지홈을 사용한 예이다. 도면 중에서, 접촉점 및 접촉선을 흑색원 및 굵은 파선으로 나타냈다. 광섬유에 직교하여 배치된 압압체에 의한 접촉점과, 광섬유를 끼워서 대향하는 측에, 광섬유 지지홈과 광섬유와의 2개의 접촉선에 의해, 광섬유의 단면에 있어서, 3점 지지가 형성되므로, 고정밀도의 위치 맞춤을 실현할 수 있다. 이들 중에서도, 본 발명에서의 광섬유 지지홈으로서는, V자형 단면을 갖는 광섬유 지지홈이 더 바람직하고, 특히, 광섬유 지지홈이 실리콘의 이방성 에칭(etching)을 사용한 실리콘 V홈인 경우가, 간단하게 고정밀도의 V 홈을 광도파로 등과 고정밀도로 위치 맞춰서 제조할 수 있기 때문에 가장 바람직하다.

본 발명에서의 광섬유는 코어와 클래드의 주위를 수지로 피복한 것이지만, 광학부재와 접하는 단부에 대하여는 수지를 제거하고 있다. 또한, 본 발명에서의 광섬유는 단심(單心)의 광섬유에 한정되지 않고, 광섬유를 복수개 테이프(tape)화한 테이프 심선(心線) 등이라도 좋고, 한번에 접속되는 광섬유의 수량에 제한은 없다. 테이프 심선을 사용한 경우의 광학접속구조를 도 12 및 13에 나타냈다. 도 12는 4개의 광섬유에 의한 테이프 심선을 V자형의 광섬유 지지홈에 적용한 예이며, 도 13은 4개의 광섬유에 의한 테이프 심선을 역사다리꼴형의 광섬유 지지홈에 적용한 예이다. 본 발명의 광학접속구조는 광섬유와 광학부재와의 고정밀도의 접속을 가능하게 하는 것이기 때문에 본 발명에서의 광섬유로서는, 코어가 극히 미세한 석영제의 광섬유가 적합하게 사용된다. 또한, 광섬유에서의 굴절율 분포는 스텝(step) 분포나 그레이테드(grated) 분포 등, 사용 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 광섬유와 광학부재를 보다 고정밀도로 접속하기 위하여, 패키지 부재 및 압압체 지지부재를 더 구비하고, 이들에 의해 상기 광학접속구조를 협지하는 구성이 바람직하다. 또한, 이들의 패키지 부재 및 압압체 지지부재는 관통구멍(H1, H2)이 형성되고, 이들의 관통구멍에 지지봉(P)을 삽입함으로써, 일체화되어 있는 것이 더 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 더 고정밀도로 광섬유와 광학부재를 접속할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 압압체 지지부재에 형성된 관통구멍(H2)의 내경이 지지봉(P)의 외경보다 크고, 압압체 지지부재가 지지봉 축방향에 대하여 수직(상하 좌우)방향으로 가동하게 이루어진 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 패키지 부재는 지지봉에 의해 고정되지만, 압압체 지지부재는 패키지 부재에 반고정되어 있는 상태로 된다. 그 때문에, 압압체 지지부재가 가동하게 되고, 압압체에 소정의 위치의 자유도와 회전의 자유도가 주어져, 상술한 굴림대의 작용을 적합하게 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 광섬유 삽입시에 광섬유의 상하 위치에 따라서, 적절하게 압압체가 상하 이동함으로써, 압압체가 자기 가이드로서의 기능도 발휘할 수 있고, 나아가서는, 과잉으로 압압체 지지부재를 밀어 내리는 것을 방지하여, 과잉의 압압이 광섬유에 걸리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 패키지 부재와 압압체 지지부재가, 적층한 상태로 클립 형상 부재에 의해 협지되어, 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따르면, 광섬유와 광학부재와의 접속을 보다 확실하게 할 수 있다. 또한, 클립 형상 부재를 착탈 가능하게 하거나, 쐐기 형상 지그(jig) 등을 이용하여 압압지지부재에의 압압을 제어함으로써, 광섬유의 삽입과 빼기를 부드럽게 할 수 있다. 예를 들면, 클립 형상 부재를 탈착함으로써 압압지지부재에의 압압을 개방 또는 경감한 상태에서, 광섬유를 삽입하여 광축방향으로 이동시킴으로써, 광학부재 끝에 맞대고, 그 후, 클립 형상 부재를 장착함으로써, 압압지지부재를 압압하고, 압압체를 통하여 광섬유를 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압착할 수 있다. 이렇게 함으로써, 광섬유가 용이하게는 빠지지 않도록 지지 고정할 수 있다. 그 후, 필요에 따라, 클립 형상 부재를 다시 탈착함으로써, 용이하게 광섬유를 광축방향으로 이동시켜, 빼낼 수 있다.

