JP2002040290A - ファイバアレイ部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モードフィールド径の異なる光導波路と光フ
ァイバを低損失に接続可能で、かつ小型の光デバイスを
実現可能な信頼性の高いファイバアレイ部品及びその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 モードフィールド径の異なる第１の光フ
ァイバ１１１と第２の光ファイバ１１２が融着接続さ
れ、融着部１１３が第２の光ファイバを整列するＶ溝基
板１１４上に配置されるように、押さえ板１１５および
ファイバ固定用接着剤１１６で固定されている。ファイ
バアレイ部品の端面１１７は、小径コア光導波路との接
続部における反射の影響を低減するため斜めに研磨され
ている。第１の光ファイバ１１１と第２の光ファイバ１
１２の融着部は、Ｖ溝基板１１４上に配置されているた
め、小型でかつ低損失な光デバイスを製造することが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などの分野
に適用される光導波路などの入出力端に接続されるファ
イバアレイ部品及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に作製された光導波路などから成
る光デバイスを実用化する場合には、信号のインターフ
ェースとして入出力部に光ファイバを接続することが必
要である。この際、光デバイスと光ファイバとの接続損
失を小さくするために、両者のモードフィールド径は等
しいことが望まれる。

【０００３】しかし、光導波路の最小曲げ半径がモード
フィールド径に依存するため、複雑な光回路を構成する
場合には、光導波路のモードフィールド径は小さくなる
ように作製される。例えば、光通信において一般に使用
されているシングルモード光ファイバ（ＳＭＦ）のモー
ドフィールド径は、光の波長が１．３μｍ帯のとき、１
０μｍ程度である。

【０００４】これに対して、複雑な光回路を構成する光
導波路としては、モードフィールド径８μｍ程度の小径
コア導波路が使用されることがある。しかし、この小径
コア導波路とＳＭＦのモードフィールド径の不一致によ
って生じる結合損失は、０．５ｄＢ程度となり、ファイ
バ接続された光部品の原理的な過剰損失となっていた。

【０００５】このモードフィールド径の不一致による結
合損失を低減する構成として、小径コア導波路のモード
フィールド径と一致した小径コアファイバを小径コア光
導波路に接続し、その小径コアファイバとＳＭＦを融着
する構成がある。この構成は、小径コアファイバとＳＭ
Ｆを融着した際に生じる熱拡散コア効果を利用し、小径
コアファイバとＳＭＦとのモードフィールド径の不一致
による結合損失を低減するものである。さらに、結合損
失を低減させるために融着部を追加加熱することも可能
である。通常、この融着部は、機械強度を含めた信頼性
を確保するため、保護部材によって保護されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この保
護部材を使用する構成では、作製される光デバイスのサ
イズが保護部材の分だけ大きくなる。さらに、複数の融
着部を有する光デバイスの場合、保護部材を収納する位
置を正確に設計する必要があるため、融着位置を設計通
りに作製しなければならず、高い作製精度が要求される
といった問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、モードフィールド
径の異なる光導波路と光ファイバを低損失に接続可能
で、かつ小型の光デバイスを実現可能な信頼性の高いフ
ァイバアレイ部品及びその製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【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に記載の発明は、Ｖ溝を有する基板上に、
少なくとも１本以上の光ファイバを整列して成るファイ
バアレイ部品において、前記ファイバがモードフィール
ド径の異なる２種類以上のファイバ同士を融着接続して
成り、かつ前記ファイバの融着部を前記基板上に配置し
ていることを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のファイバアレイ部品において、前記融着部が、
前記Ｖ溝部に形成された収納溝部に配置されていること
を特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載のファイバアレイ部品において、前記融着部が、
高分子材料又は接着剤を介して前記基板の材料と熱膨張
係数の略等しい被覆部材によって保護されていることを
特徴とするものである。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、ファイバ
アレイ部品の製造方法において、モードフィールド径の
異なる光ファイバの内、どちらかを中間ファイバとし
て、前記中間ファイバの両端に前記モードフィールド径
の異なるファイバとを融着する第１のステップと、前記
中間ファイバを前記Ｖ溝に整列固定する第２のステップ
と、前記異なるファイバ同士の融着部を保護する第３の
ステップと、前記中間ファイバの略中央部で切断分離し
て２組のファイバアレイ部品を作製する第４のステップ
とから成ることを特徴とするものである。

