JPH06308352A - 光ファイバアレイフェルール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 受発光素子と光ファイバアレイとの結合作業
を精密に行うことが可能な光ファイバアレイフェルール
を提供することを目的とする。 【構成】 上部プレート２は、その後部下側に肉薄に形
成された第１収納凹部２ａと、前部下側に肉厚に形成さ
れたガイド部２ｂと、第１収納凹部２ａとガイド部２ｂ
を連絡する段差加工による第１斜面部２ｃとを有してい
る。下部プレート３は、その後部上側に肉薄に形成され
た第２収納凹部３ａと、前部上側に断面逆三角形状であ
って上記フェルール１に収納可能な光ファイバの数に相
当する数のガイドＶ溝部３ｂと、第２収納凹部３ａとガ
イドＶ溝部３ｂとを連絡する段差加工による第２斜面部
３ｃとを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光素子または受光素
子に光ファイバアレイを結合するのに用いられる光ファ
イバ整列用の光ファイバアレイフェルールに関する。

【０００２】

【従来の技術】このような光ファイバアレイフェルール
としては、従来、例えば特開平４−８６８０２号公報に
記載されたものが知られている。この光ファイバアレイ
フェルールは、断面Ｌ字状の２つの平面プレートから構
成され、両プレート間に所定の大きさの空間が形成され
るように上下に重ね合わされる。このフェルールでは、
両プレート間の空間に光ファイバアレイを配設した後、
磁石を用いた加圧プレートにより両プレート間のクリア
ランスを保持しつつ、両プレートの少なくとも一方を他
方に対して平行移動させて上記空間を狭めて光ファイバ
アレイの位置決めをする。すなわち、従来のフェルール
では、複数の部品を重ね合わせたり移動させたりして光
ファイバを整列させることになるため、組み立て作業に
精密性が要求され、その作業性も悪いという不都合があ
った。

【０００３】さらに、このようなフェルールにより位置
決めされた光ファイバアレイを、ＬＤアレイやＰＤアレ
イに結合させる際にはハンダ接合が用いられるが、この
接合により上記光ファイバアレイの外周部が数百度に加
熱されてしまう。このため、上記光ファイバアレイが熱
応力変形を来し、サブミクロンオーダの調心結合固定が
困難となる不都合を生じる。特に、ＬＤアレイとの結合
では、上記熱応力変形のため、結合損失の低減化を図れ
ないという問題を有していた。

【０００４】なお、光ファイバの位置決め構造として
は、既に実用化されているガイドピン位置決め方式の多
心光コネクタを挙げることができるが、フェルールを用
いて受発光素子への光ファイバアレイの永久的な調心位
置決めを目的とする点で、設計思想を異にするものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
技術的課題を解決し、かつ受発光素子と光ファイバアレ
イとの結合作業を精密に行うことが可能な光ファイバア
レイフェルールを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、２つのプレートの間に複数
本の光ファイバを配列させる光ファイバアレイフェルー
ルにおいて、前記２つのプレートが重ね合わされて形成
される間隙は前記複数本の光ファイバ心線を収容する光
ファイバ心線収容部と、該光ファイバ心線収容部に収容
された光ファイバ心線の各光ファイバを配列するための
複数の溝を有する光ファイバガイド部と、該光ファイバ
ガイド部の前記溝に連続する開口部とを含むことを特徴
とする。

【０００７】ここで、請求項２記載の発明は、請求項１
記載の光ファイバアレイフェルールにおいて、前記２つ
のプレートは貼り合わせ接合により一体化されたもので
あってもよい。また、請求項３記載の発明は、請求項２
記載の光ファイバアレイフェルールにおいて、前記２つ
のプレートの貼り合わせ接合は陽極接合であってもよ
い。そして、請求項４記載の発明は、請求項３記載の光
ファイバアレイフェルールにおいて、前記陽極接合され
る２つのプレートのうち一方がアルミノ珪酸ガラスを含
むものであってもよい。また、請求項５記載の発明は、
請求項３記載の光ファイバアレイフェルールにおいて、
前記陽極接合される２つのプレートのうち一方が、アル
カリ添加されたアルミノ珪酸ガラスを含むものであって
もよい。

【０００８】また、請求項６記載の発明は、請求項２記
載の光ファイバアレイフェルールにおいて、前記２つの
プレートの貼り合わせ接合は固相拡散接合であってもよ
い。

【０００９】さらに、請求項７記載の発明は、請求項２
記載の光ファイバアレイフェルールにおいて、前記２つ
のプレートの熱膨張率の差は３００℃以下の条件下にお
いて２×１０^-6／℃であってもよい。

