JPH05196838A - 光導波路と光ファイバの結合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＵＶ硬化樹脂の中心部を十分に硬化させ、光
導波路と光ファイバの芯ずれを大幅に抑制できる光導波
路と光ファイバの結合方法を提供する。 【構成】 光導波路３１を備えた光導波路ホルダー１と
光ファイバアレイ５とを突き合わせて、連接した光導波
路３１とテープ状光ファイバ８の光ファイバ９とを調芯
し、次いで、双方の突き合わせ面に、ＵＶ硬化樹脂１０
を付着して該光導波路３１と光ファイバ９を再度調芯す
る。そしてその後、ＵＶ硬化樹脂１０の周囲に紫外光を
照射して硬化させるとともに、光導波路３１及び光ファ
イバ９に、光ファイバアレイ５の側から紫外光を入射さ
せて該ＵＶ硬化樹脂１０のコア部近傍の中心部を硬化さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光導波路と光ファイバ
の結合方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来における光導波路と光ファイバの結
合は、先ず、導波路を備えた光導波路ホルダーと光ファ
イバを内蔵した光ファイバアレイとを一列に突き合わ
せ、該光導波路と光ファイバを上下左右方向に調芯す
る。そして、対向する突き合わせ面の間に、接着剤とし
て例えばＵＶ硬化樹脂（紫外硬化樹脂）を介在注入し、
光導波路と光ファイバを上下左右方向に再度調芯した
後、光導波路ホルダーと光ファイバアレイの間に介在し
たＵＶ硬化樹脂に、周囲から紫外線を照射して硬化する
ことにより、行われている。然して、ＵＶ硬化樹脂は、
周囲から硬化するので、コア部近傍の中心部が十分硬化
しないことがあり、この不十分な硬化のため、光導波路
及び光ファイバのコアが上下左右方向に芯ずれを起こす
虞れがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来における光導波路
と光ファイバは以上のように結合され、光導波路ホルダ
ーと光ファイバアレイの間に介在したＵＶ硬化樹脂に、
周囲から紫外線が照射されることにより、ＵＶ硬化樹脂
が硬化するので、ＵＶ硬化樹脂の周辺部が硬化しても、
コア部近傍の中心部が十分硬化しないことがあり、この
不十分な硬化のため、硬化中・硬化後に、光導波路及び
光ファイバのコアが上下左右方向に芯ずれを引き起こす
虞れがあった。

【０００４】本発明は上記に鑑みなされたもので、接着
剤の中心部を十分に硬化させて光導波路と光ファイバの
芯ずれを大幅に抑制することのできる光導波路と光ファ
イバの結合方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第一の発明
においては上述の目的を達成するため、光導波路を備え
た光導波路ホルダーと光ファイバを内蔵した光ファイバ
アレイとを突き合わせて、連接した光導波路と光ファイ
バを調芯し、次いで、突き合わせ面の間に、紫外硬化樹
脂を介在注入して該光導波路と光ファイバを調芯した
後、少なくとも、光導波路ホルダー又は光ファイバアレ
イのいずれか一方の側から紫外光を入射させて該紫外硬
化樹脂を硬化させることを特徴としている。

【０００６】また、本発明に係る第二の発明においては
上述の目的を達成するため、光導波路を備えた光導波路
ホルダーと光ファイバを内蔵した光ファイバアレイとを
突き合わせて光導波路と光ファイバを連接し、次いで、
突き合わせ面の間に、赤外線吸収性の材料を含む熱硬化
型接着剤を介在して該光導波路と光ファイバを調芯した
後、光導波路の側から赤外光をプリズムを介し入射させ
て該熱硬化型接着剤を硬化させることを特徴としてい
る。

【０００７】さらに、上記熱硬化型接着剤に、アルコキ
シド系又はＲ₂ Ｏ−ＳｉＯ₂ −Ｈ₂ Ｏ系（Ｒ＝Ｋ，Ｎ
ａ）のＨ₂ Ｏを含有する無機、且つ流動性を有する流動
性ガラスを用いることを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明に係る第一の発明によれば、連接した光
導波路と光ファイバに紫外光が入射してＵＶ硬化樹脂の
コア部近傍を硬化させるので、硬化しにくいＵＶ硬化樹
脂のコア部近傍が確実に硬化するとともに、光導波路及
び光ファイバが硬化中・硬化後に殆ど変動せず、光導波
路及び光ファイバのコアが上下左右方向に芯ずれするの
を大幅に抑制することが可能となる。

