JPH0527139A - 光導波回路モジユール - Google Patents

光導波回路モジユール

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JPH0527139A
JPH0527139A JP3167229A JP16722991A JPH0527139A JP H0527139 A JPH0527139 A JP H0527139A JP 3167229 A JP3167229 A JP 3167229A JP 16722991 A JP16722991 A JP 16722991A JP H0527139 A JPH0527139 A JP H0527139A
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泰文 山田
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Fumiaki Hanawa
文明 塙
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鐵夫 吉澤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温高湿条件下においても長期に亘って高い
信頼性を確保し得る光導波回路モジュールを提供する。 【構成】 光導波路チップ1及び光入出力用の4芯テー
プファイバ3,4の端部をそれぞれ光導波路チップ用筐
体2及び光ファイバ端部用筐体5,6に保持・固定する
とともに、該光導波路チップ用筐体2及び光ファイバ端
部用筐体5,6を、光導波路チップ1の端面に光入出力
用の4芯テープファイバ3,4の光軸が一致する如く接
続し、さらにこれら全体を外部筐体10中にジェリー状
樹脂20を介して収納・封止することにより、各筐体間
並びに各筐体内の接着剤への水分の浸入を防止した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路チップ及びこ
れに接続する光ファイバを一体化した信頼性の高い光導
波回路モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の光通信技術の進展に伴い、光分岐
素子や光合波器等の光導波回路に高い信頼性が求められ
てきている。この種の光導波回路は、光導波路チップの
端面に光入出力用の光ファイバを接続した形態で構成す
ることが一般的である。これらの光導波回路を構成する
上で、接着剤は極めて頻繁に使用される材料であり、部
品の信頼性を決定付ける重要な要素である。
【0003】図2及び3は従来の光導波回路モジュール
の一例を示すもので、シリコン基板上に形成した石英系
の光導波路チップ1を光導波路チップ用筐体2に保持・
固定し、また、光入出力用の光ファイバ、ここでは4芯
テープファイバ3及び4の端部をそれぞれ光ファイバ端
部用筐体5及び6に保持・固定した後、光導波路チップ
1の端面に4芯テープファイバ3及び4の光軸が一致す
る如く、光導波路チップ用筐体2と光ファイバ端部用筐
体5及び6とを紫外線硬化型の接着剤7を介して接続し
てなっている。
【0004】なお、前記筐体2,5及び6はそれぞれパ
イレックスガラスからなる断面略コの字形状の枠体2
a,5a及び6aと、同じくパイレックスガラスからな
る固定板2b,5b及び6bとからなっており、これら
はそれぞれ接着剤2c,5c及び6cにより接着・固定
されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記光
導波回路モジュールでは接着剤7が水分の存在下、特に
高温高湿条件下で吸湿し、経時的に接着力が低下し、こ
のため、光透過率が低下したり、著しい場合には光導波
路チップ用筐体2と光ファイバ端部用筐体5及び6とが
剥離するという問題があった。また、接着剤2c,5c
及び6cも同様にして経時的に接着力が低下するため、
信頼性が低いという問題があった。
【0006】なお、光導波路チップ用筐体2と光ファイ
バ端部用筐体5及び6とをYAGレーザ溶接により、接
着剤を用いることなく接続するようになしたものも提案
されているが、各筐体2,5及び6においては前記同様
に接着剤が使用されているため、高い信頼性が得られな
いという問題があった。
【0007】本発明は前記従来の問題点に鑑み、高温高
湿条件下においても長期に亘って高い信頼性を確保し得
る光導波回路モジュールを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、請求項1として、光導波路チップと、該光
導波路チップの端面にその光軸が一致する如く取付けら
れる光入出力用の光ファイバとを備えた光導波回路モジ
ュールにおいて、光導波路チップ及び光入出力用の光フ
ァイバの端部をそれぞれ光導波路チップ用筐体及び光フ
ァイバ端部用筐体に保持・固定するとともに、該光導波
路チップ用筐体及び光ファイバ端部用筐体を、光導波路
チップの端面に光入出力用の光ファイバの光軸が一致す
る如く接続し、さらにこれら全体を外部筐体中に収納・
封止した光導波回路モジュール、また、請求項2とし
て、光導波路チップ用筐体及び光ファイバ端部用筐体と
外部筺体との間に樹脂組成物を充填した請求項1記載の
光導波回路モジュール、また、請求項3として、ガラス