【００１０】また、請求項８記載の発明は、請求項１記
載の光ファイバアレイフェルールにおいて、前記２つの
プレートの少なくとも一方は窓部を有するものであって
もよい。

【００１１】さらに、請求項９記載の発明は、光ファイ
バアレイの固定構造であって、請求項８記載の光ファイ
バアレイフェルールの前記プレートの前記窓部と前記開
口部との間における前記光ファイバガイド部の溝への各
光ファイバの固定がハンダによるものであり、かつ前記
ハンダ固定された光ファイバの後方部分および該光ファ
イバの光ファイバ心線の前記光ファイバ心線収納部への
固定が有機系接着剤によるものであることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明においては、一体品としてのフェルール
内部に光ファイバガイド部を設けているので、この光フ
ァイバガイド部の溝ごとに整列した光ファイバアレイの
各光ファイバを収納できると共に、光ファイバガイド部
の溝に連続する開口部を設けているので、その開口部か
ら露出する各光ファイバの端面をＬＤアレイやＰＤアレ
イなどに結合する際に必要な調心結合固定を容易に行う
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１４】図１は本発明の光ファイバアレイフェルー
ルの一実施例を示すものであって、（ａ）は全体の構成
を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ′
線に沿う縦断面図であり、（ｃ）は光ファイバガイド部
側から見た側面図であり、（ｄ）は光ファイバ心線収納
部側から見た側面図である。図２は、図１に示した光フ
ァイバアレイフェルールの接合一体化前の状態を示す分
解斜視図である。

【００１５】図１および２において、符号１は略矩形の
光ファイバアレイフェルールである。このフェルール１
は、図１の（ｂ）および図２に示すように上部プレート
２と下部プレート３とから構成されている。ここで、説
明の便宜上、各図面の左側をフェルール１の前部とし、
右側をフェルール１の後部とする。上部プレート２は、
その後部下側に肉薄に形成された第１収納凹部２ａと、
前部下側に肉厚に形成されたガイド部２ｂと、第１収納
凹部２ａとガイド部２ｂを連絡する段差加工による第１
斜面部２ｃとを有している。下部プレート３は、その後
部上側に肉薄に形成された第２収納凹部３ａと、前部上
側に断面逆三角形状であって上記フェルール１に収納可
能な光ファイバの数に相当する数のガイドＶ溝部３ｂ
と、第２収納凹部３ａとガイドＶ溝部３ｂとを連絡する
段差加工による第２斜面部３ｃとを有している。第１収
納凹部２ａは、フェルール１に配列される光ファイバの
長手方向に沿って第２収納凹部３ａよりも長く形成され
ており、ガイド溝部３ｂは第１収納凹部２ａおよびガイ
ド部２ｂの双方に面している。接合一体化された上部プ
レート２と下部プレート３とからなるフェルール１にお
いては、第１収納凹部２ａと第２収納凹部３ａとは、光
ファイバ心線収納部Ａを構成し、第１収納凹部２ａおよ
びガイド部２ｂとガイドＶ溝部３ｂとは光ファイバガイ
ド部Ｂを構成している。この光ファイバガイド部Ｂは、
前端部に断面逆三角形状の光ファイバ開口部４を有する
前方ガイド部Ｂ１と、第１収納凹部２ａとガイド溝部３
ｂとの間に形成された後方ガイド部Ｂ２とから構成され
ている。

【００１６】上部プレート２と下部プレート３とを一体
化するには、予め両プレート２および３の所定箇所にＶ
溝加工や段差加工などにより上述したような溝や凹部を
形成したうえで、接着剤層なしに、例えば固相拡散接合
や陽極接合などにより両プレート２および３を接合す
る。固相拡散接合においては、両プレートの接合面を鏡
面化したうえで、その接合面同士を突き合わせ、所定温
度以上に加熱することにより両プレートを一体化でき
る。例えば、両プレートにＳｉ製のものを用いた場合に
は、その接合時の加熱温度は１０００℃以上である。ま
た、陽極接合は、一方のプレートを例えばアルミノ珪酸
ガラス製とし、他方のプレートをＳｉ製とした場合に適
している。この場合、両プレート間に電圧を印加し、３
００〜４００℃の温度で加熱することにより一体化を実
現できる。さらに、この陽極接合の場合には、アルミノ
珪酸ガラスにアルカリを所定量添加しておくと、接合が
容易になる。一方のＳｉプレートにガラスをスパッタリ
ングにより接合させると、印加電圧も１００Ｖ以下です
む。また、両プレート２および３は同一材料を構成材料
とすることが接合力の点で望ましいが、熱膨張率の差が
３００℃以下の条件下において２×１０^-6／℃であれば
異種材料から構成してもよい。この程度の熱膨張率差で
あれば、フェルール１自体には、光ファイバ心線のハン
ダ固定（２６０℃×１０秒）の際の熱衝撃による熱応力
変形を来すことがない。したがって、フェルール１によ
れば、その光ファイバガイド部Ｂのガイド溝部３ｂに配
された各光ファイバのＬＤアレイ等への調心結合固定を
容易にかつ正確に行うことができる。

