JP2004302425A - 光ファイバアレイおよびその製造方法、光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 ピッチが変換された光ファイバの破損を防止し、信頼性の向上を図る。
【解決手段】 第１のピッチＰ１で配列された複数の光ファイバを保持する第１の保持部１６と、複数の光ファイバ１１を第１のピッチＰ１と異なる第２のピッチＰ２に配列して保持する第２の保持部１７と、第１の保持部１６と第２の保持部１７との間に位置し、複数の光ファイバ１１に非接触で第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に変換するための空間部１８とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の光ファイバのピッチを変換して保持するための光ファイバアレイおよびその製造方法、光デバイスに関する。

従来、光ファイバを用いた光通信では、例えば情報伝送路である光路を切り替えるための光スイッチや、光路を伝送する光の光量を減衰させるための光アッテネータ、光を合分波するための導波路等の光ファイバアレイを用いた様々な光デバイスが用いられている。

近年、この種の光デバイスでは、小型化、高密度化が図られており、収容される光ファイバの芯数も２，４，８，１６，３２本と順次に増加している。一般的に、光ファイバは、クラッド径が１２５μｍ、被覆径が２５０μｍであるため、これらの光ファイバの光軸を互いに平行に一列に配列させた場合、被覆径に合わせて２５０μｍピッチで配列されている。

また、光デバイスには、複数の光ファイバが光軸を互いに平行に一列に配列され、被覆材によって一体に被覆されて形成されたテープ型光ファイバが用いられている。このテープ型光ファイバは、各光ファイバが２５０μｍピッチで配列されている。

ところで、光デバイスは、小型化、高密度実装化を実現するため、２５０μｍピッチよりも小さいピッチで配列することが要求されている。また、光ファイバアレイの各光ファイバの先端にレンズを取り付けた光コリメータを使用した複数の入出力ポートを備える光スイッチでは、光の損失を均一にするために、各ポートの光出射する光ファイバ端面と光入射する光ファイバ端面との間の距離を等しく、すなわちビームウェイストを光路の中心に位置させる必要があり、光路を構成するミラー等の光学素子の位置に応じて、各光ファイバのピッチ方向の調整による光路長の等長化が必要となる。

図２８に示すように、従来のテープ型光ファイバ１１０は、被覆材が除去された複数の光ファイバ１１１が、ピッチ変換部１１５によって第１のピッチＰ３よりも小さい第２のピッチＰ４に変換されている（例えば、特許文献１参照。）。ピッチ変換部１１５は、各光ファイバ１１１が挿入される挿入口１１６と、この挿入口１１６から挿入された各光ファイバ１１１を規制して第２のピッチＰ４に変換するガイド壁１１７とを有している。そして、各光ファイバ１１１は、各ガイド壁１１７間に沿って進入することによって、ピッチが変換されて、各ガイド壁１１７間に充填された接着材（不図示）によって固定されている。

また、従来の光ファイバアレイは、図２９に示すように、被覆材が除去された複数の光ファイバ１１１が、ファイバ保持基板１２０に設けられたピッチ変換部１２２によって第１のピッチＰ３よりも小さい第２のピッチＰ４に変換されている（例えば、特許文献１参照。）。

ファイバ保持基板１２０は、テープ型光ファイバ１１０を保持する第１の保持部１２１と、各光ファイバ１１１を規制して第２のピッチＰ４に変換するピッチ変換部１２２と、各光ファイバ１１１を第２のピッチＰ４で保持する保持溝１２３ａが設けられた第２の保持部１２３とを備えている。ピッチ変換部１２２には、光ファイバ１１１の位置を規制して第１のピッチＰ３から第２のピッチＰ４に変換させる内壁１２２ａが形成されている。また、第２の保持部１２３には、固定部材１２５が接着材（不図示）によって固定されることで、第２の保持部１２３の保持溝１２３ａに保持された各光ファイバ１１１が固定されている。そして、各光ファイバ１１１は、ピッチ変換部１２２の内壁１２２ａによってピッチが変換されて、ピッチ変換部１２２内に充填された接着材によって固定されている。
特開２０００−１２１８６２号公報（３頁、図２，図３）

しかしながら、上述した従来の光ファイバアレイでは、ピッチ変換部の内壁に光ファイバを当接させることで、各光ファイバ間のピッチが変換されている。すなわち、この従来の光ファイバアレイは、光ファイバがピッチ変換部の内壁に接触しているため、使用時に、振動や衝撃等が加わったときや、材料の熱膨張や熱収縮が生じることによって、内壁によって光ファイバが損傷されてしまう虞がある。

また、この従来の光ファイバアレイでは、ファイバ保持基板上に光ファイバが接着材を介して固定されているため、接着材の線膨張率の影響によって、光ファイバが破損してしまう可能性がある。

さらに、従来の光ファイバアレイが備えるファイバ保持基板は、ピッチ変換部が形成されることで、ファイバ保持基板の構造が複雑化するため、製造コストが嵩んでしまうという不都合がある。

そこで、本発明は、ピッチが変換された光ファイバが破損することを防止し、信頼性を向上することができる光ファイバアレイおよびその製造方法、光デバイスを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る光ファイバアレイは、第１のピッチで配列された複数の光ファイバを保持する第１の保持部と、複数の光ファイバを第１のピッチと異なる第２のピッチに配列して保持する第２の保持部と、第１の保持部と第２の保持部との間に位置し複数の光ファイバに非接触で第１のピッチから第２のピッチに変換するための空間部とを備える。

以上のように構成した本発明に係る光ファイバアレイによれば、各光ファイバの第１のピッチから第２のピッチに変換されている部分が、ファイバ保持基板に対して非接触であるため、空間部内で各光ファイバの位置が規制されていない。このため、本発明の光ファイバアレイは、使用時等に振動や衝撃等が加わった場合や、熱膨張や熱収縮が生じた場合に、ピッチが変換されている部分で、光ファイバが損傷することが防止される。また、本発明に係る光ファイバアレイは、比較的簡素な構成であるため、製造コストの低減が図られる。

また、本発明に係る光ファイバアレイは、第１の保持部と空間部との境界部、および第２の保持部と空間部との境界部の少なくとも一方の境界部に、この境界部が光ファイバに当接することを避けるための傾斜部が設けられることが好ましい。これによって、境界部で、各光ファイバが破損することが確実に防止される。

また、本発明に係る光ファイバアレイは、第１の保持部に保持された光ファイバの光軸の位置と、前記第２の保持部に保持された光ファイバの光軸の位置との該光軸に直交する方向の最大変位量をΔ_P、空間部内の光ファイバの曲率半径ｒが３０ｍｍ以上とし、前記光ファイバの前記光軸方向の空間部の長さＬは、Ｌ≧√｛Δ_P（４ｒ−Δ_P）｝を満たすことが好ましい。これによって、空間部内で湾曲される光ファイバが湾曲部分で損傷することが防止される。なお、上述の最大変位量Δ_Pとは、空間部内で第１のピッチから第２のピッチに変換される複数の光ファイバのうちで、曲率半径が最小となる光ファイバの変位量を指している。