【０００９】また、本発明に係る第二の発明によれば、
連接した光導波路と光ファイバに赤外光を入射させ、熱
硬化型接着剤である水ガラスのコア部近傍を発熱・硬化
させるので、コア部近傍が確実に硬化するとともに、光
導波路及び光ファイバが硬化中・硬化後に殆ど変動せ
ず、水ガラスの略中心部に位置する光導波路のコアと光
ファイバのコアが上下左右方向に芯ずれするのを大幅に
抑制することができる。さらに、屈折率の整合性を大幅
に向上させることが可能になるとともに、温度の安定性
を著しく向上させることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図１及び図２に示す一実施例に基づき
本発明に係る第一の発明を詳述する。

【００１１】本発明に係る第一の発明の光導波路と光フ
ァイバの結合方法は、先ず、光導波路３１を備えた光導
波路ホルダー（分波器）１とテープ状光ファイバ８を有
した光ファイバアレイ５とを突き合わせて、連接した光
導波路３１とテープ状光ファイバ８の光ファイバとを調
芯し、次いで、双方の突き合わせ面に、ＵＶ硬化樹脂１
０（紫外硬化樹脂）を付着して該光導波路３１と光ファ
イバを再度調芯する。そしてその後、光ファイバアレイ
５の側から紫外光（ＵＶ光）を入射させて該ＵＶ硬化樹
脂１０の中心部を硬化させるとともに、ＵＶ硬化樹脂１
０の周囲に紫外線を照射して硬化させるようにしてい
る。

【００１２】上記光導波路ホルダー１は図１及び図２に
示す如く、上面中央の凹んだ穴（図示せず）に図示しな
い電気回路を収納したメタル２と、このメタル２の上面
両端間に水平に架設された光導波路基板３と、該メタル
２の上面に重合され光導波路基板３上面の光導波路層３
Ａを覆う蓋メタル４とを備え、図示しないが、該電気回
路と光導波路基板３の電極とが電気的に接続されてい
る。

【００１３】一方、該光導波路層３Ａは図２に示す如
く、積層されたクラッド３０と、このクラッド３０の間
に介在して設けられた光導波路３１とから形成される。
これらは、ＦＨＤ法とＲＩＥ法によるパターン形成によ
り構成され、該光導波路３１の先端が複数（図２では８
本）に分列延出されて平面略箒形を露呈している。

【００１４】また、上記光ファイバアレイ５は図１及び
図２に示す如く、上下方向に相対向する一対の被覆部材
６・６Ａと、該被覆部材６の上面先端に敷設され上面に
複数のＶ溝（図示せず）が並べて削設されたシリコン板
７とを備え、後端における一対の被覆部材６・６Ａの間
に、複数の光ファイバ９を並べて内蔵したテープ状光フ
ァイバ８が接続されている。

【００１５】他方、複数の光ファイバ９（図２では８
本）は図２に示す如く、テープ状光ファイバ８の先端か
ら湾曲延出されて平面略箒形を露呈するとともに、該Ｖ
溝に図示しない押さえ板を介してそれぞれ配列固定さ
れ、上記光導波路ホルダー１と光ファイバアレイ５の連
接時に、複数の光導波路３１と相互に突き合わされるよ
うになっている。

【００１６】従って、ＵＶ硬化樹脂１０の中心部を十分
に硬化させつつ光導波路３１と光ファイバ９の芯ずれを
大幅に抑制するには、先ず、ＸＹＺステージ（図示せ
ず）に、光導波路ホルダー１と光ファイバアレイ５を図
１に示すように配置して一列に連接し、ＸＹＺステージ
を用いて光導波路３１と光ファイバ９を上下左右方向に
調芯した後、連接した双方の突き合わせ面に、図２に示
す如く、ＵＶ硬化樹脂１０を隅無く付着する。

【００１７】そして、ＸＹＺステージを用いて光導波路
３１と光ファイバ９を上下左右方向に再度調芯し、その
後、テープ状光ファイバ８の後端に隣接配置したＨｇラ
ンプ１１を点灯させて光ファイバ９及び光導波路３１に
図２の矢印で示す紫外光（３６５ｎｍ）を入射させ、Ｕ
Ｖ硬化樹脂１０の中心部を硬化させるとともに、ＵＶ硬
化樹脂１０の周囲に紫外線を照射して硬化させれば良
い。

【００１８】上記結合方法によれば、ＵＶ硬化樹脂１０
の周囲から紫外線を照射して硬化させるとともに、連接
した光導波路３１と光ファイバ９に紫外光を入射させ、
ＵＶ硬化樹脂１０のコア部近傍を硬化させるので、硬化
しにくいＵＶ硬化樹脂１０のコア部近傍が確実に硬化
し、しかも、光導波路３１及び光ファイバ９のコアが硬
化中・硬化後に殆ど変動せず、ＵＶ硬化樹脂１０の中心
部に位置する光導波路３１と光ファイバ９のコアが上下
左右方向に芯ずれするのを大幅に抑制することができ
る。具体的には、光導波路３１の分岐特性が９．４ｄＢ
±０．２ｄＢであり、過剰損失が最小０．２ｄＢ、最大
０．７ｄＢとなる。

