JPH0546002Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、光導波路デバイスと光フアイバアレ
イとを端面で衝合させて接続した光導波路モジユ
ールに関し、更に詳しくは、光導波路デバイスや
光フアイバアレイに補強板を沿わせて半田付けに
より固定した光導波路モジユールに関するもので
ある。

［従来の技術］ 光通信や光計測等の分野では、複数の光導波路
を有し光分岐・結合等を行う光導波路デバイスが
用いられており、他の機器との接続を容易にする
ため光フアイバアレイを接続した構成が採られる
こともある。

従来のこの種の光導波路モジユールとしては、
第７図に示すように光導波路デバイス１０の両端
に、複数の光フアイバ１１を整列固定した入射側
光フアイバアレイ１２及び複数の光フアイバ１３
を整列固定した出射側光フアイバアレイ１４を端
面で衝合させて接着したものがある。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら前記のような従来構成では、一般
に光フアイバアレイ１２，１４は幅５mm、長さ15
〜20mm、高さ（厚さ）３〜４mm程度であり、又光
導波路デバイス１０は幅２〜４mm、長さ15〜40
mm、高さ（厚さ）３〜５mm程度であるため、互い
に衝合した時の接着面積は小さく、振動や衝撃に
弱い欠点があつた。

そこで第８図に示すように、上記のような光導
波路モジユールに補強板１６を当接し、エポキシ
樹脂接着剤等によつて固定することが考えられ
る。ところがこのような構成とすると上記光フア
イバアレイ１２，１４及び光導波路デバイス１０
と補強板１６との線膨張係数の差による応力が生
じる問題があり、例え補強板１６の線膨張係数を
前記光フアイバアレイ１２，１４及び光導波路デ
バイス１０のそれらと同一にしても、樹脂接着剤
によつて固定しているためにヒートサイクル時に
線膨張係数の差により損失増加が生じる。また樹
脂接着剤を用いているため、低温では−20℃以
下、高温側では70〜80℃以上になると急激に劣化
し、強度低下や接着面の剥離が生じる。

更に耐湿性の面においても、比較的安定と考え
られるエポキシ樹脂接着剤を用いたとしても湿度
による樹脂接着剤の膨張により光フアイバアレイ
と光導波路との接着面が互いに引き離される方向
に応力が働くため光の伝送損失が大きくなる問題
もあつた。

本考案の目的は、上記のような技術的課題を解
決し、各構成部材を強固に保持でき、温度或いは
湿度変化に対する結合の信頼性が高く、損失の増
大も防止できるような光導波路モジユールを提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成できる本考案は、光導波路デ
バイスの端面に光フアイバアレイを接続した光導
波路モジユールにおいて、前記光導波路デバイス
及び光フアイバアレイはセラミツクス、ガラス、
又は金属からなり、それらの線膨張係数の平均値
にほぼ等しい線膨張係数を有するセラミツクス、
ガラス、又は金属からなる補強板を当接して半田
付けにより固定した光導波路モジユールである。

ここで光導波路モジユールとしては、光導波路
デバイスの一端面のみに光フアイバアレイを接続
した構成でもよいし、光導波路デバイスの両端面
にそれぞれ光フアイバアレイを接続した構成でも
よい。

補強板は光フアイバアレイ及び光導波路デバイ
スの両方に半田付けしてもよいし、両側に光フア
イバアレイが位置するような構成の場合には、光
導波路デバイスを除き両方の光フアイバアレイと
補強板とを半田付けにより固定してもよい。

ここで補強板の線膨張係数は、光導波路デバイ
ス及び光フアイバアレイの線膨張係数の平均値の
１／４〜２倍程度が望ましい。

［作用］ 本考案によれば補強板の線膨張係数は光導波路
デバイス及び光フアイバアレイの線膨張係数の平
均値にほぼ等しく、しかも半田付けにより固定し
ており、半田自体の線膨張係数がエポキシ系の樹
脂接着剤の1/2程度と小さく、それに加えて半田
は異種物質間の熱膨張差を吸収するだけの靱性を
有しているため、前記補強板取り付け時の熱応力
を残さず、また固定後の温度変化に対して各部品
間の熱膨張差による移動を吸収し、且つその時の
熱応力を残さないので安定した固定が可能であ
る。

このような半田付けによる固定は、通常の樹脂
接着剤による固定と比べて耐湿性に優れており、
湿度変化に伴う膨張・収縮が極めて小さいため湿
度変化による劣化が小さく安定した動作がもたら
される。

［実施例］ 第１図〜第３図は本考案の一実施例を示してい
る。ガラス製の光導波路デバイス２０の両端面に
同じくガラス製の入射側光フアイバアレイ２２と
出射側の光フアイバアレイ２４とを、それぞれ光
軸を一致させた状態で端面同士を衝合させ紫外線
硬化型接着剤等により接着固定する。入射側及び
出射側の光フアイバアレイ２２，２４はそれぞれ
複数本（ここでは２本）の光フアイバ２１，２３
を整列固定した構造である。通常、光導波路デバ
イス２０と光フアイバアレイ２２，２４はほぼ同
一の線膨張係数を持つ材料で構成されている。