また、本発明に係る光デバイスは、上述した本発明の光ファイバアレイと、複数の光ファイバに対応する光学素子とを備える。

また、本発明に係る光ファイバアレイの製造方法は、複数の光ファイバを第１のピッチで保持する第１の保持部と、複数の光ファイバを第１のピッチと異なる第２のピッチで保持する第２の保持部と、第１の保持部と第２の保持部との間に位置し複数の光ファイバに非接触で第１のピッチから第２のピッチに変換するための空間部とを有するファイバ保持基板上に、複数の光ファイバを載置する工程を有する。そして、この工程では、複数の光ファイバの配列方向の少なくとも一端側に、第２の保持部の保持溝に案内するためのガイド面が設けられたピッチ変換治具を用いて、光ファイバを保持溝に固定するための固定部材によって複数の光ファイバを押し込むことで、複数の光ファイバを第２のピッチに変換する。

上述した本発明に係る光ファイバアレイの製造方法によれば、固定部材によって複数の光ファイバを保持溝側に押し込むことで、ピッチ変換治具のガイド面に沿って光ファイバが移動されることによって各光ファイバが規制されて、各光ファイバを第１のピッチから第２のピッチに容易且つ確実に変換される。

また、本発明に係る光ファイバアレイの製造方法が有する工程では、第２の保持部の保持溝に複数の光ファイバを案内するための他のガイド面を有するガイド部が、ファイバ保持基板の外周部の第２の保持部側に、複数の光ファイバの配列方向の中途部に位置して設けられたピッチ変換治具を用いる。これによって、第２の保持部が、互いに異なる複数のピッチが複合されてなる保持溝を有する場合にも、各光ファイバを保持溝に容易且つ確実に案内することが可能になる。

上述したように本発明に係る光ファイバアレイによれば、第１のピッチで配列された複数の光ファイバを保持する第１の保持部と、複数の光ファイバを第１のピッチと異なる第２のピッチに配列して保持する第２の保持部との間に位置し、複数の光ファイバに非接触で第１のピッチから第２のピッチに変換するための空間部を備えることによって、ピッチが変換された光ファイバの破損を防止し、信頼性を向上することができる。また、本発明に係る光ファイバアレイは、比較的簡素な構成であるため、製造コストを低減することができる。

また、本発明に係る光ファイバアレイの製造方法によれば、第２の保持部の保持溝に案内するためのガイド面が設けられたピッチ変換治具を用いて、光ファイバを保持溝に固定するための固定部材によって複数の光ファイバを押し込むことで、各光ファイバを第１のピッチから第２のピッチに容易且つ確実に変換することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）〜図１（ｃ）および図２に示すように、光ファイバアレイ１は、複数の光ファイバ１１を有するテープ型光ファイバ１０と、複数の光ファイバ１１のピッチを変換して保持するためのファイバ保持基板１２と、ピッチが変換された光ファイバ１１を固定するための固定部材１３とを備えている。

テープ型光ファイバ１０は、クラッド径が１２５μｍ、被覆径２５０μｍの複数の光ファイバ１１が、光軸を互いに平行にして一列に配列されて、紫外線硬化型樹脂材料等の被覆材によって被覆されて一体に形成されている。このテープ型光ファイバ１０には、各光ファイバ１１が第１のピッチＰ１、すなわち２５０μｍ間隔で配列されている。

ファイバ保持基板１２は、例えばシリコンによって平板状に形成されており、複数の光ファイバ１１が第１のピッチＰ１で配列されたテープ型光ファイバ１０を保持する第１の保持部１６と、複数の光ファイバ１１を第２のピッチＰ２で保持する第２の保持部１７と、複数の光ファイバ１１に非接触で第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に変換するための空間部１８とを一体に有している。

第１の保持部１６は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、各光ファイバ１１の配列方向であるテープ型光ファイバ１０の幅方向に亘って保持するための保持凹部１６ａが設けられている。テープ型光ファイバ１０は、保持凹部１６ａ内に載置されて接着材１９によって固定されている。また、第１の保持部１６に保持されたテープ型光ファイバ１０の一端側は、各光ファイバ１１の被覆材が除去されてクラッドを露出させた状態で、空間部１８側にそれぞれ導かれている。

第２の保持部１７には、各光ファイバ１１を保持するための断面Ｖ字状をなす複数の保持溝１７ａが、第１のピッチＰ１より小さい第２のピッチＰ２でそれぞれ形成されている。この第２のピッチＰ２は、例えば、１２５μｍ間隔に設定されており、後述する導波路に適用される場合に導波路の整列ピッチと等間隔に設定されている。

空間部１８は、図２および図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、第１の保持部１６と第２の保持部１７との間に位置して設けられており、第１の保持部１６の保持凹部１６ａに連続する凹部１８ａが形成されている。

図２に示すように、第１の保持部１６および空間部１８は、ファイバ保持基板１２の厚み方向におけるファイバ保持基板１２の底面からの高さが等しくされており、連続して形成されている。また、第２の保持部１７は、第１の保持部１６および空間部１８よりもテープ型光ファイバ１０の被覆材の厚さ分だけやや高く形成されている。

したがって、第１の保持部１６側から導かれた各光ファイバ１１は、空間部１８の幅方向の内壁および底面に当接することなく間隔が徐々に狭められて、第２の保持部１７に保持されている。

第１の保持部１６の保持凹部１６ａ、第２の保持部１７の保持溝１７ａ、空間部１８の凹部１８ａは、詳細は後述するが、Ｓｉ基板上に異方性エッチング処理を施すことによって高精度にそれぞれ形成されている。

固定部材１３は、例えばシリコンやガラスによって直方体をなすブロック状に形成されている。固定部材１３は、第２の保持部１７の保持溝１７ａに保持された各光ファイバ１１上に跨って当接するように載置されて、接着材１９を介して第２の保持部１７上に固定されている。また、第１の実施形態では、第２の保持部１７の保持溝１７ａが断面Ｖ字状に形成されているが、矩形状または円形状に形成されても良い。

次に、上述した光ファイバアレイ１を製造する際に用いるピッチ変換治具２１について説明する。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ピッチ変換治具２１は、一組のガイド板２２ａ，２２ｂと、これらガイド板２２ａ，２２ｂを支持する基台２３とを有している。

各ガイド板２２ａ，２２ｂは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、ファイバ保持基板１２を間に挟んで対称な形状に形成されており、ファイバ保持基板１２の空間部１８に対応する位置に、図９に示す手法により、各光ファイバ１１を第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に円滑に変換するように案内するためのガイド部２５がそれぞれ一体に設けられている。各ガイド部２５には、各光ファイバ１１のピッチを徐々に小さくするためのガイド面２５ａが傾斜されて形成されている。

各ガイド面２５ａは、上端側の対向間隔が、第１のピッチＰ１で配列された各光ファイバ１１の幅にされており、下端側の対向間隔が、第２のピッチＰ２で配列された各光ファイバ１１の幅にされている。したがって、ガイド面１５ａの傾斜量は、第２のピッチＰ２に応じて適宜設定される。

また、各ガイド板２２ａ，２２ｂには、固定部材１３を第２の保持部１７に案内するためのガイド凹部２６がそれぞれ形成されている。また、各ガイド板２２ａ，２２ｂには、基台２３に対して位置決めするための位置決め穴２７がそれぞれ設けられている。