【００１２】このような構成を有する本発明によれば、
導波路と光ファイバを接続するファイバアレイ部品に従
来使用されているＶ溝又は孔を有する基板上に、異なる
モードフィールド径を有するファイバ同士の融着部を配
置しているため、融着部を収納する大きな領域を別途用
意する必要がなく、小型の光デバイスを実現できる。

【００１３】また、Ｖ溝部に融着部を収納する収納溝を
有することによって、融着部にかかる応力を低減するこ
とが可能であり、信頼性の高いファイバアレイ部品を得
ることができる。また、融着部の被覆材料として、高分
子材料又は基板材料と熱膨張係数の略等して被覆材料を
用いることによって、融着部に掛かる応力を低減可能で
あり、信頼性の高いファイバアレイ部品を得ることがで
きる。

【００１４】さらに、上述した各ステップからなるファ
イバアレイ部品の製造方法によれば、一回の組立工程に
よって２組のファイバアレイ部品を製造することが可能
となり、低コストなファイバアレイ部品を製造すること
が可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。

【００１６】（実施例１）図１は、本発明に係るファイ
バアレイ部品の第１の実施例を概略的に示す構成図で、
図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）側面図である。

【００１７】本実施例に係るファイバアレイ部品は、モ
ードフィールド径の異なる第１の光ファイバ１１１と第
２の光ファイバ１１２が融着接続され、その融着部１１
３が第２の光ファイバを整列するＶ溝基板１１４上に配
置されるように、押さえ板１１５およびファイバ固定用
接着剤１１６で固定されるように構成されている。な
お、符号１１７はファイバアレイ部品の端面を示してい
る。

【００１８】第１の光ファイバ１１１は、モードフィー
ルド径を１０μｍ、第２の光ファイバ１１２は、モード
フィールド径を８μｍとし、第１の光ファイバ１１１と
第２の光ファイバ１１２は、市販されているファイバ融
着装置を用いて融着接続されている。

【００１９】Ｖ溝基板１１４は、パイレツクスガラスを
材料とし、機械加工によって作製されている。ファイバ
アレイ部品の端面１１７は、小径コア光導波路との接続
部における反射の影響を低減するため斜めに研磨されて
いる。

【００２０】作製したファイバアレイ部品は、モードフ
ィールド径が８μｍの小径コア光導波路に接続されて光
デバイスが製造されている。従来の製造方法（第１の光
ファイバ１１１を直接小径コア光導波路に接続する方
法）によって製造した光デバイスの挿入損失が５．４ｄ
Ｂだったのに対して、本実施例のファイバアレイ部品に
よって製造した光デバイスの挿入損失は、４．６ｄＢで
あった。

【００２１】このように実施例によれば、第１の光ファ
イバ１１１と第２の光ファイバ１１２の融着部は、Ｖ溝
基板１１４上に配置されているため、小型でかつ低損失
な光デバイスを製造することが可能となる。

【００２２】（実施例２）図２は、本発明に係るファイ
バアレイ部品の第１に実施例を概略的に示す構成図であ
る。

【００２３】本実施例に係るファイバアレイ部品は、モ
ードフィールド径の異なる第１の光ファイバ２１１と第
２の光ファイバ２１２が融着接続され、その融着部２１
３がＶ溝基板２１４上に形成された融着部収納溝２２１
および押さえ板２１５上に形成された融着部収納溝２２
２の間に収納されるように構成されている。

【００２４】融着部２１３を含む第１の光ファイバ２１
１と第２の光ファイバ２１２は、押さえ板２１５をＶ溝
基板２１４に接着固定されるように構成されている。さ
らに、第１の光ファイバ２１１は、ファイバ固定用接着
剤２１６でＶ溝基板２１４上に固定されている。図２
は、押さえ板２１５を接着固定する前の構成を示してい
る。

【００２５】第１の光ファイバ２１１は、モードフィー
ルド径を１０μｍ、第２の光ファイバ２１２は、モード
フィールド径を８μｍとした。第１の光ファイバ１１１
と第２の光ファイバ１１２は、市販されているファイバ
融着装置を用いて融着接続されたのち、接続損失をモニ
タしつつ、マイクロバーナを用いて融着部を局所加熱
し、接続損失が０．１ｄＢ以下となるまでコアを拡大さ
せている。

