JP5437398B2 - フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法及びスペーサ、フレキシブル光導波路リボンを組み立てたスタック - Google Patents
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Description
本発明は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法及びスペーサ、並びにそのようなリボンを組み立てたスタックに係る。
光導波路は、光スペクトル内で電磁波を伝送する媒体又は線路を意味する。特に、光導波路は、光ファイバ及び方形導波路を含む。光導波路は、光集積回路内のコンポーネントとして又は光通信システム内の伝送媒体として使用される。通常、光導波路は、それらの形状、モード構造、屈折率分散及び材料に従って分類される。特に興味があるのは、フレキシブル光導波路リボンである。
この背景技術に関係する先行技術文献として、多くの特許文献及び非特許文献が存在する。以下、これらの先行技術文献を例示する。
Usui, M. et al., "An opticalcoupling technique for parallel opticalinterconnection modules usingpolymeric optical waveguide films," DOI: 10.1109/IEMTIM.1998.704538
Joon-Sung Kim et al., "Stacked polymeric multimode waveguide arraysfor two-dimensional opticalinterconnects," DOI: 10.1109/JLT.2004.824523
Katsuki Suematsu et al., "Super Low-Loss, Super High-Density Multi-Fiber Optical Connectors," FurukawaReview, No. 23, 2003, pp. 53-58
K Naessens et al., "Fabrication of microgrooves with excimer laserablation techniques for plastic opticalfiber array alignment purposes," Proc. SPIE,Vol. 3933, 309 (2000); DOI:10.1117/12.387568
Streppel, U. et al., "Development of a new fabrication methodfor stacked opticalwaveguides using inorganic-organic copolymers," Institute of Electrical and Electronics Engineers -IEEE-: Polytronic 2001,International Conference on Polymers and Adhesives in Microelectronics and Photonics. Proceedings. New York, NY: IEEE, 2001,pp. 329-335
Coosemaus, T. et al., "Fabrication of a 2D connector for coupling a 4×8 arrayof small diameterplastic optical fiber(117/125 μm) to RCLED or VCSEL arrays," Dept. of Inf. Technol., GhentUniv., as appearsin: Electronic Components and Technology Conference, 2000. DOI: 10.1109/ECTC.2000.853332
しかし、前記先行技術文献は、位置決めを制御しつつフレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法又はツールを提供するという本発明の課題を開示していない。また、前記先行技術文献は、高々数マイクロメートル（μｍ）程度の位置決めの公差（tolerance）を以てそのようなリボンを組み立てたスタックを効率的且つ確実に提供するという本発明の課題も開示していない。
第１の側面に従って、本発明は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法に向けられている。この方法は、少なくとも２つの光導波路リボン及び１つのスペーサを提供するステップを有する。前記スペーサは、少なくとも２つの較正空間（calibrated space）を提供する。さらに、この方法は、前記リボンのうち他のリボン上に積み重ねられた１つのリボンを前記スペーサ内で位置決めするステップと、前記各較正空間において前記位置決めされたリボンを拘束（constrain）し且つ当該拘束されたリボンを前記他のリボン上に固定するステップを有する。