基台２３は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、主面の略中央に、ファイバ保持基板１２が載置される載置凹部２９が設けられており、主面上に、各ガイド板２２ａ，２２ｂを位置決めして取り付けるための位置決めピン２８がそれぞれ立設されている。基台２３は、各ガイド板２２ａ，２２ｂの位置決め穴２７に位置決めピン２８が挿入されることで、各ガイド板２２ａ，２２ｂが所定の位置にそれぞれ位置決めされて取り付けられる。ここでファイバ保持基板１２と各ガイド板２２ａ、２２ｂとの位置関係は、図９に示すように、ガイド面２５ａの対向間隔の中心とファイバ保持基板１２の複数の保持溝１７ａの最外溝間の中心とを合わせるように位置決めするのが望ましい。

以上のように構成されたピッチ変換治具２１を用いた光ファイバアレイ１の製造方法について、図面を参照して説明する。

まず、基台２３の載置凹部２９内にファイバ保持基板１２を載置して、各ガイド板２２ａ，２２ｂを取り付けて、ピッチ変換治具２１を組み立てる。

図７および図８（ａ）に示すように、ステップ３１で、テープ型光ファイバ１０の被覆材を除去して、クラッドが露出された各光ファイバ１１を清掃することで、複数の光ファイバ１１に分離する。そして、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、ステップ３２で、ピッチ変換治具２１上に載置されたファイバ保持基板１２上に、テープ型光ファイバ１０および複数の光ファイバ１１を水平に載置する。

次に、図８（ｄ）、図８（ｅ）に示すように、ステップ３３で、固定部材１３を複数の光ファイバ１１の上方かつ各ガイド板２２ａ，２２ｂのガイド凹部２６の位置に載置する。続いて、図８（ｆ）、図８（ｇ）に示すように、ステップ３４で、テープ型光ファイバ１０および複数の光ファイバ１１を下方へ移動させ、同時に固定部材１３をガイド凹部２６に沿って第２の保持部１７側に押し込むことで、各ガイド板２２ａ，２２ｂのガイド面２５ａに沿って光ファイバ１１が移動されて、第２のピッチＰ２に円滑に変換されて保持溝１７ａに保持される。ステップ３５で、第２の保持部１７に保持された各光ファイバ１１は、固定部材１３と第２の保持部１７との間に接着材１９が充填されて固定される。また、ステップ３６で、テープ型光ファイバ１０についても、接着材１９によって第１の保持部１６に固定される。

各光ファイバ１１が固定されたファイバ保持基板１２は、ピッチ変換治具２１から取り外され図８（ｈ）に示す構造となる。最後に、ステップ３７で、ファイバ保持基板１２、光ファイバ１１、および固定部材１３は、第２の保持部１７側の端面が研磨されて、光ファイバアレイ１が完成する。

したがって、ピッチ変換治具２１を用いることで、光ファイバアレイ１を製造する際に、光ファイバ１１を第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に確実且つ良好に変換することができる。そして、完成された光ファイバアレイ１は、ピッチ変換治具２１から取り外されることで、光ファイバ１１を第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に変換するためのガイド面２５ａがファイバ保持基板１２側に残らない。

すなわち、光ファイバアレイ１は、ファイバ保持基板１２の空間部１８内で各光ファイバ１１が僅かながら遊動可能にされているため、衝撃や振動等で各光ファイバ１１の破損を防止できる。さらに、光ファイバ１１が当接することが無いため破損を防止できる。

なお、各光ファイバ１１は、必要に応じて、空間部１８の凹部１８ａ内で僅かに撓むように第２の保持部１７に固定されてもよい。こうすることにより、空間部１８内の光ファイバ１１がダンパーとして作用し、部材の膨張、収縮によって、光ファイバアレイ１の端面からの光ファイバ１１の突き出し、引き込みが生じることを防止できる。

また、空間部１８内で湾曲される光ファイバ１１について、一般に定められている光ファイバの許容曲率曲げ半径３０［ｍｍ］以上が保証されるように、第１および第２の保持部に保持された光ファイバの光軸方向に平行な、空間部１８の長さを予め設定しておくことが望ましい。空間部１８の長さの設定方法については後述する。

上述したように、光ファイバアレイ１によれば、第１の保持部１６と第２の保持部１７との間に空間部１８が設けられたファイバ保持基板１２を備えることによって、各光ファイバ１１の、第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に変換されて僅かに湾曲された部分が、ファイバ保持基板１２に非接触にされているため、各光ファイバ１１の位置が規制されていない。このため、光ファイバアレイ１は、使用時に振動や衝撃等が加わった場合や、ファイバ保持基板１２が熱膨張や熱収縮した場合に、光ファイバ１１が損傷することが防止できるので、信頼性を向上することが可能になる。また、光ファイバアレイ１は、比較的簡素な構成であるため、製造コストを低減することができる。

そして、光ファイバアレイ１は、各光ファイバ１１のピッチを確実に変換することで、後述する導波路の例に適用される場合に、導波路の整列ピッチと等間隔に設定することが可能であるため好適である。

また、光ファイバ１１には、必要に応じて、第２の保持部１７側の端部に、ビームを平行光または集光光に変換するために、例えばコリメータレンズやグレーデッドインデックス型光ファイバ等のレンズ部材が融着接続等によって接合されて設けられてもよい。

ところで、上述した光ファイバアレイ１を製造する際に用いられたピッチ変換治具２１は、テープ型光ファイバ１０の配列方向両側の各光ファイバ１１を案内するためのガイド面２５ａが設けられた構成にされたが、第２のピッチＰ２に応じて各光ファイバ１１の配列方向の中央側光ファイバ１１を保持溝に案内するためガイド部材が設けられてもよい。

第２の保持部１７が、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）および図１１に示すように、互いに異なる複数のピッチが複合された保持溝１７ｂを有する場合には、ピッチ変換治具２１上にガイド部材４１が設けられる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、ガイド部材４１は、ファイバ保持基板１２の外周部の第２の保持部１７側に位置して設けられており、第２の保持部１７の外周側に突出された光ファイバ１１の一端側を案内する。

ガイド部材４１は、図１１に示すように、断面三角形状に形成されて、各光ファイバ１１の配列方向の中央に位置して設けられており、第２の保持部１７の幅方向の中央側の保持溝１７ｂに光ファイバ１１を案内するためのガイド面４１ａをそれぞれ有している。 固定部材１３をピッチ変換治具２１のガイド凹部２６に沿って押し込むことで、各光ファイバ１１がガイド面２５ａおよびガイド面４１ａに沿ってそれぞれ移動されるため、第２の保持部１７の保持溝１７ｂに各光ファイバ１１を容易且つ確実に保持させることができる。

したがって、ピッチ変換治具２１は、ガイド部４１が設けられることによって、各光ファイバ１１の配列方向の中央側に位置する各光ファイバ１１間のピッチを、配列方向の両端側の光ファイバ１１のピッチよりも大きくさせて配置することができる。

