JPH07248424A

JPH07248424A - 光ファイバアレイおよび光デバイス

Info

Publication number: JPH07248424A
Application number: JP6041032A
Authority: JP
Inventors: Hideki Imanishi; 秀樹今西; Ichiro Tanaka; 一郎田中
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1995-09-26
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JP3374508B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光ファイバアレイや光ファイバアレイ、光導
波路およびケースからなる光デバイスにおいて、多芯化
に伴って湾曲部が長くなり光ファイバアレイが大きくな
る問題点を解決することを目的とする。【構成】複数の光ファイバと、前記ファイバを平行に
並列固定するためのファイバ整列溝を備えた基板とから
なる光ファイバアレイにおいて、前記ファイバ端部は裸
線部、素線部および芯線部からなり、前記基板は、裸線
部整列溝と素線部固定部を有し、さらに前記ファイバの
芯線部は芯線部配列部に配列あるいは締結手段により締
結されており、前記素線固定部と前記芯線配列部あるい
は芯線部締結部との間で、前記ファイバの素線部を前記
ファイバの配列方向に湾曲させた光ファイバアレイであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】並列型光通信や、光通信の分岐光
デバイス等に用いる多芯光ファイバアレイ、および光フ
ァイバアレイを用いた光デバイスに関する。なお本明細
書では、一般的な定義にしたがい、コアとクラッドから
なるものを裸線、この裸線に１次被覆されたものを素
線、この素線に２次被覆されたものを芯線と呼ぶことに
する（図２参照）。

【０００２】

【従来の技術】従来の芯線タイプの多芯光ファイバアレ
イは、図１２に示すように、光ファイバ裸線部を目的と
するピッチで配列させるために、１次被覆と２次被覆を
同時に除去し、まず光ファイバ裸線部を例えばＶ次溝付
き基板に配列し、さらにそれに続く裸線部を湾曲させる
ことにより作製されていた。（例えば、実開昭６３−４
１１０５号）。

【０００３】また、前述の光ファイバアレイ、光導波路
およびケースからなる光デバイスにおいては、光ファイ
バアレイの湾曲部とは別に、光ファイバの固定と信頼性
向上のために封止剤を充填する部分を設けていた（図１
３）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の光ファイバ
アレイにおいては、光ファイバ裸線の先端部では基板に
設けたＶ字溝と同じピッチで配列させるのに対し、光フ
ァイバ被覆部は被覆径と同じピッチ（あるいは、光ファ
イバを複数段に重ねる場合では被覆径を段数で割った値
に近いピッチ）でしか配列させることができない。この
ため、基板に設けたＶ字溝のピッチと、光ファイバの被
覆径（あるいは、光ファイバを複数段に重ねる場合では
被覆径を段数で割った値に近いピッチ）とが、異なる場
合がほとんどである。

【０００５】このような多芯光ファイバアレイを作製す
るためには、光ファイバの被覆部と素線部をそれぞれ固
定する部分の間にある程度間隔をもたせて、前記被覆部
を前記被覆部の径とほぼ同じピッチ（あるいは、光ファ
イバを複数段に重ねる場合では被覆径を段数で割った値
とほぼ同じピッチ）で配列させた後、前記裸線部を目的
のピッチに作製されたＶ字溝に配列させるために、前記
間隔部分で前記裸線部を湾曲させて配置しなければなら
ない。

【０００６】このとき、多芯化に伴って湾曲部が長くな
り光ファイバアレイが大きくなる、前記裸線部を湾曲さ
せてＶ字溝に配列させる作業に多くの時間を要する、と
いう２つの欠点があった。前者の欠点の具体例として
は、例えば４芯のシングルモード光ファイバアレイの場
合、光ファイバの芯線部は２次被覆の径と同じ０．９ｍ
ｍピッチで、前記裸線先端部は０．２５ｍｍピッチで、
各々横一列に配列させると、湾曲部の長さは、前記ファ
イバの許容曲率半径がＲ＝４０ｍｍであることより、最
低でも１３ｍｍは必要になってしまうことになる。