他の実施形態では、前記方法は、次の特徴の１つ以上を含むことができる。
（１）前記拘束し且つ固定するステップでは、前記１つのリボンが接着剤を通して前記スペーサ内で固定される。
（２）前記拘束し且つ固定するステップは、前記スペーサ内に接着剤を満たすことをさらに含む。
（３）前記提供するステップでは、前記各リボンは、その一端に自立（free-standing）部分を具備し、前記スペーサは、少なくとも２つのリセス（recess）を含み、当該各リセスは、各較正空間を規定する。前記拘束するステップは、前記リセスのうち１つのリセスに各自立部分をそれぞれ挿入することを含み、前記固定するステップは、前記拘束された各リボンを前記リセスのうち１つのリセスに関しそれぞれ固定することを含む。
（４）前記提供するステップでは、前記各リボンは、基板及び当該基板上のクラッドをさらに含み、光導波路が当該クラッド内に配列される。前記方法は、前記位置決めするステップの前に、前記各リボンの一端における前記基板の部分的除去又は層間剥離によって各自立部分を準備するステップをさらに有する。
（５）前記方法は、前記固定されたリボンを通して一断面を切断するステップをさらに有する。
（６）前記スペーサは、内部に一体化されたスルーホール・リセスを有するフェルール（ferrule）として提供される。
（７）前記提供されたスペーサは、フェルール及びスペーサ要素の両方を含み、前記位置決めするステップは、前記スペーサ要素及び前記リボンの両方を前記フェルール内に挿入するとともに、各自立部分を前記リセスのうち１つのリセスにそれぞれ挿入することを含む。
（８）前記提供されたスペーサは、フェルール及びスペーサ要素の両方を含み、前記位置決めするステップは、前記リボンのうち１つのリボンを前記フェルール内で位置決めするとともに、前記フェルール内の前記スペーサ要素の一部分を前記位置決めされたリボンに係合させることにより、当該係合された部分及び前記フェルールの間に較正空間を得ることを含み、前記拘束し且つ固定するステップは、当該得られた較正空間内で前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することを含む。
（９）前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することは、当該位置決めされたリボンを接着剤に露出させるとともに、当該接着剤を硬化させることを含む。
（１０）前記第２のリボンを拘束し且つ固定することは、前記スペーサ要素を通して前記接着剤を照射することをさらに含む。
（１１）前記方法は、Ｎ番目のリボンに関して固定されたＮ＋１番目のリボンを得るように、前記位置決めするステップ及び前記拘束し且つ固定するステップを繰り返すことをさらに含む。
（１２）前記リボンを固定するステップでは、前記リボンのうち１つのリボンを固定した後の前記位置決めの公差が、±１０μｍ未満であるように、好ましくは±５μｍ未満であるように、前記スペーサが較正される。
（１）前記拘束し且つ固定するステップでは、前記１つのリボンが接着剤を通して前記スペーサ内で固定される。
（２）前記拘束し且つ固定するステップは、前記スペーサ内に接着剤を満たすことをさらに含む。
（３）前記提供するステップでは、前記各リボンは、その一端に自立（free-standing）部分を具備し、前記スペーサは、少なくとも２つのリセス（recess）を含み、当該各リセスは、各較正空間を規定する。前記拘束するステップは、前記リセスのうち１つのリセスに各自立部分をそれぞれ挿入することを含み、前記固定するステップは、前記拘束された各リボンを前記リセスのうち１つのリセスに関しそれぞれ固定することを含む。
（４）前記提供するステップでは、前記各リボンは、基板及び当該基板上のクラッドをさらに含み、光導波路が当該クラッド内に配列される。前記方法は、前記位置決めするステップの前に、前記各リボンの一端における前記基板の部分的除去又は層間剥離によって各自立部分を準備するステップをさらに有する。
（５）前記方法は、前記固定されたリボンを通して一断面を切断するステップをさらに有する。
（６）前記スペーサは、内部に一体化されたスルーホール・リセスを有するフェルール（ferrule）として提供される。
（７）前記提供されたスペーサは、フェルール及びスペーサ要素の両方を含み、前記位置決めするステップは、前記スペーサ要素及び前記リボンの両方を前記フェルール内に挿入するとともに、各自立部分を前記リセスのうち１つのリセスにそれぞれ挿入することを含む。
（８）前記提供されたスペーサは、フェルール及びスペーサ要素の両方を含み、前記位置決めするステップは、前記リボンのうち１つのリボンを前記フェルール内で位置決めするとともに、前記フェルール内の前記スペーサ要素の一部分を前記位置決めされたリボンに係合させることにより、当該係合された部分及び前記フェルールの間に較正空間を得ることを含み、前記拘束し且つ固定するステップは、当該得られた較正空間内で前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することを含む。