【００１９】尚、上記実施例では光ファイバ９に紫外光
を入射させるものを示したが、光導波路ホルダー１の光
導波路３１に紫外光を入射させても良く、又光ファイバ
９と光導波路３１の両方に紫外光をそれぞれ入射させて
も良い。

【００２０】次に、図３は本発明に係る第一の発明の他
の実施例を示すもので、この場合には、光導波路ホルダ
ー１の蓋メタル４に配置孔１２が穿設され、分列した複
数の光導波路３１上に、光の結合を大ならしめるプリズ
ム１３が配置されており、このプリズム１３に、図示し
ないＨｇランプから紫外光がライトガイド１４を経由し
て入射し、その後、プリズム１３から光導波路３１を経
由して光ファイバ９に紫外光が入射するようになってい
る。その他の部分については上記実施例と同様である。

【００２１】本実施例においても、上記実施例と同様の
作用効果が期待し得られ、硬化しにくいＵＶ硬化樹脂１
０のコア部近傍が確実に硬化するとともに、光導波路３
１及び光ファイバ９がのコアが硬化中・硬化後に殆ど変
動せず、ＵＶ硬化樹脂１０の中心部に位置する光導波路
３１と光ファイバ９が上下左右方向に芯ずれするのを大
幅に抑制することができるのは明白である。さらに、分
列した複数の光導波路３１上に、光の結合を大ならしめ
光導波路３１に紫外光を円滑に入射させるプリズム１３
が配置されているので、光導波路３１と光ファイバ９の
突き合わせ面におけるＵＶ光の強度を高くし、ＵＶ硬化
樹脂１０の固化性を大幅に向上させることが可能とな
る。

【００２２】次に、図４及び図５に示す一実施例に基づ
き本発明に係る第二の発明を詳述するが、説明の便宜
上、第一の発明と同一の部分には同一符号を付して説明
する。

【００２３】本発明に係る第二の発明の光導波路と光フ
ァイバの結合方法を用いて、光導波路３１と光ファイバ
９の芯ずれを大幅に抑制するには、先ず、ＸＹＺステー
ジ（図示せず）に、光導波路３１を備えた光導波路ホル
ダー（１×８ビームスピリッタ）１と光ファイバ９を内
蔵した光ファイバアレイ５とを配置して図４に示すよう
に一列に連接する。

【００２４】次いで、双方の突き合わせ面に、熱硬化型
接着剤である周知の水ガラス１５を付着して、該光導波
路３１と光ファイバ９を８０℃〜１００℃に保った状態
で上下左右方向に調芯し、分列した複数の光導波路３１
上に、光の結合を大ならしめるプリズム１３を配置した
後、このプリズム１３に、光源（図示せず）からのレー
ザ光を案内するライトガイド１４を隣接配置する。

【００２５】上記水ガラス１５は、アルコキシド系又は
Ｒ₂ Ｏ−Ｓ：Ｏ₂ −Ｈ₂ Ｏ系（Ｒ＝Ｋ，Ｎａ）のＨ₂ Ｏ
を含有する無機、且つ流動性を有する周知の流動性ガラ
スからなり、２．９μｍ帯のレーザ光が照射されると、
Ｈ₂ Ｏによる波長２．９μｍ光の吸収で発熱し、１００
℃以上の温度上昇に基づき固化するようになっている。
また、上記作業の際、系全体の調芯作業を８０℃〜１０
０℃に保った状態で行うのは、系の温度変化ずれを防止
する理由に基づくものである。さらに上記作業の際、光
源には、Ｅｒ−ＹＡＧ系の２．９μｍレーザ光（赤外
光）源が用いられるが、２．５〜３．０μｍのレーザ光
でも良い。

【００２６】そしてその後、光源を点灯させ、レーザ光
を光源からライトガイド１４、プリズム１３及び光導波
路３１を経由させて光ファイバ９に１０分間入射させ、
水ガラス１５をＨ₂ Ｏの吸収で発熱させ、１５０℃で固
化させて光導波路ホルダー１と光ファイバアレイ５を結
合する。尚、上記作業の際、光導波路３１の側からレー
ザ光を入射させるのは、光ファイバ９の側からレーザ光
を入射させると、伝送距離が長いのでレーザ光が減衰し
てしまうという理由に基づくものである。