【０００７】また、前述の光ファイバアレイ、光導波路
およびケースからなる光デバイスにおいては、光ファイ
バアレイの湾曲部とは別に、光ファイバの固定と信頼性
向上のために封止剤を充填する部分を設ける必要があ
り、光デバイス全体がさらに大きくなるという欠点があ
った。

【０００８】そこで本発明は、前述の光ファイバアレイ
や光ファイバアレイ、光導波路およびケースからなる光
デバイスにおいて、多芯化に伴って湾曲部が長くなり光
ファイバアレイが大きくなる問題点を解決した、光ファ
イバアレイおよび光デバイスを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明では、複数の光ファイバと、前記ファイバ
を平行に並列固定するためのファイバ整列溝を備えた基
板とからなる光ファイバアレイにおいて、前記ファイバ
は、裸線、裸線を１次被覆した素線および素線を２次被
覆した芯線からなるファイバであり、前記ファイバ端部
は裸線部、素線部および芯線部からなり、前記基板は、
裸線部整列溝と素線部固定部を有し、前記ファイバの裸
線部は前記溝部に配列され、前記素線部は前記固定部に
固定され、さらに前記ファイバの芯線部は芯線部配列部
に配列あるいは締結手段により締結されており、前記素
線固定部と前記芯線配列部あるいは芯線部締結部との間
で、前記ファイバの素線部を前記ファイバの配列方向に
湾曲させた光ファイバアレイを提供する。

【００１０】さらに、前述の光ファイバアレイ、光導波
路およびケースからなる光デバイスにおいては、封止剤
を充填する部分で光ファイバを湾曲させる。

【００１１】

【作用】本発明によれば、光ファイバの素線の径Ｄが、
ファイバ裸線部整列溝のピッチをｐ，光ファイバ素線部
の積層の段数をｎとしたとき、ｐｎにほぼ等しいので、
自ずと光ファイバの裸線部を大きく湾曲させることな
く、目的のＶ字溝ピッチとほぼ同じピッチで配列させる
ことができる。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）まず、４芯光ファイバアレイについて説明
する。用いた光ファイバは、芯線型のＡＴ＆Ｔ社製のシ
ングルモードファイバ１１（商品名：ＳＭＦ−２８Ｔ
Ｍ）で、クラッド径１２５±２μｍ、１次被覆は径２５
０±１５μｍの紫外線硬化型アクリレート樹脂製であ
り、２次被覆は径約０．９ｍｍのＰＶＣ製である。この
ファイバにおけるクラッド径と１次被覆径の比は、約
１：２である。

【００１３】この光ファイバを必要な長さに切り出し、
先端より約２５ｍｍの位置でストリッパ（ＶＥＳＳＥＬ
社製，型番：３０００Ａ）により、２次被覆のみを剥
く。次に、ホットストリッパ等（（株）フジクラ社製，
型番：ＨＪＳ−０１）で光ファイバの先端より約１０ｍ
ｍの位置より先の部分の１次被覆を剥き、エタノールを
染み込ませた布等で、光ファイバ裸線側面に残った樹脂
を完全に除去する（図２参照）。同様にして、４本の光
ファイバを切断し被覆を除去する。

【００１４】以上のような方法で用意した４本の光ファ
イバを、２次被覆のみを除去した素線部分１３を、例え
ば光ファイバ先端より約２０ｍｍの位置で、深さ２５０
μｍ、幅１ｍｍ（＝２５０μｍ×４）の溝を有する治具
（４１，４２）で、２次被覆のみを剥いた位置が揃うよ
うに１列に並べ、仮固定する（図３）。

【００１５】こうすることによって、光ファイバの裸線
部１２はほぼ２５０μｍピッチで並んでいることにな
る。なお、ここでは治具を用いたが、２次被覆のみを剥
いた素線部分１３を平面上に１列に並べ、粘着テープの
ようなもので固定することでも、同様な結果を得ること
ができる。

