JPH0419701A - 光導波路部品の実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学基板上に形成された複数本の近接した光
導波路型入出力ポートを有する光導波路回路に、複数本
の光ファイバを接合固定する先導波路部品の実装構造に
関するものである。

（従来の技術） 従来、１本の先導波路型入出力ポートを有する光導波路
基板と入出力各１本の光ファイバを接合した光導波路部
品の実装構造を提案した（特願平２−７３２０７号公報
）。

第２図は、この従来の光導波路部品の実装構造を示す斜
視図である。この実装構造では、予め実装ケース１の光
学基板保持台１ａ上に、光学基板２を比較的柔軟性の良
い常温硬化型接着剤４により固定した後、この光学基板
２に形成された光導波路３端面と光ファイバ心線５の被
覆５ａを除去した光ファイバ５ｂの光入出射端面とを、
例えば紫外線硬化型接着剤７により接合して接合部６を
構成している。なお、接合部６は、同時に紫外線硬化型
接着剤５により固定した光ファイバ５ｂの径より大きい
径の補強用バイブ８により補強される。

さらに、接合部６を構成後、光ファイバ５ｂに座屈荷重
を加えて、光ファイバ５ｂを座屈変形させた状態で、光
ファイバ心線５が挿通され、実装ケース１の側板１ｂに
固定された保護用パイプ９ａに対し、光ファイバ心線５
の被覆５ａを比較的柔軟性の良い常温硬化型接着剤４で
固定し、この固定部１０と接合部６との間に応力緩和部
１１を設けている。

このような実装構造によれば、光学基板２の熱膨張係数
と黄銅等からなる実装ケース１の熱膨張係数とが著し−
く異なっていても、接合部６へ作用する引張荷重あるい
は圧縮荷重を緩和できる。従って光導波路３端面と光フ
ァイバ５ｂとの接合面の剥離あるいは破断を防止でき、
動作温度範囲内の特性劣化や故障の影響を受けずに使用
できるという利点を有している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の実装構造では、近接した複数
本の光導波路型入出力ポートを有する光導波路３と複数
本の光ファイバ５ｂを接合固定するには、各光ファイバ
と光導波路との接合部６毎に光ファイバ５ｂの径より太
い補強用パイプ８を使用しなければならない。

このため、光学基板２上に形成される光導波路３の間隔
を大きくしなければならない等の制約があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、１本の光導波路型入出力ポートを有する先導
波路と入・出力各１本の光ファイバを接合固定する技術
を損わず、かつ、先導波路間隔に著しい制約を加えるこ
となく複数本の光ファイバと複数本の近接した光導波路
とを接合固定することができ、しかも信頼性の高い光導
波路部品の実装構造を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明では、実装ケースに保
持した光学基板における先導波路端面に、複数本の光入
出力用光ファイバを接合する光導波路部品の実装構造に
おいて、各光ファイバ端部を所定間隔をおいて配列した
光ファイバアレ一部材を有し、該光ファイバアレ一部材
端部と前記光学基板とを各光ファイバと光導波路とが光
学的に結合するように接合して接合部を構成するととも
に、前記各光ファイバの軸方向の一ケ所を前記実装ケー
スに固定して固定部を構成し、かつ、前記接合部と前記
固定部間に前記各光ファイバを座屈させて形成した応力
緩和部を設けた。

（作　用） 本発明によれば、各光ファイバ端面と各先導波路端面同
士のみの接合に比べて、接合部における光学基板との接
触面積が大きくなる。このため、接合部にかかる外力等
が緩和される。

また、使用時の温度が実装時の温度と比較して、高温側
では接合部と固定部間の光ファイバには圧縮荷重が作用
し、実装時の温度よりも低温側では引張荷重が作用する
。これらの荷重は、予め光ファイバに設けた応力緩和部
で緩和されて、接合部の強度以下となり、接合部の剥離
、破断が防止される。

