JPS62180308A

JPS62180308A - 光方向性結合器の製造方法及びその装置

Info

Publication number: JPS62180308A
Application number: JP2198586A
Authority: JP
Inventors: Narikazu Suzuki; 鈴木　成和
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1987-08-07
Also published as: JPH0429045B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、慣性航法装置として用いられる光ファイバジ
ャイロに組込まれる光方向性結合器の製造方法及びその
装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、　５ａｐｎａｃ　（サニヤック）効果を利用した
光ジヤイロが航空機の慣性航法装置用の角速度センナと
して、採用されつつある。この５ａｐｎａｃ効果とは、
閉光路内を伝搬する左回りと右回りの光の光路長が、閉
光路の回転により異な、るという現象のことをいい、こ
の効果を利用して回転の自速の検出が可能となる。現在
、光ジヤイロには、リングレーザジャイロおよび光ファ
イバジャイロの２種類がある。このうち、後者は、光を
ファイバルーズの左回り光と右回り光に分岐し、戻って
きた光を合成することにより、　５ａｐｎａｃ効果によ
る角速度を示す位相差を求めるようにしている。このよ
うな光の分岐・合成に用いられているのが、第９図に示
す光方向性結合器である。この光方向性結合器は、光フ
ァイバ（Ａ）、　（Ａ）を円弧状に埋め込んだ石英ガラ
ス基板（Ｂ）、　（Ｂ）をコア（Ｃ）が露出しないまで
鏡面研磨し、この状態で二枚のガラス基板（Ｂ）。

（Ｂ）をオプティカルコンタクトさせたものである。

しかしながら、従来においては、ガラス基板（Ｂ）。

（Ｂ）に光ファイバ（Ａ）、　（Ａ）を埋設するために
、有機系の接着剤を用いているが、信頼性の高い接合を
得ることはできない。たとえば、耐環境試験（−３０℃
〜８０°Ｃ）を行うと１石英ガラスと接着剤との熱膨張
係数の差により、光ファイバ（Ａ）、　（Ａ）がガラス
基板（Ｂ）、　（Ｂ）から剥離してしまう不具合をもっ
ている。また、接着剤として、無機系アルミナ・シリカ
を用いた場合は、流動性が悪く気泡が生成してしまう欠
点をもっている。同様に、接着剤として無機系のソーダ
ガラス（水ガラス）を用いた場合は、流動性は良好であ
るが、鏡面加工中の研磨液屹より接着剤が溶解してしま
う欠点をもっている。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を参酌してなされたもので。

光ファイバのガラス基板への接着を確実に行うことので
きる光方向性結合器の製造方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の光方向性結合器の製造方法は、光ファイバのガ
ラス基板への固着をガラス基板とほぼ同程度の熱膨張率
を有するガラス粉末をレーザ光により溶融・固化させる
ことにより行うようにしたものである。

また１本発明の光方向性結合器の製造装置は。

ガラス基板の溝に挿入された光ファイバをガラス基板が
取付けられた固定治具に設けられた張設具により張設す
るようにするとともに、レーザ照射装置を上記溝に沿っ
て相対的に進退させるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例の光方向性結合器の製造方法を
図面を参照して詳述する。

第１図ないし第８図は、この実施例の光方向性結合器の
製造方法を示している。この製造方法は。

円弧状に埋設された光７アイバ（１）を石英ガラス基板
（２）に固着する光ファイバ固着工程（第１図及び第２
図参照）と、この光ファイバ固着工程後に光ファイバ（
１）のコア（３）が露出しない程度にクラッド（４）部
分を平面度λ／１０程度に鏡面加工する研磨工程（第３
図及び第４図参照）と、この研磨工程後に光ファイバ（
１）、（１）が固着され研磨された一対のガラス基板（
２）、（２）を接合してオプティカルコンタクトするカ
ップリング工程（第５図及び第６図参照）とからなって
いる。しかして、上記固着工程は。