（９）前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することは、当該位置決めされたリボンを接着剤に露出させるとともに、当該接着剤を硬化させることを含む。
（１０）前記第２のリボンを拘束し且つ固定することは、前記スペーサ要素を通して前記接着剤を照射することをさらに含む。
（１１）前記方法は、Ｎ番目のリボンに関して固定されたＮ＋１番目のリボンを得るように、前記位置決めするステップ及び前記拘束し且つ固定するステップを繰り返すことをさらに含む。
（１２）前記リボンを固定するステップでは、前記リボンのうち１つのリボンを固定した後の前記位置決めの公差が、±１０μｍ未満であるように、好ましくは±５μｍ未満であるように、前記スペーサが較正される。
第２の側面に従って、本発明は、前記第１の側面に従った方法により組み立てられたフレキシブル光導波路リボンのスタックに向けられている。当該スタックの一端面では、前記各リボンの端面は、各較正断面（calibrated section）内でそれぞれ較正される。
第３の側面に従って、本発明は、前記第２の側面に従ったフレキシブル光導波路リボンのスタックから成る光コネクタに向けられている。
第４の側面に従って、本発明は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるためのスペーサに向けられている。当該スペーサは、少なくとも２つの較正空間を有し、（１）当該スペーサ内で前記リボンの位置決めすること、（２）前記リボンを前記各較正空間において拘束すること、及び（３）前記リボンを固定することを可能にするように構成される。
以下、本発明の非制限的な実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明に従った方法、スペーサ及び光導波路リボンを組み立てたスタックを説明する。
本発明は、リボンＲｎが積み重ねられる場合に、個々の導波路リボンの製作公差が累積しないこと、導波路リボンの製作がより容易になり、その結果、費用効率がより高くなること、厚さ制御式導波路リボンに基づく技術において必要とされる設計と比較して、フェルールの設計が遙かに簡単であること等の効果を奏する。
以下の説明の概論として、本発明の一般的な側面は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法に向けられていることに留意されたい。
最初に、１つのリボンが他のリボン上に積み重ねられるように、光導波路リボン（フレックスとも称する）が、スペーサ内で位置決めされる。次に、固定する前に、所与のリボンが、スペーサの各較正空間内で拘束される。従って、個々の導波路リボンの製作公差は、スタックに沿って累積（sum-up）しない。このことは、リボンを位置決めする際の垂直方向の任意の不正確さに当てはまる。複数の層の拘束を固定するか又は強化するためには、例えば、複数の要素を位置決めした後にスペーサ内の空となって残されている空間内に接着剤を満たすようにすればよい。このようにして、スタックの総合精度を容易に制御することができる。言い換えると、個々の層の厚さを制御するための要件を緩和させることができる。特に、種々の層は、以下で詳述する実施形態に従って、一斉に又は１つずつ位置決めすることができる。
図１は、単一の導波路リボンＲ１の横断面図を示す。この光導波路は、光信号を伝送するためのＭ個の光導波路コアＣ１ａ，Ｃ１ｂ，…，を含む。これらのコアは、基板Ｒ１ｓ上のクラッド（cladding）Ｒ１ｕ、Ｒ１ｌ内に設けられる。より正確には、クラッドは、コアを構成する上部クラッドＲ１ｕ及び下部クラッドＲ１ｌを含む。そのようなリボン自体は、公知である。
図２は、互いの上に直接配列されたＮ個の導波路リボンＲ１，Ｒ２，…，Ｒｎ（以下「リボンＲｎ」と総称）のスタックＡＲｆを示す横断面図である。以下で説明する実施形態は、図２に概略的に示されているようなスタックＡＲｆを組み立てることを目的とする。
広義には、図示の断面は、本発明の実施形態によって得られる、リボンＲｎの組み立てられたスタックＡＲｆの一端部の断面図である。この断面のレベルでは、各リボンＲｎは、図２では方形によって表される各較正断面内に適合する。
前述のように、各リボンＲｎは、Ｍ個の光導波路を含む。各リボンＲｎ内の光導波路（例えば、Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，…，）は、所与の間隔又はピッチＰｈで、長手方向に互いに平行して配列される。この間隔は、例えば、精度が±５μｍ又はこれより良い精度（すなわち、±１〜２μｍ）であるとき、２５０μｍ以下とすることができる。
これらのリボンＲｎは、実質的に同じ所定の厚さを有する。ここでは、それらの厚さは、期待されている垂直ピッチＰｖよりも小さい。垂直ピッチＰｖの典型的な値は、２５０μｍである。より正確には、単一リボン内の種々の層に対する典型的な値は、次の通りである。
基板： １００μｍ
下部クラッド： ３０〜４０μｍ
コア： ４０〜５０μｍ
上部クラッド（コア上）： ３０〜４０μｍ
基板： １００μｍ
下部クラッド： ３０〜４０μｍ
コア： ４０〜５０μｍ