各光フアイバアレイ２２，２４及び光導波路デ
バイス２０の裏面には通常のガラスよりなる補強
板２６が当接し、半田付けにより固定される。こ
の補強板２６は半田付けが可能なセラミツクス、
ガラス、又は金属からなり、その線膨張係数は光
導波路デバイス２０及び光フアイバアレイ２２，
２４のそれらの平均値の１／４〜２倍程度にある
材料を用いる。この実施例では補強板２６はそれ
ぞれ光フアイバアレイ２２，２４及び光導波路デ
バイス２０と対応する個所に穴３０が形成されて
おり、その穴３０内に半田３２を溶融充填して固
定してある。

実際に製造するには、第４図に示すように、超
音波半田付け装置３４により穴３０に半田を溶融
充填し、それによつて各光フアイバアレイ２２，
２４及び光導波路デバイス２０の裏面に直接固定
すればよい。

このような光導波路モジユールを実際に製品と
して出荷する場合には、図面には示されていない
が、それら光導波路モジユールの周辺に緩衝材を
配置してケース内に収納することになる。

本考案による光導波路モジユールの特性試験を
行うため次のような試料を作成した。光導波路デ
バイス２０はガラス製であり幅約３mm、長さ約20
mm、高さ（厚さ）約３mmである。光フアイバアレ
イ２２，２４はガラス製で、幅約５mm、長さ約18
mm、高さ（厚さ）約５mm（下基板が約３mm、上カ
バーが約２mm）であり、光フアイバ先端部の固定
はガラスセラミツク半田であるセラソルザ＃186
（商品名：旭硝子株式会社製）により行つている。
補強板２６もガラス製であり、その穴３０にガラ
スセラミツク半田であるセラソルザ＃146（商品
名：旭硝子株式会社製）を用い超音波半田付け装
置により溶融充填し、各光フアイバアレイ２２，
２４及び光導波路モジユール２０の裏面に直接固
定した。

この光導波路モジユールの固定時の損失は±
0.1dB以下であつた。この試料について耐環境性
試験を行つた結果は次の通りであつた。−40℃か
ら85℃までの温度サイクル試験（サイクル時間６
時間、−40℃および85℃にて１時間保持、サイク
ル数10回）では室温時からの損失の変動量は
0.2dB以下であつた。また高温高湿放置試験（60
℃，95％，240時間）では損失増加は0.02dB以下
であつた。

第５図及び第６図は本考案の他の実施例を示し
ている。この実施例は光導波路デバイス４０の高
さ（厚さ）と光フアイバアレイ４２，４４の高さ
（厚さ）が相違し、補強板４６がそれら全てに接
触できない場合の例である。補強板４６を両方の
光フアイバアレイ４２，４４の表面に載せ、穴５
０を利用して超音波半田付け装置５４により半田
５２を溶融充填し固定したものである。このよう
に構成した光導波路モジユールについても耐環境
性試験を実施したところ、前記実施例の場合とほ
ぼ同等の良好な特性を示した。

［考案の効果］ 本考案は上記のように光フアイバアレイ及び光
導波路デバイスに沿つてそれらとほぼ同等の線膨
張係数を有する補強板を配設し半田により固定し
た構成だから、固着強度が大きく振動や衝撃を受
けた場合でも光導波路デバイスと光フアイバアレ
イとの接続面への応力を軽減することができ、損
失が増加したり接続部が外れることを防止できる
し、また耐環境性が良好となり信頼性が向上する
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す斜視図、第２
図はその平面図、第３図はその一部破断側面図、
第４図はその組み立て時の状態を示す説明図、第
５図は本考案の他の実施例の組み立て時の状態を
示す斜視図、第６図はその一部破断側面図であ
る。第７図は従来の光導波路モジユールの一例を
示す斜視図、第８図その改良型の例を示す斜視図
である。 １０，２０，４０……光導波路デバイス、１
２，１４，２２，２４，４２，４４……光フアイ
バアレイ、１６，２６，４６……補強板、３０，
５０……穴、３２，５２……半田、３４，５４…
…超音波半田付け装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 光導波路デバイスの一端面又は両端面に光フア
   イバアレイを接続した光導波路モジユールにおい
   て、前記光導波路デバイス及び光フアイバアレイ
   はセラミツクス、ガラス、又は金属からなり、そ
   れらの線膨張係数の平均値にほぼ等しい線膨張係
   数を有するセラミツクス、ガラス、又は金属から
   なる補強板を当接し、光フアイバアレイ及び光導
   波路デバイスと補強板との間、又は各光フアイバ
   アレイと補強板との間を半田付けにより固定した
   ことを特徴とする光導波路モジユール。