본 발명의 압압체 지지부재(7)는 광섬유(1)의 삽입과 뺄 때에는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 위쪽으로 최대한 이동한 상태로 배치되고, 광섬유(1)가 광섬유 맞댐 구조(11)까지 삽입된 때는 도 15에 도시하는 바와 같이, 클립 형상 부재(12)에 의해 압압되어, 아래쪽으로 이동하면서 조금 휘어, 압압체(4)에 압압력을 전달하고, 광섬유(1)를 광섬유 지지홈(2)의 바닥방향으로 압압하여, 위치 결정 고정할 수 있도록 기능한다.

또한, 본 발명에서의 압압체 지지부재는 압압체 지지부재와 클립 형상 부재와의 접점을 면접촉으로 할 수 있다. 즉, 도 14에 나타낸 바와 같이, 압압체 지지부재가 위쪽으로 최대한 이동한 상태에서는, 압압체 지지부재는 패키지 부재로부터 압압되어야 할 접촉면 부분이 돌출한 구조로 할 수 있다. 이 압압체 지지부재의 돌출한 구조를, 도 15에 나타낸 바와 같이, 클립 형상 부재에 의해 압압함으로써, 압압체 지지부재가 소정의 자유도의 범위에서 이동하고, 클립 형상 부재에 의한 압압력의 전달이 가능하게 된다.

광섬유에 걸리는 압압력은 클립 형상 부재의 탄성력뿐만 아니라, 상술한 바와 같은 돌출 높이, 압압체 지지부재의 탄성율, 길이, 폭, 두께 등의 형상에 의존하는 휨량, 패키지 부재의 변형량 등에 따라 최적으로 설계되어야 하며, 특히, 압압체 지지부재의 형상은 압압체 지지부재에 사용하는 재질이나 길이 등 재료역학적 설계에 의해 선택할 수 있다. 예를 들면, 압압체 지지부재의 휨량이 큰 경우에서는, 돌출 높이가 낮은 경우를 고려하면 클립 형상 부재는 패키지 부재 상면과 압압체 지지부재의 상면이 동일 높이가 될 때까지, 압압체 지지부재를 변형시키는 것으로 된다. 그 때문에, 클립 형상 부재의 용수철 힘이 일정치 않더라도, 압압체 지지부재의 변형량은 거의 일정하게 할 수 있다. 따라서, 클립 형상 부재의 용수철 힘을 고정밀도로 할 필요가 없어져, 저비용화할 수 있음과 아울러, 용수철의 균형이 잡힌 위치 형상의 변동에 의해, 압압력이 변동하는 경우가 없어 적합하다. 또한, 압압체 지지부재의 돌출 높이를 적정하게 해 두면, 과잉의 압압을 광섬유에 전달하여 광섬유를 파손하거나, 응력 기인의 광학특성의 열화를 초래하거나 하는 것을 피할 수 있다.

압압체 지지부재와 클립 형상 부재와의 접촉 면적은 압압체 지지부재의 상면의 구조에 의해 제어할 수 있다. 즉, 도 2 및 3에 도시하는 바와 같은 형상이나, 도 14 및 15에 도시하는 바와 같은 형상으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에서의 압압체 지지부재는 도 16 및 17에 도시하는 바와 같이, 상면을 곡면으로 하거나 철부(凸部)를 형성하거나 함으로써, 클립 형상 부재로부터 압압체 지지부재에의 압압력을 선접촉 혹은 점접촉에 의해 전달시킬 수 있다. 마찬가지로, 도 18 및 19에 도시하는 바와 같이, 클립 형상 부재의 하면의 형상을 곡면으로 하거나 철부를 형성하거나 함으로써도, 같은 압압력 전달 구조를 실현할 수 있다.

상술한 바와 같이, 압압체 지지부재 또는 클립 형상 부재의 형상을 곡면 등으로 함으로써, 클립 형상 부재로부터 압압체 지지부재에의 압압력을 선접촉 또는 점접촉에 의해 전달시키는 구조로 하는 것으로, 압압체 지지부재는 상기 접촉 부위를 지점으로 한 시소(seesaw)와 같은 움직임을 통하여, 압압체에의 압압력을 자동적으로 균등화하는 기능을 가지므로 적합하다. 특히, 양측의 광섬유의 설치 개수가 다른 경우 등에, 압압력의 균등 분산의 기능은 유효하다.