【００１７】また、上記実施例では、図１の（ｃ）に示
したように各開口部４が独立した構造であったが、図３
に示すように隣接する開口部４を連続した形状としても
よい。

【００１８】さらに、図４に示すように上部プレート２
の一部に窓５を設けた構成としてもよい。この窓５は、
光ファイバガイド部Ｂのうち後方ガイド部Ｂ１付近が開
口される位置に形成される。図４の（ｂ）に示すように
フェルール１内に光ファイバ心線６を挿入し、その被覆
を除去した光ファイバ６ａを光ファイバガイド部Ｂ内に
挿入した後、フェルール１前端の開口部４からハンダ７
を注入して光ファイバガイド部Ｂ内を矢印方向へ順次満
たしてゆく。このとき、窓５まで達したハンダ７はその
窓５から溢れ、光ファイバ心線６の被覆部分に到達でき
ないことから、その使用量を制御できる。また、窓５
は、フェルール１の内部に発生するガスを放出するのに
も利用できる。そして、光ファイバ６ａを光ファイバガ
イド部Ｂに固定したハンダ７の後方には、有機系接着剤
８を注入して光ファイバ心線６の被覆部分を光ファイバ
心線収納部Ａに固定する。このような固定は、特にハー
メチックシール用の光ファイバフェルールには有効であ
る。

【００１９】また、上記実施例では、上部プレート２に
一箇所の窓５を設けたが、図５に示すようにフェルール
１の前後方向に複数（図示例では２箇所）の窓５を設け
た構成としてもよい。この場合、有機系接着剤の注入を
容易に行える効果がある。

【００２０】なお、本実施例としてのフェルール１のプ
レート材質には、シリコン以外にもジルコニア、窒化珪
素、アルミノ珪酸ガラス等を用いることができるが、こ
の他にも固相拡散接合、陽極接合可能な材料であれば、
いずれの材料も使用可能である。特に、上部プレート２
としてガラス等の透明性材料を用いた場合には、内部観
察が可能となり、かつ光ファイバの挿入も容易となる効
果を奏する。

【００２１】以下、具体的な実施例を説明する。

【００２２】（実施例１）下部プレートとなるべき一枚
の４インチシリコンウエハーに対し、深さおよびピッチ
の加工精度を＋０．５μｍ以内で切削加工により連続し
てＶ溝加工を行い、所定の段差加工を行った。他の一枚
の４インチシリコンウエハーに対しては、アルミノ珪酸
ガラスを約３μｍの厚さでスパッタ蒸着した。この蒸着
膜と上記下部プレートの接合面とを陽極接合して両ウエ
ハー、すなわち両プレートを一体化した。次に、この一
体化ウエハーを所定サイズにカットしてチップ化した。
チップは各々がフェルールであり、１００個以上を一括
製造することができた。

【００２３】光ファイバアレイとして１０心用を用意し
た。このアレイは、外径１２５μｍの単一モード光ファ
イバを２５０μｍのピッチで整列させたものである。こ
のアレイの上記フェルール内への固定には、２６０℃で
１０秒間の接着条件である耐熱型接着剤を用いた。

【００２４】段差加工により形成したフェルール内の斜
面部に、上記アレイの光ファイバの端部を押し当てるこ
とにより、光ファイバはその斜面部に沿って各Ｖ溝に案
内されるので、容易に各Ｖ溝に挿入できた。開口部から
吐出した光ファイバの端面を研磨したのち、光ファイバ
アレイの１０心の各コアの位置を画像処理により計測し
たところ、両サイドのコアを基準として他の８心のコア
は全て設定値に対して＋１μｍ以内の誤差の位置にある
ことが確認できた。また、得られた光ファイバアレイフ
ェルール同士を突き合わせて調心し、ハンダで結合した
ところ、ハンダ結合前後における伝送損失の増加分は
０．５ｄＢ以内であり、十分な低損失な位置決め固定が
実現できることを確認した。なお、得られたフェルール
の外面にＮｉ−Ａｕメッキを施して、ハンダ固定をし易
くした。