また、ピッチ変換治具２１には、図１２に示すように、第２の保持部１７が、互いに異なる複数のピッチが複合された保持溝１７ｃを有する場合、各ガイド面４２ａを有する複数のガイド部材４２が設けられてもよく、これらガイド部材４２が一体に形成されてもよい。これらガイド部材４２によれば、光ファイバ１１の配列方向の両端側の各光ファイバ１１を、中央側の各光ファイバ１１間のピッチよりもピッチを大きくさせて配置することができる。

同様に、ピッチ変換治具２１には、図１３に示すように、第２の保持部１７が、互いに異なる複数のピッチが複合された保持溝１７ｄを有する場合、各ガイド面４３ａを有する複数のガイド部材４３が設けられてもよい。このガイド部材４３によれば、光ファイバ１１の配列方向の一端側の光ファイバ１１のみを、他の光ファイバ１１間のピッチよりもピッチを大きくさせて配置することができる。

なお、これらガイド部材４１，４２，４３は、必要に応じて、ピッチ変換治具２１に対して着脱可能に設けられてもよい。以上、図面を参照して説明した一連の光ファイバアレイは、４芯であるが、２芯以上の複数本の光ファイバを用いた場合も同様に製造することが可能である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の光ファイバアレイについて、図面を参照して説明する。なお、第２の実施形態の光ファイバアレイにおいて、上述した光ファイバアレイ１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

図１４（ａ）〜図１４（ｃ）および図１５に示すように、光ファイバアレイ２は、複数の光ファイバ１１を有するテープ型光ファイバ１０と、複数の光ファイバ１１のピッチを変換して保持するためのファイバ保持基板５２と、テープ型光ファイバ１０および各光ファイバ１１を固定するための固定部材５３と、ピッチが変換された各光ファイバ１１を固定するための固定部材５４とを備えている。

ファイバ保持基板５２は、例えばシリコンによって平板状に形成されており、複数の光ファイバ１１を第１のピッチＰ１で保持する第１の保持部５６と、複数の光ファイバ１１を第２のピッチＰ２で保持する第２の保持部５７と、複数の光ファイバ１１を第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に変換するための空間部５８とを一体に有している。

第１の保持部５６は、図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に示すように、テープ型光ファイバ１０の被覆材が除去された各光ファイバ１１を保持するための断面Ｖ字状をなす保持溝５６ａが設けられている。テープ型光ファイバ１０は、保持溝５６ａ内に載置されて接着材１９によって固定されている。また、第１の保持部５６に保持されたテープ型光ファイバ１０の一端側は、各光ファイバ１１の被覆材が除去されてクラッドを露出させた状態で、空間部５８側にそれぞれ導かれている。

第２の保持部５７には、各光ファイバ１１を保持するための断面Ｖ字状をなす複数の保持溝５７ａが、第１のピッチＰ１より小さい第２のピッチＰ２でそれぞれ形成されている。

空間部５８は、図１５および図１６（ａ）に示すように、第１の保持部５６と第２の保持部５７との間に位置して設けられており、第１の保持部５６の保持溝５６ａに連続する凹部５８ａが形成されている。

図１５に示すように、第１の保持部５６および第２の保持部５７は、ファイバ保持基板５２の底面からの高さが等しくされており、連続して形成されている。また、空間部５８の凹部５８ａは、第１の保持部５６および第２の保持部５７よりも高さがやや低く形成されており、各光ファイバ１１との非接触状態が確保されている。

したがって、第１の保持部５６側から導かれた各光ファイバ１１は、空間部５８の幅方向の内壁および底面に当接することなく間隔が徐々に狭められて、第２の保持部５７に保持されている。

第１の保持部５６の保持溝５６ａ、第２の保持部５７の保持溝５７ａ、空間部５８の凹部５８ａは、Ｓｉ基板に異方性エッチング処理を施すことによって高精度にそれぞれ形成されている。

固定部材５３は、例えばシリコンやガラスによって略Ｌ字状をなすブロック状に形成されている。固定部材５３は、一端側が、テープ型光ファイバ１０の被覆材が除去されてクラッドが露出されて第１の保持部５６の保持溝５６ａに保持された各光ファイバ１１上に跨って当接するように載置されて、接着材１９を介して第１の保持部５６上に固定されている。また、この固定部材５３は、他端側に、テープ型光ファイバ１０が接着材１９によって固定されている。

固定部材５４は、例えばシリコンやガラスによって直方体をなすブロック状に形成されている。固定部材５４は、第２の保持部５７の保持溝５７ａに保持された各光ファイバ１１上に跨って当接するように載置されて、接着材１９を介して第２の保持部５７上に固定されている。また、第２の実施形態では、第１の保持部５６の５６ａ、第２の保持部５７の５７ａをＶ字状としているが、矩形または円形でも良い。

光ファイバアレイ２は、ファイバ保持基板５２の空間部５８内で各光ファイバ１１が僅かながら遊動可能にされているため、衝撃や振動等で各光ファイバ１１の破損を防止できる。さらに光ファイバ１１が当接することが無いため、破損を防止できる。

なお、各光ファイバ１１は、必要に応じて、空間部５８の凹部５８ａ内で僅かに撓むように第２の保持部５７に固定されてもよい。こうすることにより、空間部の光ファイバがダンパーの働きをし、部材の膨張、収縮による光ファイバアレイ端面の光ファイバの突き出し、引き込みを防止することができる。

また、ファイバ保持基板５２には、図１７（ａ），図１７（ｂ）、および図１８（ａ），図１８（ｂ）に示すように、空間部５８の第１の保持部５６と、各光ファイバ１１を空間部５８との境界部に、この境界部が光ファイバ１１に当接することを避けるための各傾斜面６０が、各保持溝５６ａと凹部５８ａの底面とに連続して形成されることが好ましい。これは公に知られていることであるが、ファイバ保持基板５２の第１の保持部５６と空間部５８を、異方性エッチング処理により、１つのマスクパターンにより形成する場合、エッチング処理時の結晶方位によるエッチングレートの差によって、いわゆるアンダーエッチングが生じ、各保持溝５６ａと凹部５８ａの底面との境界に連続して傾斜面６０が形成される。これら傾斜面６０が設けられることによって、各光ファイバ１１が、第１の保持部５６と空間部５８の境界部で損傷することを防止することができる。

（第３の実施形態）
上述した光ファイバアレイ１，２が適用される光スイッチについて、図面を参照して説明する。本実施形態の光スイッチが備える光ファイバアレイは、各光ファイバのピッチが異なる以外は、上述した光ファイバアレイ１と基本構成がほぼ同一であるため、便宜上、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

図１９に示すように、光スイッチ３は、各光ファイバ１１ａ〜１１ｄを有する光ファイバアレイ１と、固定ミラー８６ａ〜８６ｄおよび可動ミラー８７ａ，８７ｂが配設された基板８１と、この基板８１の上方または下方に配置されている図示しない駆動手段とを有している。

光ファイバアレイ１は、基板８１上に設けられており、各光ファイバ１１ａ〜１１ｄの先端部が非等間隔に配列されて、光路長を後述するように調整するように配置されている。本実施形態では、光ファイバ１１ａおよび１１ｃの組と、光ファイバ１１ｂおよび１１ｄの組とに分けられ、いずれか一方の組（例えば光ファイバ１１ａおよび１１ｃ）が出射側光ファイバで、他方の組（例えば光ファイバ１１ｂおよび１１ｄ）が入射側光ファイバとなる。