도 20 및 21에 도시하는 바와 같이, 양측의 광섬유의 설치 개수가 다른 경우이어도, 각각의 광섬유에의 압압력을 적정하게 하기 위해서는, 압압체 지지부재의 좌우의 보(beam) 부분의 길이, 두께, 폭을 적절하게 비대칭으로 함으로써 실현할 수 있다. 이 경우에는, 양측의 광섬유 설치 개수마다 압압체 지지부재의 형상을 다르게 한 것을 준비할 필요가 있지만, 상술한 시소 기능을 이용하면, 다른 광섬유 설치 개수비의 광도파로 등에 대하여, 공통의 압압체 지지부재를 이용할 수 있으므로, 품종의 버라이어티(variety)를 적게 할 수 있어 적합하다. 시소 기능과 비대칭구조의 압압체 지지부재의 양쪽을 적용하는 것도 가능하다.

압압체가 양측에 1개씩 합계 2개 배치되어 있는 경우에는, 압압체 지지부재와 클립 형상 부재의 접점과, 압압체 지지부재와 압압체의 접점(2개소)의 3점 지지에 의해, 적절한 압압을 실현할 수 있다. 한편, 압압체가 양측에 2개씩 합계 4개 배치되어 있는 경우에는, 압압체 지지부재는 합계 5점에서 응력 전달하도록 이루어져 있다.

또한, 본 발명에서의 압압체 지지부재는 관통구멍(H2)의 단면구조가 원형인 형태가 가공성, 움직이기 쉬움 등의 점에서 바람직하지만, 도 22에 도시한 바와 같은 타원형 등 다른 형태이어도 좋다.

또한, 본 발명에서의 지지봉(P)은 단면형상이 원형인 형태가 가공성, 움직이기 쉬움 등의 점에서 바람직하지만, 도 23 및 24에 도시한 바와 같은 타원형, 삼각형, 4각형 등의 다각형이어도 좋다. 어느 쪽의 경우라도, 광섬유 삽입과 뺄 때의 압압체에의 약한 구속력을 주기 위한 지점으로서 작용하는 구조로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 광섬유 지지홈과 지지봉과는 패키지 부재를 통하여 상대적인 위치 관계가 고정되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 클립 형상 부재를 빼거나, 또는 특허문헌 8과 같은 공지의 방법에 의해 압압력을 개방할지 등의 방법에 의해, 광섬유를 삽입하고 빼낼 때는 도 14에 도시한 바와 같이 압압체 지지부재가 그 가동범위의 상한까지 이동하였을 때에, 압압체 지지부재는 선접촉 부위를 지점으로 하여 시소 형상으로 가동하게 이루어짐으로써, 삽입되는 광섬유의 위쪽으로의 부상(浮上)을 적정하게 보정하도록 약한 구속력을 줄 수 있다. 이 때문에, 수작업과 같은 거친 정밀도에서의 광섬유 삽입의 경우라도, 광섬유 선단의 위치를 자동적으로 적절한 광섬유 지지홈 방향으로 안내하는 기능을 가지므로 적합하다.

또한, 본 발명의 광학접속구조를 사용한 패키지로 구성하는 경우에, 상술한 광섬유의 가동구조는 패키지 재료와 광도파로 기판재료 등 광학부재를 구성하는 재료와의 다름에 기인하여 생기는 열팽창계수차에 의한 내부 응력에 의해, 광섬유 선단이 이동하여 손실을 증대시키거나, 광섬유 단면을 파손시킬 염려를 경감할 수 있기 때문에 바람직하다. 종래, 광섬유를 접속한 광 모듈에서는, 패키지 재료로서 유리나 실리콘 등의 무기(無機)기판을 사용하는 것이 많은 광도파로 기판과 선열팽창계수가 거의 같은 재료를 채용하는 등의 연구가 되어 왔다. 이 때문에, 패키지 재료의 선택이 좁아져, 패키지가 고가로 될 뿐만 아니라, 간단한 패키지의 실현을 저해하고 있었다.