【００２５】（実施例２）上部プレートを透明ガラス製
とした以外は、実施例１と同様にしてフェルールを作製
した。このフェルールでは、透明な上部プレートにより
目視による位置確認を、光ファイバ挿入作業中に行うこ
とができるので、作業性をより向上させることができ
た。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一体加工品であるので、ＬＤアレイ等に対するハンダ接
合時の熱衝撃による歪みを最小限に抑えることができる
から、低損失の結合固定が可能である。また、光ファイ
バガイド部により、フェルール内への光ファイバの挿入
を容易に行うことができる。さらに、フェルールの上部
プレートを透明ガラスとしたものでは、光ファイバの挿
入作業を一層容易ならしめることができる。またさら
に、上部プレートに窓を設けたものでは、接着剤の注入
あるいは光ファイバのハンダ固定を容易に行うことが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバアレイフェルールの一実施
例を示すものであって、（ａ）は全体の構成を示す斜視
図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ′線に沿う縦
断面図であり、（ｃ）は光ファイバガイド部側から見た
側面図であり、（ｄ）は光ファイバ心線収納部側から見
た側面図である。

【図２】図１に示した光ファイバアレイフェルールの接
合一体化前の状態を示す分解斜視図である。

【図３】本発明の光ファイバアレイフェルールの他の実
施例における光ファイバガイド部側から見た側面図であ
る。

【図４】本発明の光ファイバアレイフェルールの他の実
施例を示すものであって、（ａ）は全体の構成を示す斜
視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ′線に沿う
縦断面図である。

【図５】本発明の光ファイバアレイフェルールの他の実
施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバアレイフェルール ２ 上部プレート ３ 下部プレート ４ 開口部 ５ 窓 ６ 光ファイバ心線 ７ ハンダ ８ 有機系接着剤 Ａ 光ファイバ心線収納部 Ｂ 光ファイバガイド部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つのプレートの間に複数本の光ファイ
   バを配列させる光ファイバアレイフェルールにおいて、 前記２つのプレートが重ね合わされて形成される間隙は
   前記複数本の光ファイバ心線を収容する光ファイバ心線
   収容部と、該光ファイバ心線収容部に収容された光ファ
   イバ心線の各光ファイバを配列するための複数の溝を有
   する光ファイバガイド部と、該光ファイバガイド部の前
   記溝に連続する開口部とを含むことを特徴とする光ファ
   イバアレイフェルール。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ファイバアレイフェル
   ールにおいて、前記２つのプレートは貼り合わせ接合に
   より一体化されたものであることを特徴とする光ファイ
   バアレイフェルール。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光ファイバアレイフェル
   ールにおいて、前記２つのプレートの貼り合わせ接合は
   陽極接合であることを特徴とする光ファイバアレイフェ
   ルール。
4. 【請求項４】 請求項３記載の光ファイバアレイフェル
   ールにおいて、前記陽極接合される２つのプレートのう
   ち一方がアルミノ珪酸ガラスを含むものであることを特
   徴とする光ファイバアレイフェルール。
5. 【請求項５】 請求項３記載の光ファイバアレイフェル
   ールにおいて、前記陽極接合される２つのプレートのう
   ち一方が、アルカリ添加されたアルミノ珪酸ガラスを含
   むものであることを特徴とする光ファイバアレイフェル
   ール。
6. 【請求項６】 請求項２記載の光ファイバアレイフェル
   ールにおいて、前記２つのプレートの貼り合わせ接合は
   固相拡散接合であることを特徴とする光ファイバアレイ
   フェルール。
7. 【請求項７】 請求項２記載の光ファイバアレイフェル
   ールにおいて、前記２つのプレートの熱膨張率の差は３
   ００℃下の条件下において２×１０^-6／℃であることを
   特徴とする光ファイバアレイフェルール。
8. 【請求項８】 請求項１記載の光ファイバアレイフェル
   ールにおいて、前記２つのプレートの少なくとも一方は
   窓部を有するものであることを特徴とする光ファイバア
   レイフェルール。
9. 【請求項９】 請求項８記載の光ファイバアレイフェル
   ールの前記プレートの前記窓部と前記開口部との間にお
   ける前記光ファイバガイド部の溝への各光ファイバの固
   定がハンダによるものであり、かつ前記ハンダ固定され
   た光ファイバの後方部分および該光ファイバの光ファイ
   バ心線の前記光ファイバ心線収納部への固定が有機系接
   着剤によるものであることを特徴とする光ファイバアレ
   イの固定構造。