【００１６】次に、図４に示すような２５０μｍピッチ
の裸線部整列用Ｖ字溝付き基板２１を用意し、前記治具
（４１，４２）によって並べられた光ファイバの裸線部
１２を該Ｖ字溝部分２２に並べ、その上から、カバー２
５をかぶせクランプする。前記基板２１から突き出た光
ファイバの裸線１２の部分に、鋭利な刃物でクラックを
いれてを折り取り、前記基板先端部より充填材３１、例
えばエポキシ接着剤（エポキシテクノロジ社（米国）
製，ＥＰＯ−ＴＥＫ（登録商標）３５３ＮＤ）あるいは
ガラス半田（旭硝子社製，（商品名）セラソルザＷ）を
Ｖ字溝の間隙に充填し、前記カバー２５と前記裸線部１
２と前記基板２１を接着硬化させる。

【００１７】このカバーは、光ファイバの素線部まで覆
うような寸法形状を有しているが、光ファイバの裸線部
に対応する部分のみをカバーする構造でもよい（図５参
照）。

【００１８】前述したように、光ファイバの裸線の部分
を折り取った場合には、該裸線端面は、前記基板端面に
対して平面精度が悪い場合が多い。このため、ファイバ
アレイとしての平面精度を得るためには、研磨加工を施
すとよい。他方、前記Ｖ字溝付き基板に前記ファイバを
接着固定した状態で、前記基板をダイヤモンドソーなど
で精密切断することで、平面精度を得ることも可能であ
る。

【００１９】なお、前記Ｖ字溝付き基板の材質について
は、機械加工あるいはエッチング等の方法でＶ字溝が容
易に形成でき、さらにその熱膨張係数が前記光ファイバ
のそれと近い材質のものが望ましい。また、前述したよ
うにファイバアレイの端面の平面精度を得るために研磨
加工をする場合には、前記光ファイバと同程度の表面硬
度を有する材質が好ましい。具体的には、ガラス，セラ
ミック，石英などが挙げられる。

【００２０】さらに、前記カバーの材質についても、前
記Ｖ字溝付き基板と同様である。また、光ファイバと前
記Ｖ字溝付き基板とを接着固定するとき、後述のように
ＵＶ硬化樹脂等の光硬化性樹脂を用いる場合には、前記
Ｖ字溝付き基板か前記カバーの少なくともいずれか一方
は、透光性を有することが望ましい。

【００２１】また、前記基板上の光ファイバの素線部分
１３を、充填材３１例えばＵＶ硬化接着剤で接着硬化さ
せ、素線固定部２３とする。なお、この例では、基板上
の素線部を接着固定して素線固定部としたが、前記基板
に素線整列溝を有していてもよいことは言うまでもな
い。

【００２２】つぎに、素線部を仮固定していた治具を外
し、光ファイバの芯線部を配列部２７に配列固定し（図
６）、さらに光ファイバの素線固定部２３と、前記配列
部２７との間で、素線部を湾曲させる。図１に示すよう
な、光ファイバアレイを作製することができる。また、
芯線配列部は、前記基板に併せて設けてもよい。さら
に、芯線部は固着バンド等で締結されていてもよい。

【００２３】以上の説明は４芯光ファイバアレイの場合
であったが、同様の方法にて任意の芯数の光ファイバア
レイを得られることは言うまでもない。

【００２４】（実施例２）実施例１では、光ファイバは
１段で配列された場合であったが、この実施例では、光
ファイバの素線の部分をデルタ配列の２段重ねにした例
である（図７参照）。この実施例では実施例１で用いた
光ファイバを用いたので、その素線の径２５０μｍの半
分に近い１２７μｍピッチで、光ファイバの裸線先端部
を配列した例である。

【００２５】この場合、素線部分を固定するカバー２６
にも、素線部分を固定する基板部と同じ形状ピッチの整
列溝が、基板部の素線整列溝２４のピッチとは半ピッチ
ずれた関係の位置に形成されている（図７のＢ−Ｂ断面
図）。