또한, 본 발명에서의 패키지 부재 및 압압체 지지부재는 여러 가지 재료에 의해 형성하는 것이 가능하지만, 경량화, 부품수 삭감의 관점에서, 플라스틱 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 내열성의 관점에서, PPS(폴리페닐렌설파이드), PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등의 선팽창계수가 작은 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 일체의 압압지지부재가 광학부재의 양단의 광섬유에 대한 압압체의 압압을 겸용하는, 시소 형상의 양편 외팔보 형상의 구조로 함으로써, 보의 비틀림에 의해, 복수의 압압체 중 광학부재에 가까운 측에 의해 큰 압압을 가하는 것이 가능하게 되고, 광섬유 선단에서의 위치 정밀도를 향상시키는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 압압체의 직경의 편차의 영향이 완화되므로, 압압체 자신의 요구 치수정밀도를 관대하게 할 수 있으므로, 부품 비용을 저감할 수 있어 적합하다.

또한, 본 발명의 광학접속구조에 있어서는, 광섬유와 광학부재와의 접속을 보다 확실하게 하기 위하여, 도 25(a)에 도시하는 바와 같이, 광섬유(1)가 접착제(13)에 의해 패키지 부재(6)에 고정되어 있는 것이 바람직하고, 나아가서는, 도 25(b)에 도시하는 바와 같이, 패키지 부재(6)의 양단부에 접착제(13)를 도포하는 졀결부(14)를 구비한 구성인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명에서의 패키지 부재(6)에는, 도 25(c)에 도시하는 바와 같이, 양단부에 구멍(15)을 갖는 절결부(14)가 형성되고, 이 구멍(15)에 돌기를 갖는 고정부재(16)를 삽입함으로써, 광섬유를 위치 결정하여, 압압 고정하는 구성이 바람직하다. 또한, 도 25(d)에 도시하는 바와 같이, 본 발명에서의 패키지 부재(6)에는, 양단부에 캠기구(17)가 설치되어, 이 캠기구(17)가 광섬유(1)를 압압 고정하는 구성이 바람직하다.

또한, 본 발명의 광학접속구조는 광섬유와 광섬유 지지홈, 패키지 부재를 항구적으로 접착하여 광 모듈로서 이용할 수도 있다. 이러한 경우에는, 클립 형상 부재를 떼어내서, 압압력을 개방하는 것도 가능하다. 이렇게 하면 압압력에 기인하는 광학특성의 변동을 억제할 수 있다. 다만, 접착제, 패키지 부재, 광학부재 등의 재질이 다른 경우는, 구조에 따라서는 재질 간의 열팽창계수차에 기인하여 환경온도, 환경습도 등의 영향을 받고, 반대로 접속 손실이 변동할 경우도 있으므로, 그 정도를 확인한 후에, 클립 형상 부재의 착탈 가부(可否)를 종합 판단해야 한다.

또한, 본 발명의 광학접속방법의 바람직한 실시의 형태는 양 외단부에 광섬유의 맞댐 구조를 설치한 광섬유 지지홈을 갖고 상기 맞댐 구조의 내측부에 광학부품이 배설된 광학부재와, 외단면이 원형인 압압체와, 상기 압압체와 상기 광학부재를 협지하도록 압압체 지지부재 및 패키지 부재를 구비하고, 상기 압압체는 상기 광섬유 지지홈에 직교하여 배설된 것을 특징으로 하는 광학접속 전구 구조체에 광섬유를 광학 접속하는 방법으로서, 상기 광섬유의 상면을 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하면서, 상기 광섬유를 상기 광섬유 지지홈을 따라 상기 광섬유의 축방향으로 이동시키고, 상기 광섬유를 상기 맞댐 구조까지 삽입시키는 공정과, 클립 형상 부재에 의해 상기 패키지 부재 및 상기 압압체 지지부재를 협지함으로써 상기 압압체에의 압압력을 더 높이는 공정을 갖고 있다.

본 발명의 광학접속방법에 따르면, 특히 광부품이 광도파로의 경우 등에 종래 광섬유 피그테일형의 광섬유 모듈의 패키지를 실현할 때에, 광섬유를 투과한 광신호를 광접속구조를 통하여 출력된 모니터 광을 측정하면서 최적의 광섬유 실장 위치를 탐색하여 고정하는 액티브(active) 실장이라고 하는 손이 많이 가는 광섬유 실장공정을 생략하여, 패시브(passive) 실장을 실현할 수 있다.