（実施例） 第１図は、本発明に係る先導波路部品の実装構造の一実
施例を示す斜視図であって、従来例を示す第２図と同一
構成部分は同一符号をもって表す。

即ち、１は黄銅からなる実装ケース、１ａは実装ケース
１の中央部に設けられた光学基板保持台、１ｂは実装ケ
ース１の長手方向両端に設けられた側板、２ａはＬｉＮ
ｂＯ３結晶からなる光学基板、３ａは光学基板２ａに例
えばＴｉ拡散法で形成された先導波路で、２本の近接し
た先導波路型入出力ボート３ａ−１，３ａ−２（以下、
これらを先導波路と称する）を有する。４は光学基板２
ａの固定用常温硬化型接着剤、５−１．５−２は光ファ
イバ心線、５−１８．５−２ａは光ファイバ心線５−１
．５−２の被覆、５−１ｂ、５−２ｂは光ファイバ（被
覆５−１ａ、５−２ａを除去した部分）、６ａは光導波
路３ａの端面と各光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂの先人
出端面との接合部、７は接合部６ａの固定用紫外線硬化
型接着剤である。

９ａは光ファイバ心線５−１．５−２の２本を挿通可能
な内径を有する光ファイバ５−１ｂ。

５−２ｂの保護用パイプで、その先端部の後記するスリ
ット９１が接合部６ａ近傍に位置するように実装ケース
１の側板１ｂに貫通して取り付けられている。１０は光
ファイバ心線５−１．５−２の被覆５−１ａ、５−２ａ
端部をパイプ９ａの後端部に接着剤４で固定した固定部
、１１ａは光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂを座屈させて
形成した応力緩和部である。

１２は光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂの端面を整合させ
て並列に固定した光ファイバアレ一部材で、光ファイバ
５−１ｂ、５−２ｂと光導波路３ａ−１，３ａ−２との
各々が光学的に結合するように、光学基板２に対して紫
外線硬化型接着剤７により固定され、接合部６ａを構成
している。

第３図は光ファイバアレ一部材１２の構成並びに保持構
造を示す図である。光ファイバアレ一部材１２は、具体
的には第３図に示すように、補助基板１２１の上面に僅
かな間隔をおいてＶ溝１２２．１２３が並列して形成さ
れ、このＶ溝１２２．１２３の各々に光ファイバ５−１
ｂ。

５−２ｂを埋設し固定した構成となっている。

また、補助基板１２１は保護用パイプ９ａの外径より大
きい幅を有し、保護用パイプ９ａの先端部に光学基板２
ａの端面と対向するように形成されたスリット９１内に
その後端部が挿入されている。

このとき、補助基板１２１の後端部は、第３図の（ａ）
に示すように、応力緩和部１１ａ形成前にスリット９１
の途中に位置し、一方、光導波路端面との接合部となる
先端部は、パイプ９ａの先端から突出するような状態で
固定される。

１３は保護用パイプ９ａの長手方向の所定位置を実装ケ
ース１の側板１ｂに対し溶接あるいは接着剤で固定した
固定部である。

この固定部１３は、接合部６ａと固定部１０を構成した
後、保護用パイプ９ａを光軸に対して平行に光学基板２
ａ方向に押し込むことで、光ファイバアレ一部材１２と
固定部１０間の光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂに対し座
屈荷重を加えて座屈形状とした応力緩和部１１ａを設け
た状態で、固定し、構成される。

このように構成される応力緩和部１１ａの実装時の形状
及び長さは、使用温度範囲における光学基板の温度歪と
実装ケース１の温度歪の差に相当する歪を吸収できるよ
うに設定される。

本実施例では、光学基板２ａの熱膨張係数（１５０ｐｐ
ｍ／ｄｅｇ　）が実装ケース１の熱膨張係数（１８ｐｐ
ｍ／ｄｅｇ　）と著しく異なっているため（約１桁）使
用時の温度が実装時の温度と比較して、高温側では光フ
ァイバ５−１ｂ、５−２ｂに圧縮荷重が作用し、低温側
では引張荷重が作用する。

また、温度上昇時に、荷重が前述した座屈荷重を超える
と、荷重は一定のままで、光ファイバ５−１ｂ、５−２
ｂの端部の変位が進むことになる。

これら引張荷重（低温側）あるいは圧縮荷重（高温側）
が接合部６ａに作用することになり、これにより生じる
恐れのある接合部６ａの剥離あるいは破断を防止するた
め、側荷重が接合部６ａの強度以下となるように、応力
緩和部１１ａが設けられている。