ガラス基板（２）を台状の光ファイバ固定治具（５）上
の中央位置に載ｔｔｉ・位置決めする工程と、ガラス基
板（２）に刻設されたＶ溝（６）に光ファイバ（１）を
嵌入する工程と、との■溝（６）に嵌入された光ファイ
バ（１）の両端を光ファイバ固定治具（５）の両端部に
て張設具（ｌａ）、　（ｌａ）を介して同定・張設し光
ファイバ（１）にテンシ璽／を付与する工程と、テンシ
胃ンが付加されＶ溝（６）に嵌入している光ファイバ（
１）上に石英からなるガラス粉末（７）をＶ溝（６）を
このガラス粉末（７）で充填するようにふりかける工程
（第７図参照）と、光ファイバ固定治具（５）を矢印（
８）方向に進退自在なテーブル（９）上にこの光ファイ
バ固定治具（５）に固定されているガラス基板（２）の
Ｖ溝（６）が矢印（８）方向に平行となるように載置す
る工程と、テーブル（９）上ｌこ配設されている例えば
Ｃｏ、、ＹＡＧなどのレーザ照射装置α１からレーザ光
αＤをガラス粉末（力に照射させ溶融させるとともにテ
ーブル（９）を矢印（８）方向に動かしＶ溝（６）全領
域にわたって例えば出力５〜ＩＯＷのＣＯ，レーザ光←
υを照射しガラス粉末（７）の溶融・固化〈より光ファ
イバ（１）をガラス基板（２）に固着する工８（第８図
参照）とからなっている。上記ガラス基板（２）ｌこ刻
設されているＶ＠（６）は。

縦断面が円弧状となっていて、その結果、光ファイバ（
１）は１両端が張設された状態で円弧状となっている。

このとき、光ファイバ（１）の中央部上端が。

ガラス基板（２）のＶ溝（６）が形成されている主面（
１カとほぼ同一レベルとなるように設定する。また、レ
ーザ光αυの照射において光ファイバ（１）のクラッド
（４）およびガラス粉末（７）のみが溶融するよう出力
を調整する。つぎに、前記研磨工程は、ガラス基板（２
）の主面へり側を研削により粗研磨する第１研磨工程と
、この第１研磨工程度にひきつづいて行われる中間仕上
げのためのラップ加工からなる第２研磨工程と、この第
２の研磨工程にひきつづいて行われる最終仕上げ（鏡面
加工）のためのポリシング加工からなる第３研磨工程と
からなっている。

ところで、この研磨工程においては、光ファイバ（１）
の入力側（１３より２００１Ｗの光信号を入れたとき。

出力側ａ４より１００ｎＷの出力信号が得られるようｔ
こ研磨する。つまり、研磨による光ファイバ（１）のク
ラッド露出面ａ９から１００ｎＷ出力されるようにする
。

さらに、前記カップリング工程Ｉこ右いては、一対のガ
ラス基板（２）　、　（２）の光ファイバ（１）、（１
）の露出面αＧ、（１５１どうしをオプチカルコンタク
トに密接させ。

有機接着剤により固定・結合する。

以上のように、この実施例の光方向性結合器の製造方法
は、光ファイバ（１）を石英からなるガラス粉末（力を
レーザ光ａυを照射して溶融−同化させることにより石
英ガラス基板（２）に固定するようにしているので、後
工程である研磨工程において用いられる加工液に対する
耐水性が大きくなる。また。

ガラス粉末（７）とガラス基板（２）とは同質であるの
で。

熱膨張差がなくなり、温度変化に対する耐久性が向上す
る。また、接合剤が同質であるので、前記第１研磨工程
における研削中に、砥石に目づまりが生じ、光ファイバ
にクラックなどの損傷を与えることがなくなる。以上の
諸効果が相俟って１歩留が高く、かつ、高信頼性の光方
向性結合器を得ることができる。