패시브 실장 자체는 종래부터 특허문헌 3에 개시된 바와 같은 광섬유 지지홈을 갖는 광도파로 기판을 사용함으로써, 도 26에 도시하는 바와 같이 실현할 수 있었다. 이 경우에는, 글래스 리드 등 고정밀도 부품이 필요하므로, 보통 광섬유를 광섬유 지지홈 위에 배치할 때에 현미경 등의 설비에 의해 관찰하면서 실시할 필요가 있어, 설비 비용이 들고, 실장에 시간을 요하는 문제가 있었다. 그래서, 본 발명의 광학접속방법에서는, 도 27에 도시한 바와 같이, 광섬유는 광섬유 지지홈에 대하여 위쪽에서가 아니라, 광섬유의 축방향에서 광섬유 지지홈과 압압체와의 구조에 의해 안내되면서 삽입되므로, 반드시 광섬유의 선단을 현미경 등으로 관찰하면서 실장할 필요가 없고, 실장 비용을 저감하여 제조 비용을 저비용화할 수 있을 뿐만 아니라, 광섬유망의 공사 현장 등에 있어서, 현장조립에 의해 광섬유와 광도파로부품 등과의 접속을 할 수 있다. 지금까지, 메커니컬 스프라이스라고 불리는 방법에 의해, 광섬유끼리를 현장에서 접속 고정하여 왔던 방법과 마찬가지로 하여, 광도파로 부품이 현장조립 가능하게 된다.

실시예

다음으로, 본 발명의 광학접속구조에 대하여, 실시예를 이용하여 더 상세히 설명한다.

1. 광학접속구조의 제작

く실시예 1>

4×4×40mm의 PEEK(폴리에테르에테르케톤)제의 패키지 부재의 4×40mm의 일면에, 폭 1.1mm×길이 10mm×깊이 2mm의 광섬유 수용용 홈, 폭 1.5mm×길이 20.Omm×깊이 3mm의 V홈부착 광도파로 수용용 홈 및 폭 0.3mm×길이 10mm×깊이 2mm의 광섬유 수용용 홈을 순서대로 직렬로 형성하였다. 이어서, 이 V홈부착 광도파로 수용용 홈에 V홈부착 광도파로를 수용하였을 때에, V홈 위에서 V홈과 직교하고, 또한 V홈부착 광도파로의 V홈을 갖는 영역의 상면이 압압체 수용홈의 저면으로 되도록, 폭 1.5mm×길이 3mm×깊이 2mm의 압압체 수용용 홈을 형성하였다.

다음으로, V홈부착 광도파로 수용용 홈내에, 양단에 길이 2mm의 V홈을 일체화한 2분기의 광도파로를 삽입하였다. 그 후, 압압체 수용용 홈내에, 직경 0.7mm, 길이 2.5mm의 스테인레스제 압압체를 2개씩 합계 4개 배치하였다. 그리고, 스테인레스제 압압체를 재치한 V홈부착 광도파로의 위쪽으로부터, 스테인레스제 압압체를 지지하도록 PEEK제의 압압체 지지부재를 배치하였다.

그 후, 단심 광섬유

와 4심의 테이프 심선

를 준비하였다. 단심 광섬유

는 외경 125미크론(micron)의 석영의 광섬유 소선(素線)의 주위를 수지로 피복하여 외경 250미크론으로 한 것이다. 또한, 석영의 광섬유 소선은 석영의 코어와 석영의 클래드로 구성되어 있다. 4심의 테이프 심선

는 단심 광섬유

와 동일한 단심 광섬유

1,

2,

3,

4를 정렬시켜서 편면(片面)을 수지로 피복한 것이다. 이 단심 광섬유

와 4심의 테이프 심선

각각에 대하여, 선단의 수지를 핫 스트리퍼(hot stripper)로 제거하여, 석영의 광섬유 소선을 노출시켜, 노출한 부분이 9mm로 되도록 잘라냈다.

그리고, 단심 광섬유

를 분기원측의 V홈 내에 삽입하여 스테인레스제 압압체에 도달하였을 때, 이 압압체를 들어올리면서, 압압체 저부와 V홈과의 틈에 단심 광섬유

를 잠입시켜 더 삽입하여, 광도파로에 맞대고, 광섬유와 광도파로를 위치맞추어 접속하였다. 또한, 4심의 테이프 심선

도 마찬가지로, 4심 동시에 분기 선측의 V홈내에 삽입하여 스테인레스제 압압체에 도달하였을 때, 이 압압체를 들어올리면서, 압압체 저부와 V홈과의 틈에 단심 광섬유

를 잠입시켜 더 삽입하여, 광도파로에 맞대고, 광섬유와 광도파로를 위치맞추어 접속하였다. 또한, 실시예 1에 있어서는, 중심의 2개(

2,

3)는 더미 섬유(dummy fiber)로 하였다. 그 후, 스테인레스제의 클립 형상 부재에 의해 압압체 지지부재와 패키지 부재 저면을 끼우도록 누르고, 이어서, 패키지 부재의 양단에 있어서, 단심 광섬유