【００２６】このとき、光ファイバの裸線部１２は、基
板面の法線方向には多少湾曲することになるが、光ファ
イバの配列方向には平行に並ぶことになるので、光ファ
イバアレイの厚みはやや厚くなるものの、小型化を阻害
することはほとんどない。

【００２７】さらに、光ファイバの芯線部を配列部（図
示せず）に配列固定し、さらに光ファイバの素線固定部
２３と前記配列部との間で素線部を湾曲させ、光ファイ
バアレイを作製することができる。また、芯線配列部
は、前記基板に併せて設けてもよい。さらに、芯線部は
固着バンド等で締結されていてもよい。

【００２８】以上の説明では、光ファイバを２段重ねに
した場合であったが、同様に多段重ねにできることは言
うまでもない。このように光ファイバを多段に積層する
と、光ファイバの裸線部を狭いピッチで配列することが
可能となる。

【００２９】（実施例３）この実施例は、実施例１で作
製した４芯の光ファイバアレイと、１芯の光ファイバア
レイを用いて、１×４分岐光デバイスを製作した例であ
る。

【００３０】まず、イオン交換法で作製したガラス製１
×４分岐型光導波路６１を、前記４芯の光ファイバアレ
イ５２と前記１芯の光ファイバアレイ５１で、例えば透
光性のＵＶ硬化性樹脂３３によってピッグテイルする。
さらに、前記導波路基板や前記アレイの熱膨張係数に近
い材質（例えば、ガラス）のベース基板６２に、ガラス
半田を用いて接着固定する。図８を参照のこと。図８に
示したように、光導波路６１は２つの光ファイバアレイ
５１，５２をちょうど橋渡ししたように接続されてい
る。

【００３１】これをケースにパッケージングする。ま
ず、前記ベース基板に接着固定された光導波路と前記光
ファイバアレイとを、小型のケース９１に入れる。さら
にこの小型のケースを、大型のケース９２に入れる。こ
の際に小型のケースと大型のケースの間で、ピッグテイ
ルされた前記４芯の光ファイバの素線の部分で湾曲部１
４を形成し、その部分を封止剤３２（日本ペルノックス
社製，ＭＥ−３５２）で固め、大型ケース９２に前記光
ファイバの芯線配列部２７を設けて、１×４分岐光デバ
イスを作製する（図９参照）。

【００３２】ケースはアルミや樹脂製のものが挙げられ
る。このとき、ケースとファイバアレイ、あるいはケー
スとファイバの熱膨張係数のちがいの大きい場合には、
硬化後にもある程度弾力性を持つ封止剤を用いることが
望ましい。また、前記ファイバアレイの熱膨張係数と近
いそれを有する材質のケースを用いることも有効であ
る。このような材質としては、液晶ポリエステル樹脂な
どが挙げられる。

【００３３】この実施例３の寸法的な効果について述べ
る。現状の同等品ではその全長が１１４ｍｍ，全幅が１
６ｍｍであるのに対して、この実施例３の光デバイスで
はそれぞれ全長を７１．５ｍｍ，全幅を９ｍｍまで短縮
することができ、デバイスの小型化が可能となる。

【００３４】以上の説明は１×４分岐光デバイスの場合
であったが、目的に応じｍ芯、ｎ芯の光ファイバアレイ
を用いることによって、ｍ×ｎ分岐光デバイスを作製す
ることができることは言うまでもない。例えば、２×１
６分岐光デバイスを作製することができる。この場合、
デバイス全体の幅が大きくならないように、１６芯の光
ファイバアレイの素線部を２段のデルタ配列に、さらに
芯線部は４段のデルタ配列にすると良い。

【００３５】また、光導波路とファイバの接続面７１に
おける反射の影響を防ぐために、基板を斜めに切断して
接続することも効果的である。図１０，図１１にその例
を示す。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明の光ファイバアレ
イによれば、光ファイバを裸線部で湾曲させる必要がな
くなるので、光ファイバアレイの全長を短くすることが
できる。また、光ファイバアレイの幅は、従来のそれ
（芯数×被覆径）に比べ、およそ芯数と目的のピッチの
積よりやや大きい程度で十分あり、さらに光ファイバア
レイの長さも、従来のような裸線部を湾曲させる部分が
必要なくなるので、光ファイバアレイの小型化が可能に
なる。