固定ミラー８６ａ〜８６ｄは、基板８１上に直接固定されている。一方、可動ミラー８７ａ，８７ｂは、基板８１に対して上方または下方に移動可能な可動部８９に設けられている。可動部８９は、基板８１に設けられた凹部８１ａ内に位置し、平面部８９ａと、この平面部８９ａを凹部８１ａの内周面に接続する弾性を有する梁部８９ｂと、平面部８９ａから連続して形成されたステージ部８９ｃとからなる。そして、ステージ部８９ｃ上に、可動ミラー８７ａ，８７ｂが設けられている。図２０に拡大して模式的に示すように、平面的に見ると、光ファイバ１１ａの先端部の前方に固定ミラー８６ａが位置し、光ファイバ１１ｂの先端部の前方に可動ミラー８７ａと固定ミラー８６ｂが位置し、光ファイバ１１ｃの先端部の前方に可動ミラー８７ｂと固定ミラー８６ｃが位置し、光ファイバ１１ｄの先端部の前方に固定ミラー８６ｄが位置している。なお、基板８１の厚さ方向に見ると、可動ミラー８７ａ，８７ｂは、可動部８９が図１９に示すような初期位置にあるときに、光ファイバ１１ｂ，１１ｃと対向し、可動部８９が上方または下方に移動したときに、光ファイバ１１ｂ，１１ｃと対向しない位置に来る。光ファイバ１１ａ〜１１ｄの先端部は非等間隔で配列されているが、これらの光軸は互いに平行であり、固定ミラー８６ａ〜８６ｄおよび可動ミラー８７ａ，８７ｂの反射面は全てこれらの光軸に対して４５度傾いた姿勢で配置されている。

本実施形態では、可動部８９の、光ファイバ１１ａ〜１１ｄと反対側にも、上述したのと全く同一の、ダミーのステージ部８９ｃおよび可動ミラー８７ａ，８７ｂと固定ミラー８６ａ〜８６ｄが設けられている。これによって、可動部８９は完全に対称形状になるため、移動時にねじり等の不要な動きを生じることがない。このため、各可動ミラー８７ａ，８７ｂのビームに対する相対角度や相対位置が正確に保たれる。

なお、本実施形態の光ファイバ１１ａ〜１１ｄは、グレーデッドインデックス型光ファイバを備えたファイバコリメータであり、端面がクリーブまたは研磨により３〜８度程度傾斜させられ、反射防止コーティングが施されて、反射損失を減じてある。そして、各光ファイバ１１ａ〜１１ｄは、グレーデッドインデックス型光ファイバが設けられた先端部が、ほぼ一直線上に並ぶように配置されている。

基板８１の上方または下方に設けられている駆動手段は、可動部８９に吸引力または反発力を働かせる電磁石または静電アクチュエータであるが、これは従来から周知の構成であるためここでは図示および説明を省略する。なお、駆動手段として電磁石を用いる場合には、図示しない磁性体が可動部８９に設けられる。駆動手段として静電アクチュエータを用いる場合には、一対の電極（図示せず）の間に可動部８９が挿入される。

このような構成の光スイッチ１において、図１９に示されている状態では、可動部８９の梁部８９ｂは弾性変形せず、平面部８９ａ上の可動ミラー８７ａ，８７ｂは、光ファイバ１１ｂ，１１ｃと対向するように位置する。したがって、例えば、図２０に実線で示すように、光ファイバ１１ａから出射されたビームは、固定ミラー８６ａに反射され、さらに可動ミラー８７ａに反射されて光ファイバ１１ｂに入射する。光ファイバ１１ｃから出射されたビームは、可動ミラー８７ｂに反射され、さらに固定ミラー８６ｄに反射されて光ファイバ１１ｄに入射する。このようにして、光ファイバ１１ａから１１ｂに至る光路と、光ファイバ１１ｃから１１ｄに至る光路が形成されている。

一方、駆動手段が駆動されて可動部８９に吸引力または反発力を及ぼしたとき、梁部８９ｂが弾性変形して、平面部８９ａおよびステージ部８９ｃが基板８１の上方または下方に移動する。これによって、ステージ部８９ｃ上の可動ミラー８７ａ，８７ｂは、光ファイバ１１ａ〜１１ｄの先端部に対向しない位置に移動する。すなわち、可動ミラー８７ａ，８７ｂは光ファイバ１１ａ〜１１ｄの光路から退出するため、例えば、図２０に１点鎖線で示すように、光ファイバ１１ａから出射されたビームは、固定ミラー８６ａに反射され、さらに固定ミラー８６ｄに反射されて光ファイバ１１ｄに入射する。光ファイバ１１ｃから出射されたビームは、可動ミラー８７ａ，８７ｂが光路上に存在しないため、固定ミラー８６ｃに反射され、さらに固定ミラー８６ｂに反射されて、光ファイバ１１ｂに入射する。このようにして、光ファイバ１１ａから１１ｄに至る光路と、光ファイバ１１ｃから１１ｂに至る光路が形成されている。

この場合の光路長について説明する。まず、可動部８９が図示されている初期位置にある状態（切り換え前）では、光ファイバ１１ａから、固定ミラー８６ａおよび可動ミラー８７ａを介して光ファイバ１１ｃに至る光路が形成されており、その光路長（各光ファイバの先端部間の距離）は、図２０に示すように、Ｅ＋Ａ＋Ｅ＝Ａ＋２Ｅである。そして、光ファイバ１１ｃから、可動ミラー８７ｂおよび固定ミラー８６ｄを介して光ファイバ１１ｄに至る光路も形成され、その光路長はＥ＋Ｃ＋Ｅ＝Ｃ＋２Ｅである。これに対し、可動部８９が移動した状態では、光ファイバ１１ａから、固定ミラー８６ａおよび固定ミラー８６ｄを介して光ファイバ１１ｄに至る光路が形成されており、その光路長はＥ＋Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋２Ｅである。そして、光ファイバ１１ｃから、固定ミラー８６ｃおよび固定ミラー８６ｂを介して光ファイバ１１ｂに至る光路も形成され、その光路長はＥ＋Ｄ＋Ｂ＋Ｄ＋Ｅ＝Ｂ＋２Ｄ＋２Ｅである。ここで、各光ファイバ１１ａ〜１１ｄと固定ミラー８６ａ〜８６ｄおよび可動ミラー８７ａ，８７ｂの相対位置関係を、Ａ＝Ｃ＝Ｂ＋２Ｄと設定することにより、考えられる４通りの光路のうちの３つの光路長が等しくなる。したがって、これらの３つの光路に関しては、光ファイバ１１ａ〜１１ｄがファイバコリメータである場合にも全て最適な条件で光ファイバ間の光の伝達が行える。