上部クラッド（コア上）： ３０〜４０μｍ
従って、リボンＲｎの厚さは、約２００〜２３０μｍであり、垂直ピッチＰｖよりも小さい。リボンＲｎのスタックＡＲｆ又は光コネクタについて本発明において期待されているような典型的な公差は、通常の表記法を使用して、図２に示されている。参照記号Ｇは、後述する推奨実施形態において用いられる接着剤を示す。
明らかに、各層は、完全に一定の厚さを有することはなく、完全に平面状になることもない。それにも拘わらず、本発明の実施形態は、各層が各較正空間に対して調整されることに帰着し、その結果、そのような不正確さの影響が緩和される。これがどのように得られるかは、以下の説明から明らかであろう。
次に、図３〜図７を参照して、全てのリボンＲｎが一斉に組み立てられる、第１の一般的な実施形態を説明する。
先ず、リボンＲｎ及び１つのスペーサが提供される。好ましくは、各リボンＲｎは、その一端に自立部分を具備する。自立部分の一例は、図３の参照記号Ｒ１ｆｓｐによって表され、より一般的には、他の図面の参照記号Ｒｎｆｓｐによって表される。そのような自立部分は、例えば、レーザ・アブレーションによる基板Ｒ１ｓの部分的除去（図３のステップＳ３００）、又は基板Ｒ１ｓの層間剥離（図３の代替ステップＳ２００）によって得ることができる。従って、リボンＲ１の一端は、自立部分Ｒ１ｆｓｐのレベルで薄型化される。この薄型化は、スペーサ内のリボンＲｎのより容易な位置決め及び挿入を可能にするだけでなく、スペーサのより容易な機械加工を可能にする（図４に関連する後述の説明を参照）。
次に、図４を参照すると、図示したリボンＲｎの横断面は、前述のように、薄型化した基板を明白に示している。リボンＲｎの形状は、図５に示されている通りである。
提供されたリボンＲｎは、組立体ＡＲｉを形成する。組立体ＡＲｉは、まだ必ずしも積み重ねられていない（図４（Ａ）のステップＳ１０）。リボンＲｎは、よりコンパクトな組立体を形成するように積み重ねられる（図４（Ｂ）のＡＲｓを参照）。従って、その結果として得られたスタックＡＲｆは、より容易にスペーサＳｐ内に挿入することができる（図４（Ｂ）のステップＳ２０）。
図示のスペーサＳｐは、リボンＲｎを組み立てるために適切に設計されている。スペーサＳｐは、リセスＳｐＲｎによって規定された、較正空間を含む。図４の例では、スペーサＳｐの本体（すなわち、フェルールＳｐＦ）内にこれらのリセスＳｐＲｎが一体化されることに留意されたい。一般に、フェルールＳｐＦを成形するために、マスタが作られる。一般に、このマスタは、リーマで薄くされるか、ドリルで穴が開けられるか、又は圧延される。次に、このマスタ内の射出成形によって、フェルールＳｐＦを得ることができる。その結果、得られたリセスＳｐＲｎは、スペーサＳｐの本体内で一体化される。これらのリセスＳｐＲｎは、実質的に平行な舌部によって規定されることに留意されたい。一般に、これらの舌部の幅は３ｍｍであり、これらのリセスの厚さは１００〜１５０μｍである。
さらに、フェルールＳｐＦは、図４（Ｂ）のステップＳ２０に例示するように、積み重ねられた組立体ＡＲｓを挿入するか、又はスペーサＳｐ内でリボンＲｎを事前位置決めすることを可能にするための較正ルームＣＲを規定する。
有利であるのは、リセスＳｐＲｎをスルーホールとして設計することができるという点である。すなわち、これらのスルーホールは、２つの開口端部を有する（図４及び図５を参照）。こうすると、ブラインドホールに比べて製造がより簡単になるだけでなく、スタックＡＲｆを固定した後のその最終加工を単純化することができる。このことは、図４から明らかであろう。
リセスＳｐＲｎは、その内部にリボンＲｎの自立部分を挿入するのに適した形状を有する（図４（Ｃ）のステップＳ３０）。前述のように、薄型化した自立部分を有するリボンＲｎを提供すると、スペーサＳｐ内のそれらの位置決めがより簡単になる。さらに、そのようにすると、本明細書に記載するように、スペーサＳｐの機械加工がしやすくなる。このことが特に当てはまるのは、図４の実施形態のように、較正空間を規定するリセスＳｐＲｎが、フェルール本体ＳｐＦを有する単一の部材に構築される場合である。一般に、リセスＳｐＲｎ及び自立部分の厚さは１００〜１５０μｍであるから、機械加工の妥当な歩留まりを期待することができる。言いかえれば、リボンＲｎの端部を薄型化しないと、リセスＳｐＲｎを規定する舌部をより薄くしなければならないが、そのようにすることは製造上の観点からより困難になるであろう。
従って、自立部分を、スペーサＳｐのそれぞれのリセスＳｐＲｎにおいて容易に受け取ることができ（図４（Ｃ）のステップＳ３０及び図４（Ｄ）のステップＳ４０）、その結果、最終的な位置が確定される（ここで、各自立部分の端部は、スペーサＳｐの右側側壁の外側にわずかに突出している）。言いかえれば、この段階において、各リボンＲｎは、各較正空間内の一端に拘束され、固定する準備ができている。さらに、スタックＡＲｆ自体は、フェルールＳｐＦの全体的な較正ルームＣＲ内で位置決めされる。