및 테이프 심선

를 UV접착제에 의해 접착하고 고정하여, 실시예 1의 광학접속구조를 제작하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1의 광학접속구조의 제조에 있어서, 패키지 부재의 중앙에 직경0.7mm의 관통구멍(H1)을 형성하고, 압압체 지지부재의 중앙에 직경 0.75mm의 관통구멍(H2)을 형성하고, 패키지 부재, 광도파로, 압압체 및 압압체 지지부재를 미리 조합하고, 그 후, 관통구멍(H1, H2)에, 길이 4mm, 직경 0.7mm의 스테인레스제의 지지봉을 삽입하고, 광학접속구조를 일체화한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2의 광학접속구조를 제작하였다.

<실시예 3>

V홈부착 광도파로 기판수용 홈 및 광섬유 수용용 홈의 치수를, 각각 폭 0.9mm×길이 8.2mm×깊이 2.Omm 및 폭 0.5mm×길이 15.9mm×깊이 1.8mm로 하고, 하기의 V홈부착 광도파로, 압압체 및 광섬유를 사용하고, 또한, 클립 형상 부재에 의해 압압체 지지부재와 패키지 부재 저면을 끼운 후, 접착제에 의한 광섬유의 접착을 행하지 않고, 광도파로 단부에 매칭 오일을 적하(滴下)한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 실시예 3의 광학접속구조를 제작하였다.

V홈부착 광도파로로서는, 도 28에 나타낸 2분기 스플리터(splitter)를 사용하였다. 이 스플리터는 1채널(channel)측이 1dB이하의 저손실(도 28의 오른쪽 위의 포트(port)), 2채널측이 모니터용(도 28의 오른쪽 아래의 포트)으로 45dB정도의 큰 손실을 나타내도록 설계되어 있다. 압압체로서는, 직경 0.5mm×길이 2.5mm의 스테인레스제 원주체(圓柱體)를 광도파로 양단의 각 광섬유용에 2개씩 합계 4개 배치하였다. 광섬유로서는, 단심 광섬유

를 합계 3개 이용하여 광도파로의 각 포트에 삽입하였다. 그 때, 2개의 광섬유를 삽입하는 측(도 28의 오른쪽)에서는, 도 29에 도시하는 바와 같이 패키지 부재의 광섬유 수용용 홈에 2개의 포트용 V홈 사이를 분리하도록 격벽(22)을 형성하였다.

<실시예 4>

V홈부착 광도파로 기판수용 홈 및 광섬유 수용용 홈의 치수를, 각각 폭 1.2mm×길이 12.4mm×깊이 2.8mm 및 폭 2.1mm×길이 13.8mm×깊이 1.8mm로 하고, 하기의 V홈부착 광도파로, 압압체 및 광섬유를 사용한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여, 실시예 4의 광학접속구조를 제작하였다.

V홈부착 광도파로로서는, 도 30에 나타낸 4분기 스플리터(등분기)를 사용하였다. 압압체로서는, 직경 0.5mm×길이 2.5mm의 스테인레스제 원주체를 광도파로 양단의 각 광섬유용에 2개씩 합계 4개 배치하였다. 광섬유로서는, 3심의 테이프 심선

와 4심의 테이프 심선

를 사용하고, 각각 도 30의 좌측과 우측의 V홈부에 삽입하였다. 또한, 3심의 테이프 심선

는 단심 광섬유

와 동일한 단심 광섬유

1,

2,

3를 정렬시켜서 편면을 수지로 피복한 것이며, 실시예 4에 있어서는, 외측의 2개(

1,

3)는 더미 섬유로 하였다.

<비교예 1>

상기 실시예 1의 광학접속구조의 제조에 있어서, 스테인레스제 압압체를 사용하지 않은 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도 26에 도시한 바와 같은 종래 구조의 광섬유 실장을 행하여, 비교예 1의 광학접속구조를 제작하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 3의 광학접속구조의 제조에 있어서, 스테인레스제 압압체를 사용하지 않은 것 이외는 실시예 3과 마찬가지로 하여, 도 26에 도시한 바와 같은 종래 구조의 광섬유 실장을 행하여, 비교예 2의 광학접속구조를 제작하였다.

<비교예 3>

상기 실시예4의 광학접속구조의 제조에 있어서, 스테인레스제 압압체를 사용하지 않은 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 하여, 도 26에 도시한 바와 같은 종래 구조의 광섬유 실장을 행하여, 비교예 3의 광학접속구조를 제작하였다.