一般にアド・ドロップ方式といわれる光通信方式の光学手段では、「IN」、「OUT」、「ADD」、「DROP」という４つの光ファイバを組み合わせて光路を構成するが、特に切り換え前後の「IN」−「OUT」という光路と「ADD」−「OUT」という光路と、「IN」−「DROP」という光路が重要であり、これらの光路ができるだけ低損失で良好に光の伝達を行えるようにしたいため、少なくともこれらの光路長、具体的には光ファイバの端部間の距離を一致させて、且つファイバコリメータの特性に応じて最適な距離になるように配置する。しかし、「ADD」−「DROP」という光路は、アド・ドロップ方式の光通信において通常はあまり必要とされないので、光路長についても特に問わない。したがって、図２０に示す構成では、光ファイバ１１ａ〜１１ｄを、例えば「ADD」、「OUT」、「IN」、「DROP」の順に設定すれば、「IN」−「OUT」光路の光路長（Ｂ＋２Ｄ＋２Ｅ）と、「ADD」−「OUT」光路の光路長（Ａ＋２Ｅ）と、「IN」−「DROP」光路の光路長（Ｃ＋２Ｅ）を等しくすることができ、「ADD」−「DROP」光路の光路長（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋２Ｅ）のみ異なるようにすることができる。これによると、全ての光路の光路長が同一ではないが、十分な効果が得られる。なお、「ADD」、「OUT」、「IN」、「DROP」の組み合わせは上述したものに限られず、光の入射と出射の関係が適正であり、「ADD」−「DROP」以外の３つの光路の光路長が全て等しくなるような組み合わせであれば、自由に設定することができる。

上述した通り、Ａ＝Ｃ＝Ｂ＋２Ｄと設定することにより３つの光路（アド・ドロップ方式の場合、「IN」−「OUT」、「ADD」−「OUT」、「IN」−「DROP」）の光路長を等しくできる。実際には、ファイバコリメータの特性、ファイバの径や各ミラーの大きさ等を考慮した上で、適切な寸法が選択される。

本実施形態では、１枚のミラーで複数のビームを同時に反射する構成にはなっておらず、１枚のミラーでは１つのビームのみを反射する構成であるため、各ミラーを小型化でき、ミラー配置領域を小さくできるので、それに伴って光ファイバ１１ａ〜１１ｄの先端部をより近接させて、光路長を短くすることができる。そして、光路長を短くすることによって、光ファイバ１１ａ〜１１ｄおよび各ミラー８６ａ〜８６ｄ，８７ａ，８７ｂの位置や角度のずれに対する許容範囲が大きくなる。

また、可動ミラー８７ａ，８７ｂが、好ましくはビームのスポット径の３倍以下、より好ましくは１．５倍程度と小型であるため、可動部全体を小型軽量化して、電磁石などの駆動手段の出力を小さく抑えることができるとともに、共振周波数を高くして高速光通信用にスイッチング速度を速くすることができる。さらに、光スイッチ全体を小型化して１枚のウェハから製造できる光スイッチの個数を増やし、製造コストを低減することも可能である。

ここで、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示したファイバ保持基板１２の具体的な製造工程について、図面を参照して説明する。

ファイバ保持基板１２をなすＳｉ基板としては、例えば、矩形状をなす長さ１２ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み０．４ｍｍの構造体を作製した。

まず、Ｓｉウェハの両面上、例えば熱酸化法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）法等によって、マスク材をなすＳｉＯ₂膜を堆積させる。このＳｉＯ₂膜の膜厚は、エッチング処理によって加工する溝の深さに応じて異なるが、例えば数１００μｍ〜数μｍ程度に設定される。続いて、保持凹部１６ａ、各保持溝１７ａおよび空間部１８を加工するＳｉウェハの主面上に、例えばスピンコート法によってフォトレジストを塗布する。同様に、加工を行わないＳｉウェハの裏面上にも、フォトレジストを塗布する。フォトレジストを塗布した後、露光、現像して、フォトレジストを所望のパターンに形成する。

そして、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、例えばバッファードフッ化水素酸（ＢＨＦ）、フッ化水素酸（ＨＦ）等の溶液によってウエットエッチング処理を施して、Ｓｉ基板３７の主面上のＳｉＯ₂膜３８が所定のマスクパターンに形成される。このマスクパターンには、図２１（ｂ）に示すように、アンダーエッチングによって傾斜面６０を形成することを考慮して、保持溝１７ａと凹部１８ａを形成する境界部分に、所定寸法ｍの延長分が確保されている。なお、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で加工されてもよく、その場合には、裏面上にフォトレジスト（不図示）を塗布する必要がない。

続いて、図２１（ｃ）に示すように、ＳｉＯ₂膜３８による所定のマスクパターンが形成されたＳｉ基板３７には、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリ性水溶液によってウエットエッチング処理を行うことで、保持凹部１６ａ、保持溝１７ａ、および凹部１８ａを有する空間部１８がそれぞれ加工されるとともに、アンダーエッチングにより傾斜面６０が形成される。

そして、図２１（ｄ）および図２１（ｅ）〜図２１（ｇ）に示すように、Ｓｉ基板３７に保持溝１７ａ、空間部１８等がそれぞれ形成された後、ＢＨＦ等によるウエットエッチング処理によって、Ｓｉ基板３７の表裏面上のＳｉＯ₂膜３８によるマスクパターンを除去することで、第１および第２の保持部１６，１７、空間部１８が一体に形成されたファイバ保持基板１２が得られる。図２１（ｄ）および図２１（ｅ）〜図２１（ｇ）では、１つのファイバ保持基板１２のみを示し他のファイバ保持基板を省略するが、実際にはＳｉウェハに複数個の光ファイバ保持基板１２の形状を形成した後に、ダイシング加工によって
長さ×幅の所定の大きさに切断する。

次に、図１６（ａ）〜図１６（ｃ）に示したファイバ保持基板５２の具体的な製造工程について、図面を参照して説明する。

ファイバ保持基板５２をなすＳｉ基板としては、例えば、矩形状をなす長さ１５ｍｍ、幅４ｍｍ、厚み０．４ｍｍの構造体を作製した。ファイバ保持基板５２の製造工程も、上述したファイバ保持基板１２の製造工程と基本的に同様であるため、簡単に説明する。

まず、Ｓｉ基板３７には、上述のファイバ保持基板１２の製造工程と同様にフォトリソグラフィ処理によって、ＳｉＯ₂膜３８によるマスクパターンを形成される。

続いて、図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示すように、ＢＨＦ、ＨＦ等の溶液によってウエットエッチング処理を施して、Ｓｉ基板３７の主面上のＳｉＯ₂膜３８が所定のマスクパターンに形成される。このマスクパターンには、図２２（ｂ）に示すように、アンダーエッチングによって傾斜面６０を形成することを考慮して、保持凹部５６ａと空間部５８ａを形成する境界部分、保持溝５７ａと空間部５８ａを形成する境界部分に、所定寸法ｍの延長分がそれぞれ確保されている。

次に、図２２（ｃ）に示すように、マスクパターンが形成されたＳｉ基板３７には、例えばＴＭＡＨ、ＫＯＨ等の溶液によってウエットエッチング処理を行うことで、保持凹部５６ａ、保持溝５７ａ、および凹部５８ａを有する空間部５８がそれぞれ加工されるとともに、アンダーエッチングにより傾斜面６０が形成される。