次に、第４図に基づき、第１図の実装工程について説明
する。

まず、Ｔｉ熱拡散法で光導波路３ａが形成されたＬ　ｉ
　Ｎ　ｂ　０３結晶からなる光学基板２ａを所望の大き
さに切断するとともに、光導波路３ａの端面を光学研磨
する。次いで、第４図の（ａ）に示すように、光学基板
２ａを常温硬化型接着剤４により光学基板保持台１ａ上
に接着固定する。

次に、第４図の（ｂ）に示すように、保護用パイプ９ａ
を実装ケース１の側板１ｂに嵌挿させるとともに、光フ
ァイバ５−１ｂ、５−２ｂをパイプ９ａを挿通させ、さ
らに光ファイバ５−１ｂ。

５−２ｂ端部を補助基板１２１のＶ溝１２２゜１２３に
固定する。

また、保護用パイプ９ａの後端部に対して光ファイバ心
線５−１．５−２の被覆５−１ａ。

５−２ａとを一体的に常温硬化型接着剤４により固定し
て固定部１０を構成する。

次いで、補助基板１２１に固定された光ファイバ５−１
ｂ、５−２ｂのコアから出射した光線が光学基板２ａ内
の光導波路３　ａ　　１　＊　３　ａ　　２の端面にそ
れぞれ結像する位置となるように、顕微鏡で２本の光導
波路３　ａ　　１　＋　　３　ａ　　２と光ファイバ５
−１ｂ、５−１ｂのコアを観察しながら、最適位置の調
整を行なう。

次に、第４図の（ｅ）に示すように、光ファイバ５−１
ｂ、５−２ｂのコアから出射した光線が、光導波路３ａ
−１，３ａ−２の端面に結像する最適位置になった時点
で、光ファイバ５−１ｂ。

５−２ｂの光入出射端面部、補助基板１２１並びに光学
基板２ａ（先導波路３ａの端面部）に屈折率の整合がと
れた紫外線硬化型接着剤７を塗布する。その後、光ファ
イバアレ一部材１２端部を光学基板２ａに接触させ、紫
外線硬化型接着剤７が硬化する所定時間だけ紫外線照射
を行なって固定し、接合部６ａを構成する。このとき、
補助基板１２１の後端部は、保護用パイプ９ａのスリッ
ト９１に挿入されている。

次に、第４図の（ｄ）に示すように、保護用パイプ９ａ
を光軸に対して平行に光学基板２ａ方向に押し込み、光
ファイバアレ一部材１２と固定部１０間の光ファイバ５
−１ｂ、５−２ｂを座屈させて応力緩和部１１を設けた
状態で、保護用パイプ９ａを実装ケース１の側板１ｂに
対し溶接あるいは接着剤で固定して固定部１３を構成す
る。

なお、以上の説明は片側のみについてのものであるが、
他側の実装工程においても上記と同様の手順に従って行
なわれる。

以上のように、本実施例による実装構造によれば、２本
の光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂを補助基板１２１に形
成されたＶ溝１２２．１２３中に埋設し、接着剤等で固
定した光ファイバアレ一部材１２を設け、光ファイバ５
−１ｂ、５−２ｂと光導波路３ａ−１，３ａ−２とを光
学的に結合する際、光ファイバアレ一部材１２の補助基
板１２１の先端面全体と光学基板２ａの端面とを一体的
に接合するため、光ファイバ５−１ｂ。

５−２ｂの端面と先導波路３ａ−１，３ａ−２の端面同
士のみの接合状態に比べて、接合部６ａにおける接触面
積が大きくなり、接合部６ａにかかる外力等を全体的に
緩和できる。

また、上記のように、光ファイバアレ一部材１２が補強
部材としての機能を発揮するのに加え、光ファイバ５−
１ｂ、５−２ｂを僅かな間隔をおいて並列的にアレイ化
して一体的に接合できるため、従来の実装構造のように
、光導波路３ａ−１゜３ａ−２の間隔を大きくする等の
制約を受けることがなく、大型化を防止しつつ複数本の
光ファイバと光導波路とを良好に結合させることができ
る。

また、実装ケース１や光学基板２ａの使用温度範囲にお
ける熱歪みを考慮して、光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂ
の長さを選定するとともに、予め上記熱歪みが緩和でき
るように、光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂを座屈させて
応力緩和部１１ａを設けたので、使用中における接合部
６ａの剥離、破断を回避することができる。