この段階において、リボンＲｎは、依然としてそれらの自立部分のレベルにおいて不安定な状態にあり、まだ固定されていない。これは、例えば、接着剤Ｇを通して、リセスＳｐＲｎに関しリボンＲｎをさらに拘束することにより固定することができる（図４（Ｅ）のステップＳ５０）。前述のように、接着剤Ｇは、例えば、スペーサＳｐ内の空となって残されている空間内に満たすことができる。そのようにすると、以前にリボン基板によって占有されていた空間を満たすことになるであろう。さらに、接着剤Ｇは、リボンＲｎの自立部分を、リセスＳｐＲｎによって規定された基準位置に対し拘束することになる。この点に関連して、図４（Ｅ）及び図４（Ｆ）に示すように、これらのリセスＳｐＲｎは、接着剤Ｇを満たす際に、接着剤ＧがリボンＲｎの各自立部分を所与の壁部（ここでは、図４（Ｅ）及び図４（Ｆ）に示すように、リセスＳｐＲｎの下部にある平坦な壁部）に向かって強制するように設計することができる。この目的のため、リセスＳｐＲｎの上部にある壁部は、広がりのあるフレア部を有する、わずかに湾曲した断面を有することができる。
従って、一旦硬化されるか又は乾燥されると（図４（Ｆ）のステップ５２）、接着剤Ｇは、リボン・スタックＡＲｆを一端に固定し、リボンＲｎの端部をより正確に固定することができる。
次に、固定されたリボンＲｎの一端面、例えば、図示のように突出する端部を切断することにより（図４（Ｅ）のステップＳ５５及び図４（Ｆ）のステップＳ６０）、最終加工が得られる。この段階では、結果的なスタックＡＲｆは、綺麗な端面を有する。右側から見ると、図２を参照して既に説明したように、リボンＲｎの一端面は、方形の較正断面内に適合するであろう。図２を再び参照すると、リボンＲｎによって空にしておかれた空間が、接着剤Ｇによって満たされていることが分かる。
図５は、スタックＡＲｓがフェルールＳｐＦの空洞に挿入されている間の、すなわち図４（Ｂ）のステップＳ２０及び図４（Ｃ）のステップＳ３０の間の或る時点における、スペーサＳｐ及びスタックＡＲｓの斜視図を示す。図５の破線の方形は、図４（Ａ）〜図４（Ｆ）の横切断面を示す。後者の図面において既に可視となっているように、リセスＳｐＲｎは、挿入側でわずかなフレア部を呈することが好ましい。それらの全体寸法は、リボンＲｎ、それらの垂直スタック内で求められる精度、スペーサＳｐを機械加工するために使用される材料及び機械加工の精度によって決定される。
この点に関連して、フェルール本体ＳｐＦの材料は、熱的に安定しており、適当に硬く、耐久性があるという理由で、セラミック又はガラス部品であることが好ましい。例えば、セラミック部品（例えば、フェルール本体の質量の８０％）については、これをポリフェニレン・サルファイド（ＰＰＳ）又はエポキシのような、ポリマ・マトリクス内に分散させることができる。
なお、実施形態では、リボンＲｎを位置決めするステップの後に、リボンＲｎを拘束するステップを実施するようにしているが、これらのステップを（少なくとも部分的に）同時に実施するか、又は交互に実施することもできる。
図６は、図４を参照して説明した実施形態の変形に従った、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるためのステップを例示する。全体的な概念は、図４のそれと基本的に同じである、すなわち、リボンＲｎのスタックをスペーサ内で位置決めし（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のステップＳ２０〜Ｓ４０）、次に固定する（ステップＳ５２）前に、それらを各較正空間内で拘束する（図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）のステップＳ３０〜Ｓ５０）。
主要な相違点は、図６では、スペーサが２つの別個の要素、すなわち、フェルールＳｐＦ及びスペーサ要素ＳｐＥを含むということである。スペーサ要素ＳｐＥ内にリセスＳｐＲｎが設けられることに留意されたい。
従って、種々のコンポーネントを位置決めするステップ（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のステップＳ２０〜Ｓ３０）は、スペーサ要素ＳｐＥ及びリボンＲｎの両方をフェルールＳｐＦ内に挿入することを必要とする（ステップＳ２０）。さらに、図４の実施形態のように、リボンＲｎの自立部分が、それぞれのリセスＳｐＲｎ内に挿入される（図６（Ｂ）のステップＳ３０〜Ｓ４０）。
従って、固定したリボンＲｎを通して断面を切断することは、スペーサ要素ＳｐＥを通して断面を切断することにより同様に達成することができる（図６（Ｃ）のステップＳ５５）。ここで、切断されるスペーサ要素部分は失われる。しかし、そのような変形は、フェルールＳｐＦ及びそのコンポーネント、特にスペーサ要素ＳｐＥの機械加工を容易にするという点で有利である。
図７は、図６の変形に従った、スペーサ要素ＳｐＥ及びフェルールＳｐＦのコンポーネントの斜視図を示す。ここでは、リセスＳｐＲｎをスルーホールとして設ける必要がないことに留意されたい。
以下、全てのリボンＲｎを一斉に位置決めする代わりに、１つずつ較正するようにした、他の実施形態を説明する。
図８は、そのような実施形態に適した、スペーサ要素ＳｐＥ及び単一のリボンＲ１を概略的に示す分解組立図である。