そして、図２２（ｄ）および図２２（ｅ）〜図２２（ｇ）に示すように、Ｓｉ基板３７に保持溝５７ａ、空間部５８等がそれぞれ形成された後、ＢＨＦ等によるウエットエッチング処理によってマスクパターンを除去することで、第１および第２の保持部５６，５７、空間部５８が一体に形成されたファイバ保持基板５２が得られる。図２２（ｄ）および図２２（ｅ）〜図２２（ｇ）では、１つのファイバ保持基板１２のみを示し他のファイバ保持基板を省略するが、実際にはＳｉウェハに複数個の光ファイバ保持基板１２を形成した後に、ダイシング加工によって長さ×幅の所定の大きさに切断される。

次に、ファイバ保持基板に設けられる空間部の長さの設定方法を説明する。上述した光ファイバアレイでは、第１の保持部の例えば最外周側に位置する光ファイバや、ピッチ変換による変位量が最大の光ファイバのように、空間部内で最小の曲率半径をもって湾曲される光ファイバが、破損等の防止のために、許容曲率曲げ半径３０［ｍｍ］以上が保証されるように、第１および第２の保持部に保持された光ファイバの光軸方向に平行な、空間部の長さが設定される必要がある。

まず、図２３に示すように、光ファイバ１１のピッチが空間部６３を介して小さく変換される場合には、第１の保持部６１に保持された光ファイバ１１の光軸の位置Ｐ_aと、第２の保持部６２に保持された光ファイバ１１の光軸の位置Ｐ_bとの光軸に直交する方向の最大変位量をΔ_P、空間部６３内の光ファイバ１１の許容曲率半径ｒが３０ｍｍ以上とすれば、｜Ｐ_a−Ｐ_b｜＝Δ_P，ｒ≧３０［ｍｍ］であり、
光ファイバ１１の湾曲部分の変曲点に対して、曲率中心の位置が、空間部６３の長さ方向に寸法ａ、空間部６３の幅方向に寸法ｂとすれば、ａ²＝ｒ²―ｂ²が得られ、
空間部６３の長さＬは、
ｂ＝（２ｒ―Δ_P）／２であることから、
ａ＝１／２〔√｛Δ_P（４ｒ―Δ_P）｝〕となり、
Ｌ＝２ａであることから、
Ｌ≧√｛Δ_P（４ｒ―Δ_P）｝ ・・・式１
によって算出される。

また、図２４に示すように、光ファイバ１１のピッチが空間部６８を介して大きく変換される場合も同様に、第１の保持部６６に保持された光ファイバ１１の光軸の位置Ｐ_aと、第２の保持部６７に保持された光ファイバ１１の光軸の位置Ｐ_bとの光軸に直交する方向の最大変位量をΔ_P、空間部６８内の光ファイバ１１の許容曲率半径ｒが３０ｍｍ以上とすれば、空間部６８の長さＬは、上述の式１によって算出される。

したがって、空間部の長さＬは、空間部内で最も湾曲される光ファイバが、式１を満たすように設定されることで、空間部内で湾曲される光ファイバの湾曲部分の信頼性が確保される。

そして、空間部の長さＬは、図２５に示すように、光ファイバ１１の第２のピッチＰ２が、各光ファイバ１１が被覆材外周で隣接させたときの２５０μｍピッチに対して、変位量が大きくなるのに従って、大きく設定する必要がある。また、各光ファイバ１１がクラッド外周で隣接させたときには、第２のピッチＰ２が１２５μｍピッチになり、空間部の長さＬが４ｍｍ程度に設定される。

（第４の実施形態）
上述のような光ファイバアレイを、光導波路部材に適用させた光デバイスについて、図面を参照して説明する。

図２６に示すように、光デバイス４は、複数の光ファイバ１１のピッチを大きく変換する光ファイバアレイ６９と、この光ファイバアレイ６９の各光ファイバ１１からの出射光を導光するための光導波路部材７０と、これら光ファイバアレイ６９および光導波路部材７０を支持する支持基板（不図示）とを備えている。

光ファイバアレイ６９は、複数の光ファイバ１１を第１のピッチＰ１で保持する第１の保持部７１と、各光ファイバ１１を第２のピッチＰ２で保持する第２の保持部７２と、各光ファイバ１１を第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に変換するための空間部７３とを有しており、光ファイバアレイ６９と光導波路部材７０とが屈折率整合剤を用い接続されている。そして、第２のピッチＰ２は、第１のピッチＰ１よりも大きく、且つ、不等間隔にされている。

光導波路部材７０は、光ファイバアレイ６９の出射端側に対向して設けられている。光導光路部材７０には、各光ファイバ１１からの出射光を導光するための複数の光路７０ａ，７０ｂが、第１および第２の保持部７１，７２に保持された各光ファイバ１１の光軸方向と平行に整列されて形成されており、任意の光路が選択的に使用される。

光導波路部材７０は、複数の光路７０ａ，７０ｂのうち、光ファイバアレイ６９の各光ファイバ１１の出射端が対向された各光路７０ａにビームがそれぞれ入射され、各光ファイバ１１の出射端に対向されていない各光路７０ｂの入射端が、遮光処理が施されて光学的に終端されている。

（第５の実施形態）
図２７に示すように、光デバイス５は、複数の光ファイバ１１のピッチを大きく変換する光ファイバアレイ７４と、この光ファイバアレイ７４の各光ファイバ１１からの出射光を導光するための光導波路部材７５と、これら光ファイバアレイ７４および光導波路部材７５を支持する支持基板（不図示）とを備えている。

光ファイバアレイ７４は、複数の光ファイバ１１を第１のピッチＰ１で保持する第１の保持部７６と、各光ファイバ１１を第２のピッチＰ２で保持する第２の保持部７７と、各光ファイバ１１を第１のピッチＰ１から第２のピッチＰ２に変換するための空間部７８とを有しており、光ファイバアレイ６９と光導波路部材７０とが屈折率整合剤を用い接続されている。そして、第２のピッチＰ２は、第１のピッチＰ１よりも小さく、且つ、等間隔にされている。

光導波路部材７５は、光ファイバアレイ７４の出射端側に対向して設けられている。光導光路部材７５には、各光ファイバ１１からの出射光を導光するための複数の光路７５ａが、第１および第２の保持部７１，７２に保持された各光ファイバ１１の光軸方向と平行に整列されて形成されており、各光路７５ａが、第２の保持部７２に保持された各光ファイバ１１の第２のピッチＰ２と等しいピッチで形成されている。そして、光導波路部材７５は、光ファイバアレイ７４の各光ファイバ１１の出射端が対向された各光路７５ａにビームがそれぞれ入射される。

なお、本発明に係る光ファイバアレイは、上述した光スイッチや、光導波路を有する光デバイスに適用される構成に限定されるものでなく、光学素子として、例えば、発光素子、受光素子、ミラー、レンズ、減衰フィルタ、波長フィルタ等を備える他の光デバイスに適用されて好適である。