2. 평가

상기한 바와 같이 하여 제작한 실시예 1 및 2와 비교예 1의 광학접속구조에 대하여, 단심 광섬유끼리의 융착 접속을 기준으로 하여 삽입 손실 및 반사 감쇠량을 비교하였다. 측정 파장은 1550nm로 하였다. 그 결과, 실시예 1 및 2에서는, 단심 광섬유

와 단심 광섬유

1과의 접속의 삽입 손실이 35dB, 단심 광섬유

와 단심 광섬유

4와의 접속의 삽입 손실이 38dB이며, 한편, 비교예 1에서는, 단심 광섬유

와 단심 광섬유

1과의 접속의 삽입 손실이 4.1dB, 단심 광섬유

와 단심 광섬유

4와의 접속의 삽입 손실이 5.OdB이었다. 이 결과로부터, 본 발명의 광학접속구조는 극히 뛰어난 광학접속구조임을 나타냈다. 또한, 이 삽입 손실의 값은 작으면 작을수록 바람직하지만, 2개로 분기할 때에는 이상값이라도 3.OdB로 되는 값이며, 과잉손실로서는, 0.8dB이하가 좋은 성능을 나타냈다.

다음으로, 실시예 3 및 비교예 2의 광학접속구조에 대하여, 클립 형상 부재를 탈착한 후, 광섬유를 빼냈다. 그리고, 광섬유를 다시 삽입하고, 클립 형상 부재를 장착하여, 1채널측의 삽입 손실 및 반사 감쇠량을 측정하였다. 측정 파장은 1550nm로 하였다. 이 광섬유의 삽입과 빼기를 5회 반복하여, 각자의 삽입 손실 및 반사 감쇠량을 측정하였다. 삽입 손실의 측정 결과를 도 31에, 또한, 반사 감쇠량의 측정 결과를 도 32에 나타냈다. 또한, 각 도면에 있어서는, 같은 구성으로 3개의 광도파로 기판을 사용한 결과를 각각 나타냈다. 이들의 결과로부터, 본 발명의 광학접속구조는 5회의 삽입과 빼기에 의해도 변동이 없는, 매우 양호한 재현성을 얻을 수 있음을 나타냈다. 한편, 비교예 2의 광학접속구조에서의 삽입 손실은 상술한 바와 같이 1.OdB 이하이었다. 실시예 3에서 평가한 본 발명의 광학접속구조의 삽입 손실(도 31)이 0.9dB 이하이었던 것을 생각하면, 본 발명의 광학접속구조에 있어서도, 광도파로의 성능을 종래법의 광섬유 실장과 동등 이상으로 인출할 수 있다고 할 수 있다. 본 발명의 광학접속구조의 제조는 극히 간단하므로, 종래형의 패키지 구조를 치환하는 용도에 있어서도 본 발명의 광학접속구조를 이용할 수 있음을 나타냈다.

또한, 실시예 4 및 비교예 3의 광학접속구조에 대하여, 단심 광섬유끼리의 융착 접속을 기준으로 하여 삽입 손실을 비교하였다. 측정 파장은 1550nm로 하였다. 그 결과, 4채널의 각각의 삽입 손실은 7.3dB, 6.6dB, 7.8dB, 7.5dB, 평균 7.3dB이며, 최대손실과 최저손실의 포트 간의 손실차인 균일성은 1.1dB로 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 실시예 4의 광학접속구조에 있어서는, 단심의 심선을 삽입할 때에 비하여, 테이프 심선을 사용한 경우 쪽이 광섬유의 삽입이 부드럽게 할 수 있었다. 이는 단심의 광섬유를 사용한 경우에는, 압압체가 조금 기울어짐으로써, y방향뿐만 아니라 x방향으로도 얼마 안 되는 힘이 미치기 때문에, 광섬유의 삽입이 부드럽지 않았다고 생각된다. 한편, 비교예 3의 광학접속구조에서의 삽입 손실은 7.8dB 이하이었다. 실시예 4에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 광학접속구조에서는, 4분기의 이론 손실이 약 6dB에 상당하는 것을 고려하면, 과잉손실이 1.5dB 이하이며, 매우 양호하게 실용할 가치가 있는 저손실을 나타냈다고 할 수 있다.