前述のように、スペーサは、２つの部品、すなわち、フェルールＳｐＦ及びスペーサ要素ＳｐＥを含む。図８に示すように、フェルールＳｐＦは、依然として、所与のリボンを挿入し且つ当該リボンを事前位置決めすることを可能にするルーム（開放部）を規定する。さらに、スペーサ要素ＳｐＥは、リセスによって規定された較正空間を有する代わりに、フェルールＳｐＦのＵ字形の断面に対し部分的に相補的なＴ字形の断面を有する、スタンプ（stamp）として設計される。説明の便宜上、以下これを「スタンプ」と称する。
図９は、図８と同じスタンプＳｐＥの一例を示す斜視図である。
図８から分かるように、リボンＲ１をフェルールＳｐＦ内で位置決めした後、スタンプＳｐＥの一部分は、フェルールＳｐＦ内で位置決めされたリボンＲ１上にスライド自在に係合することができる。スタンプＳｐＥの寸法は、例えば、当該スタンプのエッジによって、その下部壁面がフェルールＳｐＦの上部壁面に到達するのを防止するように、適切に選択される。従って、較正空間は、スタンプの係合部分の下部壁面及びフェルールＳｐＦの上部壁面の間に規定することができる。このように、挿入されたリボンＲ１は、較正空間内に適合するように強制され、その後に、較正空間内で固定されるであろう。
もし、プロセスの各段階で較正空間を維持することができれば、リボン・スタックの複数の層を調整するために、必要に応じて、前述の操作を繰り返すことができる。この目的のため、最も効率的な操作モードは、わずかに異なる高さ（図９の記号ｈによって表される）を有する、１組のスタンプを提供することであろう。
例えば、Ｎ＋１番目のスタンプの係合部分の高さｈＮ＋１は、Ｎ番目のスタンプのそれからＮ＋１番目の層を較正する空間の高さｅＮ＋１を減じた値に等しくすることができる。すなわち、ｈＮ＋１＝ｈＮ−ｅＮ＋１である。さらに、高さｅは一般に各層において同じであるから、ｈＮ＋１＝ｈＮ−Ｎｅとなり、その結果、一定の較正空間が提供されることになる。
或る変形では、スタンプＳｐＥは、例えば、種々の寸法を有する自己接着性の、１組のスタンド（stand）ＳｐＥｓを具備することができる。１組の異なるスタンプＳｐＥを使用する場合であっても、これらのスタンドＳｐＥｓを具備することは有利である。というのは、これらのスタンドＳｐＥｓは、受容面上に存在するちり粒子の影響を最小化することを可能にするからである。もちろん、スタンプＳｐＥの各々について、同じスタンドＳｐＥｓを設けることも可能である。
図１０〜図１９は、第２の主要な実施形態に従ったステップを例示する。
先ず、フェルールＳｐＦが提供される（図１０のステップ１０）。
次に、図８にも示すように、第１のリボンＲ１がフェルールＳｐＦ内で位置決めされる（図１１のステップ２１）。一般に、リボンＲ１の厚さは、垂直ピッチＰｖよりも小さいことに留意されたい。
好ましくは、接着剤Ｇが、位置決めした層の上部表面に露出される（図１２のステップＳ２２）。この接着剤は、容易に流れるように低粘度であることが好ましい。
次に、較正空間の位置が得られるまで、スタンプＳｐＥの一部分がフェルールＳｐＦ内で係合する（図１３及び図１４のステップＳ２３〜Ｓ５０）。特に、この位置が行程端で自動的に得られるように、スタンプＳｐＥの寸法及び形状が定められている。図示のように、較正空間の高さは、１×Ｐｖ（垂直ピッチ）に対応する。
第１の実施形態のように、リボンＲ１の空間的配置は、スペーサのコンポーネントによって拘束される。さらに、接着剤Ｇは、当然ながら空の空間を埋めて、適用される拘束を分散させることに寄与する。この層がより均等に分散される結果、その位置決め及び全体的なピッチにおいてより良い精度が得られる。
この段階では、例えば、ＵＶ光によって接着剤Ｇを硬化させることにより、現在の層の端部を固定することができる。なお、ギャップを満たすために使用される接着剤Ｇは、例えば、単にクラッド材自体とすることができる。この材料は、多くの利点（例えば、接着力、低粘度、ＵＶ硬化性、追加の材料を使用する必要性を排除し、従って大量生産に有利であるという特性等）を有する。
接着剤Ｇは、必ずしもＵＶ硬化性である必要はない。接着剤Ｇは、標準の酸化接着剤、又は熱硬化性接着剤とすることができるからである。
しかし、ＵＶ硬化性接着剤を想定すると、スタンプＳｐＥは、セットアップが簡単になるように、対応する波長について透過性を有することが好ましい。例えば、スタンプＳｐＥを石英から作ることができるであろう。
この段階では、接着剤Ｇが空の空間を満たしているから、この層の上部表面は、スタンプＳｐＥの下部壁面のそれに実質的に対応する。従って、次の層におけるリボンＲｎの位置決めは、現在のリボンと独立に行われる。これは、図２に概略的に示す通りである。
この点に関連して、硬化後にスタンプＳｐＥが接着剤Ｇに付着することを回避するために、接着剤Ｇと接触する少なくともスタンプ表面は、反付着コーティング（例えば、フッ素系コーティング）を有することができる。例えば、そのような層は、プラズマ蒸着又は他の適切な技術によって付着させることができるであろう。