本発明に係る第１の実施形態の光ファイバアレイを示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が一端側の側面図、（ｃ）が他端側の側面図である。 前記光ファイバアレイを示す縦断面図である。 ファイバ保持基板を示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が一端側の側面図、（ｃ）が他端側の側面図である。 ピッチ変換治具を示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。 ピッチ変換治具のガイド部材を示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。 ピッチ変換治具の支持部材を示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。 光ファイバアレイの製造方法を説明するためのフローチャートである。 光ファイバアレイの製造方法を説明するための図である。 ピッチ変換治具のガイド面に沿って光ファイバが案内される状態を模式的に示す縦断面図である。 他のガイド部を併用して光ファイバのピッチを変換する状態を示す縦断面図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）がピッチ変換前を示す側面図、（ｃ）がピッチ変換後を示す側面図である。 他のガイド部によって光ファイバが案内される状態を模式的に示す縦断面図である。 前記他のガイド部を用いて光ファイバのピッチを変換する状態の他の例を示す縦断面図である。 前記他のガイド部を用いて光ファイバのピッチを変換する状態の更に他の例を示す縦断面図である。 第２の実施形態の光ファイバアレイを示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が一端側の側面図、（ｃ）が他端側の側面図である。 前記光ファイバアレイを示す縦断面図である。 ファイバ保持基板を示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が一端側の側面図、（ｃ）が他端側の側面図である。 ファイバ保持基板のガイド面を示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が縦断面図である。 前記ファイバ保持基板に光ファイバが保持された状態を示す図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が縦断面図である。 光ファイバアレイが適用される光スイッチの一例を示す平面図である。 各光ファイバの光路長を説明するための模式図である。 図３のファイバ保持基板の製造工程を説明するための模式図である。 図１６のファイバ保持基板の製造工程を説明するための模式図である。 光ファイバのピッチが小さく変換される場合おける空間部の長さの設定を説明するための図である。 光ファイバのピッチが大きく変換される場合における空間部の長さの設定を説明するための図である。 ピッチ変換後の第２のピッチと空間部の長さとの関係を示す図である。 第４の実施形態の光デバイスを示す平面図である。 第５の実施形態の光デバイスを示す平面図である。 従来のピッチ変換部の一例を示す平面図である。 従来の光ファイバアレイのピッチ変換部を示す分解斜視図である。

符号の説明

１，２ 光ファイバアレイ
３ 光スイッチ
４，５ 光デバイス
１０ テープ型光ファイバ
１１ 光ファイバ
１２ ファイバ保持基板
１３ 固定部材
１６ 第１の保持部
１６ａ 保持凹部
１７ 第２の保持部
１７ａ 保持溝
１８ 空間部
１８ａ 凹部
２１ ピッチ変換治具
２５ ガイド部
２５ａ ガイド面
６０ 傾斜面
Ｐ１ 第１のピッチ
Ｐ２ 第２のピッチ

Claims (22)

1. 第１のピッチで配列された複数の光ファイバを保持する第１の保持部と、
   前記複数の光ファイバを前記第１のピッチと異なる第２のピッチに配列して保持する第２の保持部と、
   前記第１の保持部と前記第２の保持部との間に位置し、前記複数の光ファイバに非接触で前記第１のピッチから前記第２のピッチに変換するための空間部とを備える光ファイバアレイ。
2. 前記第１の保持部には、前記複数の光ファイバを覆う被覆材が保持されている請求項１に記載光ファイバアレイ。
3. 前記第１の保持部、前記第２の保持部、および前記空間部がそれぞれ設けられたファイバ保持基板を備える請求項１または２に記載の光ファイバアレイ。
4. 前記ファイバ保持基板には、前記第１の保持部および前記第２の保持部が一体に形成されている請求項３に記載の光ファイバアレイ。
5. 前記第２の保持部には、前記各光ファイバが互いに等しいピッチで保持されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
6. 前記第２の保持部には、前記各光ファイバが互いに異なる複数のピッチで保持されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
7. 前記第２の保持部には、前記各光ファイバが前記第１のピッチよりも小さい前記第２のピッチで保持されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
8. 前記第２の保持部には、前記各光ファイバが前記第１のピッチよりも大きい前記第２のピッチで保持されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
9. 前記第１の保持部には、前記複数の光ファイバが光軸を互いに平行に配列されて一体に形成されたテープ型光ファイバが保持されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
10. 前記第１の保持部には、前記複数の光ファイバをそれぞれ保持する複数の保持溝が設けられている請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
11. 前記光ファイバには、前記第２の保持部側の端部に、該端部からの出射光を平行光に変換するためのレンズ部材が設けられている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
12. 前記第１の保持部と前記空間部との境界部、および前記第２の保持部と前記空間部との境界部の少なくとも一方の境界部には、該境界部が前記光ファイバに当接することを避けるための傾斜部が設けられている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
13. 前記第１の保持部に保持された前記光ファイバの光軸の位置と、前記第２の保持部に保持された前記光ファイバの光軸の位置との該光軸に直交する方向の最大変位量をΔ_P、前記空間部内の前記光ファイバの曲率半径ｒが３０ｍｍ以上とし、前記光ファイバの前記光軸方向の前記空間部の長さＬは、
    Ｌ≧√｛Δ_P（４ｒ−Δ_P）｝
    を満たしている請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
14. 前記ファイバ保持基板は、シリコンからなる請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の光ファイバアレイ。
15. 前記第１の保持部、前記第２の保持部、および前記空間部は、エッチング処理によって形成されている請求項１４に記載の光ファイバアレイ。
16. 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の光ファイバアレイと、前記複数の光ファイバに対応する光学素子とを備える光デバイス。
17. 複数の光ファイバを第１のピッチで保持する第１の保持部と、前記複数の光ファイバを前記第１のピッチと異なる第２のピッチで保持する第２の保持部と、前記第１の保持部と前記第２の保持部との間に位置し前記複数の光ファイバに非接触で前記第１のピッチから前記第２のピッチに変換するための空間部とを有するファイバ保持基板上に、前記複数の光ファイバを載置する工程を有し、
    前記工程では、前記複数の光ファイバの配列方向の少なくとも一端側に、前記第２の保持部の保持溝に案内するためのガイド面が設けられたピッチ変換治具を用いて、前記光ファイバを前記保持溝に固定するための固定部材によって前記複数の光ファイバを押し込むことで、前記複数の光ファイバを前記第２のピッチに変換する光ファイバアレイの製造方法。
18. 前記第２の保持部には、前記各光ファイバが互いに等しいピッチで保持させる請求項１７に記載の光ファイバアレイの製造方法。
19. 前記第２の保持部には、前記各光ファイバが互いに異なる複数のピッチで保持させる請求項１７に記載の光ファイバアレイの製造方法。
20. 前記第２のピッチは、前記第１のピッチよりも小さい請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載の光ファイバアレイの製造方法。
21. 前記第２のピッチは、前記第１のピッチよりも大きい請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載の光ファイバアレイの製造方法。
22. 前記工程では、前記第２の保持部の前記保持溝に前記複数の光ファイバを案内するための他のガイド面を有するガイド部が、前記ファイバ保持基板の外周部の前記第２の保持部側に、前記複数の光ファイバの配列方向の中途部に位置して設けられた前記ピッチ変換治具を用いる請求項１７に記載の光ファイバアレイの製造方法。

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