Claims

광섬유와, 외단면(外端面)이 원형인 압압체(押壓體)와, 광학부재를 갖는 광학접속구조로서,
상기 광학부재는 광학부품과 광섬유 맞댐 구조와 광섬유 지지홈을 구비하고 있고,
상기 광섬유 맞댐 구조는 상기 광학부품과 상기 광섬유 지지홈 사이에 위치하고 있고,
상기 광섬유는 상기 광섬유 지지홈을 따라 상기 광섬유 맞댐 구조에 맞대어질 때까지 삽입되어 있고,
상기 압압체는 상기 광섬유 지지홈에 직교하여 배설(配設)되어, 상기 광섬유의 상면을 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하고, 이에 의해, 상기 광섬유와 상기 광학부품이 광학적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
광섬유와, 양 외단부(外端部)에 상기 광섬유의 맞댐 구조를 설치한 광섬유 지지홈을 갖고 상기 맞댐 구조의 내측부에 광학부품이 배설된 광학부재와, 외단면이 원형인 압압체를 구비하고,
상기 광섬유는 상기 광섬유 지지홈을 따라 상기 맞댐 구조에 맞대어질 때까지 삽입되어 있고,
상기 압압체는 상기 광섬유 지지홈에 직교하여 배치되어, 상기 광섬유의 상면을 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하고, 이에 의해, 상기 광섬유와 상기 광학부품이 광학적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광섬유 지지홈은 단면이 V자형, 역사다리꼴형 및 요(凹)자형 중 어느 것이며,
상기 광섬유와 상기 광섬유 지지홈이 2직선에서 접하고, 상기 광섬유와 상기 압압체가 점접촉하는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학부품은 광도파로, 광학렌즈, 광학결정 및 광학필터 중에서 선택되는 적어도 하나 이상을 조합시킨 광학부품인 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학부재에는, 상기 광섬유와 상기 광학부품과의 광입출력부에서 틈을 갖도록 광섬유 맞댐 구조가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광섬유와 상기 광학부품과의 틈에, 액상, 겔(gel)상 또는 비정질의 고체로 이루어지는 굴절율 정합제(整合劑)가 개재하는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광섬유는 상기 압압체에 의해 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압되지 않을 때에는, 상기 광섬유 지지홈 위를 상기 광섬유의 축방향으로 가동하게 이루어진 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 압압체는 복수개 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제1항 또는 제2항에 있어서,
패키지 부재 및 압압체 지지부재를 더 구비하고, 상기 패키지 부재 및 압압체 지지부재는 상기 광학접속구조를 협지하고 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제9항에 있어서,
상기 패키지 부재 및 상기 압압체 지지부재는 플라스틱 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제9항에 있어서,
상기 패키지 부재 및 압압체 지지부재는 관통구멍을 갖고, 상기 관통구멍에 지지봉를 삽입함으로써, 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제9항에 있어서,
상기 관통구멍의 내경이 지지봉의 외경보다 크고, 압압체 지지부재가 지지봉 축방향에 대하여 수직(상하 좌우)방향으로 가동하게 이루어진 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패키지 부재 및 상기 압압체 지지부재는 클립(clip) 형상 부재에 의해 협지되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광섬유는 접착제에 의해 상기 패키지 부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제14항에 있어서,
상기 패키지 부재는 양단부에 접착제를 도포하는 절결부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패키지 부재는 양단부에 구멍을 갖는 절결부를 구비하고, 돌기를 갖는 고정부재를 상기 구멍에 삽입함으로써, 상기 광섬유를 위치 결정하여, 압압 고정하는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패키지 부재는 양단부에 캠기구를 갖고, 상기 캠기구는 상기 광섬유를 압압 고정하는 것을 특징으로 하는 광학접속구조.
양 외단부에 광섬유의 맞댐 구조를 설치한 광섬유 지지홈을 갖고 상기 맞댐 구조의 내측부에 광학부품이 배설된 광학부재와, 외단면이 원형인 압압체와, 상기 압압체와 상기 광학부재를 협지하도록 압압체 지지부재 및 패키지 부재를 구비하고, 상기 압압체는 상기 광섬유 지지홈에 직교하여 배설된 광학접속 전구(前驅) 구조체에 광섬유를 광학 접속하는 방법으로서,
상기 광섬유의 상면을 상기 광섬유 지지홈의 바닥방향으로 압압하면서, 상기 광섬유를 상기 광섬유 지지홈을 따라 상기 광섬유의 축방향으로 이동시키고, 상기 광섬유를 상기 맞댐 구조까지 삽입시키는 공정과,
클립 형상 부재에 의해 상기 패키지 부재 및 상기 압압체 지지부재를 협지함으로써 상기 압압체에의 압압력을 더 높이는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 광학접속방법.