転移温度が使用環境温度の下限以下である樹脂組成物を
用いた請求項2記載の光導波回路モジュールを提案す
る。
【0009】
【作用】本発明の請求項1によれば、光導波路チップ用
筐体及び光ファイバ端部用筐体間で使用される接着剤の
みならず、各筐体内部において使用される接着剤に対す
る水分の浸入を防止でき、その接着力の低下を防ぐこと
ができる。また、請求項2によれば、水分の侵入をより
確実に防止できるとともに、気密封止を行う場合と比較
して、封止に伴うコストの上昇を抑制でき、部品の経済
化を図ることができる。なお、ここで用いる樹脂組成物
としては、当然のことではあるが吸水性の小さい材料が
適している。また、請求項3によれば、樹脂組成物のガ
ラス転移に伴う応力が外部筐体内の各部品に加わる恐れ
がなく、損失が増加したり、破損したりする恐れがな
い。
【0010】
【実施例】図1及び4は本発明の光導波回路モジュール
の第1の実施例を示すもので、図中、従来例と同一構成
部分は同一符号をもって表す。即ち、1は光導波路チッ
プ、2は光導波路チップ用筐体、3,4は4芯テープフ
ァイバ、5,6は光ファイバ端部用筐体、7は接着剤、
10は外部筐体、20は樹脂組成物、ここではジェリー
状樹脂である。
【0011】前記光導波路チップ1、光導波路チップ用
筐体2、4芯テープファイバ3,4及び光ファイバ端部
用筐体5,6は従来例の場合と同様に組立てられ、接着
剤7により接着・固定され、基本モジュールAを構成す
る。
【0012】外部筐体10は同様な形状を有する2つの
ユニット11及び12からなり、該ユニット11及び1
2は互いに組合された時に前述した基本モジュールAを
ある程度の余裕をもって収納し得る凹部11a及び12
aと、4芯テープファイバ3,4の取出し用の切欠部1
1b及び12bとを備えている。なお、ユニット11及
び12は耐湿性を考慮して金属、例えばステンレスで形
成されている。
【0013】ジェリー状樹脂20は外部筐体10の内
部、即ち凹部11a及び12aと基本モジュールAとの
間を充填・封止するためのものであり、ここでは吸水性
が小さく、且つ、ガラス転移温度が−10℃のオレフィ
ン系のジェリー状樹脂を用いている。
【0014】前記基本モジュールAは外部筐体10のユ
ニット11及び12の内部にジェリー状樹脂20を介し
て収納・封止されている。ユニット11とユニット12
とは接着剤13により接続されるが、この際、切欠部と
4芯テープファイバ3,4との隙間も該接着剤13によ
り充填される。なお、接着剤13としてはビスフェノー
ル系エポキシ樹脂を用いている。
【0015】ここで、ガラス転移温度が−10℃のジェ
リー状樹脂20を用いたのは熱膨張によって光導波路チ
ップ2等の部品や光導波路チップ用筐体2と光ファイバ
端部用筐体5,6との接続部に応力がかかることを防ぐ
ためである。
【0016】即ち、光導波回路モジュールは各種の環境
下で用いられるが、この際、室温あるいはそれ以上の温
度であれば樹脂組成物の熱的性質に関して特に制限はな
い。ところが、室温より低温の環境で用いられる場合は
部品を構成するシリコンやガラス等の線膨脹係数と樹脂
組成物の線膨脹係数との相違により、光導波路チップ2
や接続部等に応力が加わり、損失が増加する場合があ
る。これを避けるために樹脂組成物として本モジュール
を使用する環境温度の下限以下のガラス転移温度(T
g)を有する材料、具体的には本モジュールが温度範囲
0℃〜60℃で使用されることを想定して、前述したよ
うにガラス転移温度が−10℃のジェリー状樹脂20を
用いた。なお、樹脂組成物が明確なガラス転移温度Tg
を持たない場合には代りに軟化温度が適用される。
【0017】図5は本実施例及び従来例の光導波回路モ
ジュールを70℃、90%の高温高湿環境下に放置した
時の損失増加量の変化を測定した結果を示すもので、図
中、31は本実施例の特性を示し、また、32は従来例
の特性を示す。
【0018】前記図5より、従来例では放置時間が10
0時間を越えると損失が急激に増加するが、本実施例で
は750時間まで損失の増加が0.2dB以下に抑えら
れることがわかる。これより、本実施例の光導波回路モ
ジュールによれば、部品の耐湿特性を大幅に向上できる
ことがわかる。
【0019】また、本実施例の光導波回路モジュールに
対してヒートサイクル試験を行ったところ、−20℃〜
+70℃の温度範囲に亘って損失変動は0.1dB以下
と小さく、封止材としてジェリー状樹脂を用いたことの
効果が確認された。
【0020】また、前記第1の実施例では外部筐体10
に収納・封止する基本モジュールとして、光導波路チッ
プ用筐体と光ファイバ端部用筐体とを接着剤で接続した
ものを用いたが、YGA溶接により接続したものを用い
ても良い。
【0021】図6は光導波路チップ用筐体と光ファイバ
端部用筐体とをYGA溶接により接続した基本モジュー
ルを用いた場合における図5と同様な測定結果を示すも
ので、図中、33は第1の実施例と同様に外部筐体中に
収納・封止した場合の特性を示し、また、34は従来例
と同様に外部筐体がない場合の特性を示す。
【0022】前記図6より、従来例では放置時間が50
0時間を越えると損失が緩やかに増加することがわか
る。これは光ファイバ端部用筐体内において、光ファイ
バを同筐体中に固定する接着剤が湿度により劣化したた
めと考えられる。これに対して、本実施例では1000