接着剤Ｇを硬化させ後に、スタンプＳｐＥが除去される。スタンプＳｐＥが再使用される場合、そのコーティングは、特定の段階で特定の疲労を呈することがある。しかし、プラズマ蒸着のような技術は、簡単なプロセスであるから、これは主要な欠点とはならないであろう。自己組織化では、スタンプＳｐＥをポリマ溶液に浸すだけで十分であるからである。高度の大量生産に移行する場合は、スタンプＳｐＥを再使用できるようにすることが特に有利である。その主たる理由は、これを高精度で製造する必要があるという点にある。
最後に、第２のリボン層Ｒ２について図１５〜図１７に例示するように、毎回スタンプＳｐＥを適応させるか又は変更することを望む場合には、必要に応じて、以前のステップを繰り返すことができる。図１８は、４つのフレキシブル光導波路リボンＲｎ（ｎ=１〜４）の組み立てられたスタックを例示する。
最上層ＴＬ（図１９）の最終加工については、導波路スタックの最上面に従来の特定の接着剤を加えることが好ましい。必要であれば、フェルールＳｐＦを閉じ且つその形状を用いられている特定の標準に準拠させるために、追加のフェルール部材を最上面に加えることができる。その後、スタックの最上面にある接着剤を、例えば、酸化又は熱的によって、硬化させることができる。
本発明に関連する追加のコメントは、次の通りである。
以上で提案された解決策では、リボンＲｎの厚さは、所望の垂直ピッチＰｖより小さくなるように設計されている。そのようなリボンＲｎを、例えば、フェルールＳｐＦ内に挿入した後、特定の流体接着剤（前述のように、クラッド材でもよい）が最上面に加えられる。スペーサによって規定されたクリアランスは、所望の導波路ピッチに対応する。興味深いことに、本発明の実施形態は、過剰液体をフェルールＳｐＦの前面及び後面上に容易に追い出すことを可能にする。
さらに前述のように、本発明の利点は、リボンＲｎが積み重ねられる場合に、個々の導波路リボンの製作公差が累積しないということである。
多モード導波路間で得る必要のあるアラインメント精度の典型的な数値は、最大で±５μｍである。一方、リボンＲｎの厚さの製作精度は、±１〜２μｍ（又はより悪い）であるのが普通である。従って、固定した厚さのリボンＲｎを積み重ねるときの弱さにつながる。
本発明のアプローチの他の利点は、現在のスペーサ要素の厚み公差が、多くても当該現在の層及び次の層に影響を及ぼし得るが、より高い層には影響しないということにある。従って、製作の不正確さはスタックに関して累積しない。
追加の利点は、接着剤Ｇに起因して、個々の層がフェルールＳｐＦに対し機械的に付着されるということである。このことは、全ての層が適所にある場合に、重大な接着剤ステップが帰納的に含まれるアプローチとは対照的である。
このことがさらに有利であるのは、本発明の実施形態のように、フレキシブル光導波路リボンを組み立てたスタックが、光コネクタＯＣ（図１９を参照）内で使用される場合である。このケースでは、フェルールＳｐＦは、例えば、コネクタ・フェルールである。
さらなる利点は、導波路リボンの製作がより容易になり、その結果、費用効率がより高くなるということである。というのは、単一層の厚さを制御するために、例えば、複雑なフィードバック蒸着を必要とする公知の方法のように、全体的な厚さを正確に制御することを必要としないからである。
さらなる利点は、厚さ制御式導波路リボンに基づく技術において必要とされる設計と比較して、フェルールの設計が遙かに簡単であるということである。
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び均等物を考案ないし工夫することができる。さらに、特定の状況を適応させるために、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対し多くの修正を施すことができる。従って、本発明は、本明細書に開示した特定の実施形態に制限されるのではなく、請求項の記載の範囲に属する全ての実施形態を包含するものと解すべきである。例えば、本発明は、光コネクタを超える適用についても、これを包含するものと解すべきである。さらに、主要な１つの実施形態の事項は、他のものにも適用することができる。
ＡＲｆ・・・・・・リボンのスタック
ＡＲｓ・・・・・・リボンの組立体
Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ・・コア
ＣＲ・・・・・・・較正ルーム
Ｇ・・・・・・・・接着剤
Ｒ１ｓ・・・・・・基板
Ｒ１ｕ・・・・・・上部クラッド
Ｒ１ｌ・・・・・・下部クラッド
Ｒｎ・・・・・・・リボン
Ｒｎｆｓｐ・・・・リボンの自立部分
Ｓｐ・・・・・・・スペーサ
ＳｐＥ・・・・・・スペーサ要素（スタンプ）
ＳｐＥｓ・・・・・スタンド
ＳｐＦ・・・・・・フェルール
ＳｐＲｎ・・・・・リセス
ＡＲｓ・・・・・・リボンの組立体
Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ・・コア
ＣＲ・・・・・・・較正ルーム
Ｇ・・・・・・・・接着剤
Ｒ１ｓ・・・・・・基板
Ｒ１ｕ・・・・・・上部クラッド
Ｒ１ｌ・・・・・・下部クラッド
Ｒｎ・・・・・・・リボン
Ｒｎｆｓｐ・・・・リボンの自立部分
Ｓｐ・・・・・・・スペーサ
ＳｐＥ・・・・・・スペーサ要素（スタンプ）
ＳｐＥｓ・・・・・スタンド
ＳｐＦ・・・・・・フェルール
ＳｐＲｎ・・・・・リセス