なお、上記実施例においては、ガラス粉末（７）とガラ
ス基板（２）は同質材を用いているが、熱膨張率が接近
している限り、異質剤でもよい。さらに。

レーザ光Ｉの照射は、レーザ照射装置傾倒をＶ溝（６）
に沿って動かすようにしてもよい。

つぎに１本発明の一実施例の光方向性結合器の製造装置
１こついて第８図を参照して述べる。

この装置は、矢印（８）方向番こ進退駆動されるテーブ
ル（９）と、このテープ＃　（９）上に固定され石英ガ
ラス基板（２）が真空の吸着により着脱自在に装着され
る固定治具（５）と、この固定治具（５）の上面両端に
設けられた一対の張設具（ｌａ）、　（ｌａ）と、固定
治具（５）上方に配設されたレーザ照射装置ａ〔とから
構成されている。

この装置の作動については、前述したので省略する。

しかして、この装置は、光ファイバ（１）の石英ガラス
基板（２）への固定を高速かつ確実に行うことができる
利点をもっている。とくに、量産工程に配備したときに
、その効果が倍化する。

なお、この実施例においてテーブル（９）　ヲ動かす代
りに、レーザ照射装置Ｑｌを矢印（８）方向に動かすよ
うにしてもよい。また１石英ガラス基板（２）の固定治
具への固着は１機械的治具によってもよい。

〔発明の効果〕

本発明の光方向性結合器の製造方法は、光ファ程度の熱
膨張率を有するガラス粉末をレーザ光により溶融・固化
させることにより行りているので。

温度変化に対する耐久性が向上し１両者の接合が完全な
ものとなる。さらに、後工程である研磨工程において、
光ファイバに損傷を与えたり、光ファイバの接着が不安
定化することがなくなる。したがりて、製品歩留が高く
、高信頼性の光方向性結合器を得ることができる。

また１本発明の光方向性結合器の製造装置は。

ガラス基板への光ファイバの固着を確実かつ高能率で行
うことのできる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の元方向性結合器の光ファイ
バ固着工程を示す正面断面図、Ｍ２図は第１図の■−■
線矢視断面図、第３図は同じく研磨工程を示す正面断面
図、第４図は第３図の■−■線矢視断面図、第５図は同
じくカップリング工程を示す正面断面図、第６図は第５
図のＶｌ−Ｖｌ線矢視断面図、第７１図は光ファイバ固
着工程の説明ｒｇＪ−鎮８ｒｇＪは本発明の一実施例の
光方向性結合器の製造装置の構成図、第９図は光方向性
結合器の構成ｅ路間である。（１）二元ファイバ、　　　　（ｔａ）　：張設具。（２）ニガラス基板、　　　　　（５）　：固定治具。（６）　：　Ｖ　　溝、　　　　　　　（７）　ニガラ
ス粉末。（９）：テーブル（移動機構）。 αＯ１：レーザ照射装ａ、　　　Ｑｌ）：レーザ光。代理人　弁理士　　則　近　憲　佑同　　　　　竹　花　喜久男６Ｖ：ＪＩＦ＋２ｒ”　　　’　　３：１７　　　　Ｌ、”ｆ−”ｖ４／
ｚ　　　　！、２　　−．６第１図　　　　第２図第３図　　　　＠４図第５図　　　　第６Ｃ；Ｑ第７図第８図 □ ′Ｘ　　　　　　　　　　（ＣＢ第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ファイバをガラス基板の溝に挿入したのち上記
ガラス基板とほぼ同程度の熱膨張率を有するガラス粉末
を上記溝部位に装填したのちレーザ光の照射により溶融
・固化させ上記光ファイバを上記ガラス基板に固着する
光ファイバ固着工程と、この光ファイバ固着工程後に上
記ガラス基板の溝形側を鏡面加工して上記光ファイバの
一部を露出させる研磨工程とからなることを特徴とする
光方向性結合器の製造方法。
（２）光ファイバが挿入される溝を有するガラス基板が
載置される固定治具と、この固定治具に設けられ上記ガ
ラス基板の溝に挿入された光ファイバを張設する一対の
張設具と、上記固定治具の溝に対向する位置に配設され
上記溝部位にレーザ光を照射するレーザ照射装置と、上
記固定治具と上記レーザ照射装置とを上記固定治具に保
持されているガラス板の溝に沿う方向に相対的に移動さ
せ上記レーザ光を上記溝に沿って照射させる移動機構と
を具備することを特徴とする光方向性結合器の製造装置
。