【００２７】上記結合方法によれば、連接した光導波路
３１と光ファイバ９に赤外光を入射させ、水ガラス１５
の中心部を発熱・硬化させるので、水ガラス１５のコア
部近傍が確実に硬化するとともに、光導波路３１及び光
ファイバ９のコアが硬化中・硬化後に殆ど変動せず、水
ガラス１５の中心部に位置する光導波路３１と光ファイ
バ９のコアが上下左右方向に芯ずれするのを大幅に抑制
することができる。

【００２８】また、屈折率の整合性を大幅に向上させる
ことが可能になるとともに、温度の安定性を著しく向上
させることができる。

【００２９】そして具体的には、光導波路ホルダー１と
光ファイバアレイ５の結合部における破断強度が８０ｋ
ｇ／ｃｍ² になり、又光導波路ホルダー１の挿入損が８
ポートの場合、９．４ｄＢ±０．２ｄＢとなる。

【００３０】さらに、入光側の反射減衰量を５０ｄＢと
著しく良好ならしめることができ、しかも、０℃〜８０
℃という温度サイクルでの損失変化を０．１ｄＢ以下と
大幅に抑制することが可能となる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明に係る第一の発明に
よれば、連接した光導波路と光ファイバに紫外光を入射
させ、ＵＶ硬化樹脂のコア部近傍を硬化させるので、硬
化しにくいＵＶ硬化樹脂の中心部が確実に硬化するとと
もに、光導波路及び光ファイバのコアが硬化中・硬化後
に殆ど変動せず、ＵＶ硬化樹脂の中心部に位置する光導
波路と光ファイバのコアが上下左右方向に芯ずれするの
を大幅に抑制することができるという顕著な効果があ
る。

【００３２】また、本発明に係る第二の発明によれば、
連接した光導波路と光ファイバに赤外光を入射させ、水
ガラスを発熱・硬化させるので、水ガラスのコア部近傍
が確実に硬化するとともに、光導波路及び光ファイバの
コアが硬化中・硬化後に殆ど変動せず、水ガラスの中心
部に位置する光導波路と光ファイバのコアが上下左右方
向に芯ずれするのを大幅に抑制することができるという
顕著な効果がある。さらに、屈折率の整合性を大幅に向
上させることが可能になるとともに、温度の安定性を著
しく向上させることができるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の発明に係る光導波路と光ファイ
バの結合方法の一実施例を示す全体斜視図である。

【図２】本発明の第一の発明に係る光導波路と光ファイ
バの結合方法の一実施例を示す断面平面図である。

【図３】本発明の第一の発明に係る光導波路と光ファイ
バの結合方法の他の実施例を示す全体斜視図である。

【図４】本発明の第二の発明に係る光導波路と光ファイ
バの結合方法の一実施例を示す全体斜視図である。

【図５】本発明の第二の発明に係る光導波路と光ファイ
バの結合方法の一実施例を示す断面平面図である。

【符号の説明】

１…光導波路ホルダー、５…光ファイバアレイ、９…光
ファイバ、１０…ＵＶ硬化樹脂、１３…プリズム、１５
…水ガラス（流動性ガラス）、３１…光導波路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 茂 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 斎藤 真秀 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光導波路を備えた光導波路ホルダーと光
   ファイバを内蔵した光ファイバアレイとを突き合わせ
   て、連接した光導波路と光ファイバを調芯し、次いで、
   突き合わせ面の間に、紫外硬化樹脂を介在注入して該光
   導波路と光ファイバを調芯した後、少なくとも、光導波
   路ホルダー又は光ファイバアレイのいずれか一方の側か
   ら紫外光を入射させて該紫外硬化樹脂を硬化させること
   を特徴とする光導波路と光ファイバの結合方法。
2. 【請求項２】 光導波路を備えた光導波路ホルダーと光
   ファイバを内蔵した光ファイバアレイとを突き合わせて
   光導波路と光ファイバを連接し、次いで、突き合わせ面
   の間に、赤外線吸収性の材料を含む熱硬化型接着剤を介
   在して該光導波路と光ファイバを調芯した後、光導波路
   の側から赤外光を入射させて該熱硬化型接着剤を硬化さ
   せることを特徴とする光導波路と光ファイバの結合方
   法。
3. 【請求項３】 上記熱硬化型接着剤は、アルコキシド系
   又はＲ₂ Ｏ−ＳｉＯ₂ −Ｈ₂ Ｏ系（Ｒ＝Ｋ，Ｎａ）のＨ
   ₂ Ｏを含有する無機、且つ流動性を有する流動性ガラス
   であることを特徴とする請求項２記載の光導波路と光フ
   ァイバの結合方法。