Claims (13)
- フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法であって、
少なくとも２つの光導波路リボン（Ｒ１〜Ｒｎ）及び１つのスペーサ（Ｓｐ、ＳｐＥ〜ＳｐＦ）を提供するステップ（Ｓ１０）を有し、
前記各リボンは、その一端に自立部分（Ｒｎfｓｐ）を具備し、前記スペーサは、少なくとも２つのリセス（ＳｐＲｎ）を含み、当該各リセスは、各較正空間を規定し、基板（Ｒｎｓ）及び当該基板上のクラッド（Ｒｎｕ、Ｒｎｌ）をさらに含み、光導波路（Ｃｎａ，Ｃｎｂ，…）が当該クラッド（Ｒｎｕ）内に配列され、
前記スペーサは、少なくとも２つの較正空間（ＳｐＲｎ）を提供し、
前記各リボンの一端における前記基板の部分的除去（Ｓ３００）又は層間剥離（Ｓ２００）によって前記各自立部分を準備するステップと、
前記リボン（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち他のリボン（Ｒｎ）上に積み重ねられた１つのリボン（Ｒｎ＋１）を前記スペーサ内で位置決めするステップ（Ｓ２０〜Ｓ４０、Ｓ２１）と、
前記各較正空間において前記各自立部分を前記リセス（ＳｐＲｎ）のうち１つのリセスにそれぞれ挿入することによって前記位置決めされたリボン（Ｒｎ＋１）を拘束し、且つ当該拘束されたリボンを前記他のリボン（Ｒｎ）上に前記リセス（ＳｐＲｎ）のうち１つのリセスに関しそれぞれ固定することによって固定するステップ（Ｓ３０〜Ｓ５０）をさらに有する、方法。 - 前記拘束し且つ固定するステップでは、前記１つのリボン（Ｒｎ＋１）が接着剤（Ｇ）を通して前記スペーサ内で固定される、請求項１に記載の方法。
- 前記拘束し且つ固定するステップは、前記スペーサ内に前記接着剤（Ｇ）を満たすことをさらに含む、請求項２に記載の方法。
- 前記固定されたリボンの一端面において、スペーサから突出する端部を、または突出する端部を含むスペーサごとを、切断するステップ（Ｓ５５）をさらに有する、請求項１に記載の方法。
- 前記スペーサが、内部に一体化されたスルーホール・リセス（ＳｐＲｎ）を有するフェルール（ＳｐＦ）として提供される、請求項４に記載の方法。
- 前記提供されたスペーサが、フェルール（ＳｐＦ）及びスペーサ要素（ＳｐＥ）を含み、当該スペーサ要素がリセス（ＳｐＲｎ）を含み、
前記位置決めするステップ（Ｓ２０〜Ｓ３０）が、
前記スペーサ要素及び前記リボンの両方を前記フェルール内に挿入すること（Ｓ２０）、及び
前記各自立部分を前記リセスのうち１つのリセスにそれぞれ挿入すること（Ｓ３０〜Ｓ４０）を含む、
請求項４に記載の方法。 - 前記提供されたスペーサが、フェルール（ＳｐＦ）及びスペーサ要素（ＳｐＥ）の両方を含み、
前記位置決めするステップ（Ｓ２１〜Ｓ２３）が、
前記リボン（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち１つのリボン（Ｒ２）を前記フェルール内で位置決めすること、及び
前記フェルール内の前記スペーサ要素（ＳｐＥ）の一部分を前記位置決めされたリボンに係合させることにより、当該係合された部分及び前記フェルールの間に較正空間（ＣＳ２）を得ること（Ｓ２３）を含み、
前記拘束し且つ固定するステップが、前記得られた較正空間内で前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定すること（Ｓ５０、Ｓ５２）を含む、
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の方法。 - 前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することが、当該リボンを接着剤（Ｇ）に露出させること（Ｓ２２）、及び当該接着剤を硬化させることを含む（Ｓ５２）、請求項７に記載の方法。
- 前記第２のリボンを拘束し且つ固定することが、前記スペーサ要素を通して前記接着剤を照射することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
- Ｎ番目のリボンに関して固定されたＮ＋１番目のリボンを得るように、前記位置決めするステップ及び前記拘束し且つ固定するステップを繰り返すことをさらに含む、請求項７又は請求項９に記載の方法。
- 前記リボンを固定するステップでは、前記リボン（Ｒ１〜Ｒｎ）のうち１つのリボンを固定した後の前記位置決めの公差が、±１０μｍ未満であるように、好ましくは±５μｍ未満であるように、前記スペーサが較正される、請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の方法。
- 請求項１ないし請求項１１の何れか１項に記載の方法により組み立てられたフレキシブル光導波路リボン（Ｒｎ）のスタックであって、当該スタックの一端面では、前記各リボンの端面が各較正断面内でそれぞれ較正される、スタック。
- 請求項１２に記載のフレキシブル光導波路リボン（Ｒｎ）のスタックから成る、光コネクタ（ＯＣ）。
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