【００３７】さらに、光ファイバアレイ、光導波路およ
びケースからなる光デバイスにおいては、本発明による
光ファイバアレイを用いることにより、光ファイバを湾
曲させる部分と光ファイバを封止する部分とを兼ねるこ
とができるので、ケース全体の長さも短くでき、光デバ
イス全体の小型化が可能とある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の光ファイバアレイを説
明する図。

【図２】芯線型光ファイバの構造を説明する図。

【図３】光ファイバを素線部分で１列に並べ仮固定した
様子を説明する図。

【図４】Ｖ字溝付き基板を説明する図。

【図５】別のカバーガラスの例を示す図。

【図６】光ファイバ芯線部の配列部を説明する図。

【図７】実施例２の光ファイバアレイを説明する図。

【図８】実施例３の１×４分岐光デバイスを説明する
図。

【図９】１×４分岐光デバイスをケースにパッケージン
グしたところを説明する図。

【図１０】光ファイバアレイと光導波路を光軸に対して
斜めに切断して接続した光デバイスの接続部分を説明す
る図。

【図１１】光ファイバアレイと光導波路を光軸に対して
斜めに切断して接続した別の光デバイスの接続部分を説
明する図。

【図１２】実開昭６３−４１１０５に示された光ファイ
バアレイの図。

【図１３】従来の光ファイバアレイを用いた光デバイス
の一例を示す図。

【符号の説明】

１１芯線型光ファイバ１２光ファイバ裸線部１３光ファイバ素線部１４光ファイバの湾曲部２１Ｖ字溝付き基板２２裸線部整列用Ｖ字溝２３光ファイバ素線固定部２４光ファイバ素線整列溝２５裸線部カバー２６素線部カバー２７芯線部配列部（芯線部締結部）２７ａ，２７ｂ芯線部配列部３１充填剤３２封止剤３３透光性ＵＶ硬化性樹脂４１光ファイバ仮固定治具４２仮固定治具のカバー５１１芯光ファイバアレイ５２４芯光ファイバアレイ６０光導波路６１１×４分岐型光導波路６２ベース基板７１光導波路と光ファイバアレイの接続面８１ガラス半田９１小型樹脂製ケース９２大型樹脂製ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光ファイバと、前記ファイバを平行
に並列固定するためのファイバ整列溝を備えた基板とか
らなる光ファイバアレイにおいて、前記ファイバは、裸線、裸線を１次被覆した素線および
素線を２次被覆した芯線からなるファイバであり、前記
ファイバ端部は裸線部、素線部および芯線部からなり、
前記基板は、裸線部整列溝と素線部固定部を有し、前記
ファイバの裸線部は前記溝部に配列され、前記素線部は
前記固定部に固定され、さらに前記ファイバの芯線部は
芯線部配列部に配列あるいは締結手段により締結されて
おり、前記素線固定部と前記芯線配列部あるいは芯線部
締結部との間で、前記ファイバの素線部を前記ファイバ
の配列方向に湾曲させたことを特徴とする光ファイバア
レイ。
【請求項２】請求項１に記載の光ファイバアレイにおい
て、前記素線固定部は整列溝であり、前記ファイバの素線部
分をｎ段に積層し、前記裸線部分用整列溝のピッチをｐ
としたとき、前記ファイバの素線部分の径Ｄはｎｐにほ
ぼ等しい光ファイバアレイ。
【請求項３】光導波路と、光ファイバアレイと、前記導
波路と前記アレイを収納するケースからなる光デバイス
において、前記ファイバは前記アレイ部と前記ケースの
前記ファイバ挿入部とで異なるピッチで配列されてお
り、かつ前記アレイ部と前記ケースの前記ファイバ挿入
部との間の空間部分で前記ファイバが湾曲しており、前
記空間部分は充填剤で封止されていることを特徴とする
光デバイス。