なお、本実施例では、光ファイバアレ一部材１２の保持
構造として補助基板１２１の幅を保護用パイプ９ａの外
径より大きく構成し、その後端部を保護用パイプ９ａの
スリット９１に挿入するようにしたが、これに限定され
るものではな（、例えば第５図に示すように、補助基板
１２１の幅を保護用パイプ９ａの外径より小さく構成し
、その後端部を保護用パイプ９ａ内に溝状に形成した案
内路９２に挿入するような構造としても良い。

また、この案内路９２は溝状である必要はなく、第３図
の如く、スリット状としても勿論良い。

なお、光ファイバ５−１ｂ、５−２ｂの外周部には、微
小な傷が存在する場合、繰り返し歪みあるいは水分の吸
着等により、著しい強度劣化を起こす可能性がある。こ
れを防止し、かつ応力緩和機能を実現するためには、吸
湿性の小さいシリコン系の樹脂等で再被覆することが望
ましい、また、上記構成において、保護用パイプ９ａの
内面、あるいは補助基板１２１の周辺に、熱可塑性の高
い充填剤等を充填または塗布することにより被覆５−１
ａ、５−２ａが除去された光ファイバ５−１ｂ、５−２
ｂを保護するようにしてもよい。

なお、本実施例では、２本の入出力用光ファイバと２本
の近接した光導波路とを結合、固定する実装構造を例に
説明したが、３本以上の光ファイバと３本以上の先導波
路とを結合、固定する実装構造においても、本発明が適
用できることはいうまでもない。

さらに、補助基板１２１に形成される溝はＶ形状に限定
されるものでないことはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、各光ファイバ端
部を所定間隔をおいて配列した光ファイバアレ一部材を
設け、該光ファイバアレ一部材端部と前記光学基板とを
各光ファイバと光導波路とが光学的に結合するように接
合して接合部を構成するとともに、前記各光ファイバの
軸方向の一ケ所を前記実装ケースに固定して固定部を構
成し、かつ、前記接合部と前記固定部間に前記各光ファ
イバを座屈させて形成した応力緩和部を設けたので、光
ファイバアレ一部材により、接合部にかかる外力等を緩
和できるとともに、複数本の光ファイバを僅かな間隔を
おいてアレイ化して一体的に光学基板に接合できる。

従って、従来の実装構造のように、光導波路間隔を大き
くする等の制約を受けることがなく、大型化を防止でき
るとともに、最適な状態で複数本の光ファイバと光導波
路を結合させることができる。

加えて、応力緩和部により使用中における接合部の剥離
、破断を回避することができ、信頼性の高い光部品を実
現で′きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光導波路部品の実装構造の一実施
例を示す斜視図、第２図は従来の光導波路部品の実装構
造を示す斜視図、第３図は本発明に係る光ファイバアレ
一部材の保持構造を示す図、第４図は本発明に係る実装
工程の説明図、第５図は本発明に係る光ファイバアレ一
部材の保持構造の他の実施例を示す図である。 図中、１・・・実装ケース、１ａ・・・光学基板保持台
、１ｂ・・・側板、２ａ・・・光学基板、３ａ・・・先
導波路、５−１．５−２・・・光ファイバ心線、５−１
ａ。 ５−２　ａ−＝被覆、５−１ｂ、５−２ｂ−・・光ファ
イバ、６ａ・・・接合部、９ａ・・・保護用パイプ、１
０゜１３・・・固定部、１１ａ・・・応力緩和部、１２
・・・光ファイバアレ一部材、１２１・・・補助基板。 特許出願人　日本電信電話株式会社 代理人弁理士　吉　１）　　精　孝 （ａ） ｌと （ｂ） 本究明に係る実装工程の説明図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 実装ケースに保持した光学基板における光導波路端面に
   、複数本の光入出力用光ファイバを接合する光導波路部
   品の実装構造において、 各光ファイバ端部を所定間隔をおいて配列した光ファイ
   バアレー部材を有し、 該光ファイバアレー部材端部と前記光学基板とを各光フ
   ァイバと光導波路とが光学的に結合するように接合して
   接合部を構成するとともに、前記各光ファイバの軸方向
   の一ケ所を前記実装ケースに固定して固定部を構成し、 かつ、前記接合部と前記固定部間に前記各光ファイバを
   座屈させて形成した応力緩和部を設けたことを特徴とす
   る光導波路部品の実装構造。