時間を越えて高湿高温環境下に放置しても損失は増加せ
ず、極めて高い信頼性が得られることがわかる。
【0023】図7は本発明の第2の実施例を示すもの
で、ここでは基本モジュールを収納・封止するための外
部筐体として熱収縮チューブを用いた例を示す。即ち、
図中、40は熱収縮チューブからなる外部筐体であり、
基本モジュールAをある程度の余裕をもって収納し得る
内径を有し、4芯テープファイバ3及び4に対応した端
部41及び42に外部から熱を加えることによって収縮
させ、基本モジュールAを収納・封止する如くなってい
る。また、外部筐体40と基本モジュールAとの間には
前記同様なジェリー状樹脂が充填・封止されている。ま
た、外部筐体40と4芯テープファイバ3,4との隙間
は前記接着剤13と同様なシール材43により封止され
ている。なお、熱収縮チューブとしては、例えばフッソ
樹脂、ポリオレフィンゴム、ネオプレンゴム等が用いら
れる。
【0024】本実施例に対して図5及び図6について説
明した測定を行ったところ、第1の実施例の場合とほぼ
同様な耐湿特性が得られることが確認された。
【0025】なお、前述した各実施例では封止剤として
オレフィン系のジェリー状樹脂を用いたが、これに限定
されるものではなく、各種の樹脂組成物が適用できる。
具体的には、シリコーンオイル等のオイル状樹脂組成
物、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム状樹脂組成
物、シリコーンゲルやアクリルゲル等のゲル状樹脂組成
物、エポキシ樹脂や合成ゴムを主成分とする接着剤等が
例示される。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
よれば、光導波路チップと、該光導波路チップの端面に
その光軸が一致する如く取付けられる光入出力用の光フ
ァイバとを備えた光導波回路モジュールにおいて、光導
波路チップ及び光入出力用の光ファイバの端部をそれぞ
れ光導波路チップ用筐体及び光ファイバ端部用筐体に保
持・固定するとともに、該光導波路チップ用筐体及び光
ファイバ端部用筐体を、光導波路チップの端面に光入出
力用の光ファイバの光軸が一致する如く接続し、さらに
これら全体を外部筐体中に収納・封止したため、光導波
路チップ用筐体及び光ファイバ端部用筐体間で使用され
る接着剤のみならず、各筐体内部において使用される接
着剤に対する水分の浸入を防止でき、その接着力の低下
を防ぐことができ、信頼性を大幅に向上することができ
る。
【0027】また、本発明の請求項2によれば、光導波
路チップ用筐体及び光ファイバ端部用筐体と外部筺体と
の間に樹脂組成物を充填したため、耐湿特性を向上でき
るとともに部品の経済化を図ることができる。
【0028】また、本発明の請求項3によれば、ガラス
転移温度が使用環境温度の下限以下である樹脂組成物を
用いたため、樹脂組成物のガラス転移に伴う応力が外部
筐体内の各部品に加わる恐れがなく、損失が増加した
り、破損したりする恐れがなく、従って、信頼性をさら
に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光導波回路モジュールの第1の実施例
を示す構成図
【図2】従来の光導波回路モジュールの一例を示す構成
【図3】図2の光導波回路モジュールの分解斜視図
【図4】図1の光導波回路モジュールの分解斜視図
【図5】光導波路チップ用筐体と光ファイバ端部用筐体
とを接着剤で接続した場合の耐湿特性の測定結果を示す
グラフ
【図6】光導波路チップ用筐体と光ファイバ端部用筐体
とをYAG溶接により接続した場合の耐湿特性の測定結
果を示すグラフ
【図7】本発明の光導波回路モジュールの第2の実施例
を示す構成図
【符号の説明】
1…光導波路チップ、2…光導波路チップ用筐体、3,
4…4芯テープファイバ、5,6…光ファイバ端部用筐
体、7…接着剤、10,40…外部筐体、20…ジェリ
ー状樹脂。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉澤 鐵夫 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導波路チップと、該光導波路チップの
    端面にその光軸が一致する如く取付けられる光入出力用
    の光ファイバとを備えた光導波回路モジュールにおい
    て、 光導波路チップ及び光入出力用の光ファイバの端部をそ
    れぞれ光導波路チップ用筐体及び光ファイバ端部用筐体
    に保持・固定するとともに、 該光導波路チップ用筐体及び光ファイバ端部用筐体を、
    光導波路チップの端面に光入出力用の光ファイバの光軸
    が一致する如く接続し、 さらにこれら全体を外部筐体中に収納・封止したことを
    特徴とする光導波回路モジュール。
  2. 【請求項2】 光導波路チップ用筐体及び光ファイバ端
    部用筐体と外部筺体との間に樹脂組成物を充填したこと
    を特徴とする請求項1記載の光導波回路モジュール。
  3. 【請求項3】 ガラス転移温度が使用環境温度の下限以
    下である樹脂組成物を用いたことを特徴とする請求項2
    記載の光導波回路モジュール。
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