【００２６】Ｖ溝基板２１４は、パイレックス（登録商
標）ガラスを材料とし、機械加工によって作製した。作
製したファイバアレイ部品は、モードフィールド径が８
μｍの小径コア光導波路に接続されて光デバイスが製造
されている。従来の方法（第１の光ファイバ２１１を直
接小径コア光導波路に接続する方法）によって製造した
光デバイスの挿入損失が５．４ｄＢだったのに対して、
本実施例のファイバアレイ部品によって製造した光デバ
イスの挿入損失は、４．６ｄＢであった。

【００２７】このように本実施例によれば、第１の光フ
ァイバ２１１と第２の光ファイバ２１２の融着部２１３
は、Ｖ溝基板２１４上に配置され、かつ融着部収納溝２
２１、２２２に収納されているため、小型で、低損失か
つ信頼性の高い光デバイスを製造することが可能とな
る。

【００２８】（実施例３）図３は、本発明に係るファイ
バアレイ部品の第３の実施例を概略的に示す構造図で、
図３（ａ）は、融着部の保護前の構造図で、図３（ｂ）
は、融着部保護後の構造図である。

【００２９】本実施例に係るファイバアレイ部品は、モ
ードフィールド径の異なる第１の光ファイバテープ３３
１と第２の光ファイバテープ３３２が融着接続され、そ
の融着部３１３がＶ溝基板３１４上に配置されるように
第２の光ファイバテープ３３２がＶ溝基板３１４上に押
さえ板３１５によって整列固定されるように構成されて
いる。さらに、図３（ｂ）に示すように、融着部３１３
は融着部保護用接続剤３３３によって被覆されている。

【００３０】第１の光ファイバテープ３３１は、モード
フィールド径を１０μｍ、第２の光ファイバテープ３３
２は、モードフィールド径を８μｍとした。第１の光フ
ァイバテープ３３１と第２の光ファイバテープ３３２
は、市販されているファイバ融着装置を用いて融着接続
されている。

【００３１】Ｖ溝基板３１４は、パイレックスガラスを
材料とし、機械加工によって２５０μｍピッチのＶ溝を
作製した。作製したファイバアレイ部品は、モードフィ
ールド径が８μｍの小径コア光導波路に接続されて光デ
バイスが製造されている。従来の方法（第１の光ファイ
バテープ３３１を直接小径コア光導波路に接続する方
法）によって製造した光デバイスの挿入損失が１３．５
ｄＢだったのに対して、本実施例のファイバアレイ部品
によって製造した光デバイスの挿入損失は、１２．７ｄ
Ｂであった。

【００３２】このように本実施例によれば、第１の光フ
ァイバ３３１と第２の光ファイバテープ３３２の融着部
３１３は、Ｖ溝基板３１４上に配置され、かつ融着部保
護用接着剤３３３に被覆されているため、小型で、低損
失かつ信頼性の高い光デバイスを製造することが可能と
なる。

【００３３】（実施例４）図４（ａ）〜（ｄ）は、本発
明に係るファイバアレイ部品の製造方法をステップ毎に
示す工程図である。以下で、ファイバアレイ部品の製造
方法を説明する。

【００３４】ステップ１（図４（ａ））は、モードフィ
ールド径の異なる第１の光ファイバテープ４４１と第２
の光ファイバテープ（中間ファイバ）４４２を融着接続
して第１の融着部４４３を形成し、第２の光ファイバテ
ープ（中間ファイバ）４４２と第３の光ファイバテープ
４４４を融着接続して第２の融着部４４５を形成する。

【００３５】ステップ２（図４（ｂ））は、第１の融着
部４４３と第２の融着部４４５がＶ溝基板４１４上に配
置されるように第２の光ファイバテープ（中間ファイ
バ）４４２をＶ溝基板４１４に整列し、押さえ板４１５
で接着固定する。

【００３６】ステップ３（図４（ｃ））は、第１の融着
部４４３と第２の融着部４４５をそれぞれＶ溝基板４１
４と同一の材料で製作した第１の被覆部材４４６と第２
の被覆部材４４７で覆い、Ｖ溝基板４１４上に接着剤で
固定する。Ｖ溝基板４１４、第１の被覆部品４４６、第
２の被覆部品４４７は、パイレックスガラスで作製す
る。また、第１の被覆部材４４６、および第２の被覆部
材４４７には各光ファイバおよび各融着部に応力が掛か
らないように光ファイバ収納溝４４８を形成する。

【００３７】ステップ４（図４（ｄ））は、図４（ｃ）
の破線部分で切断し、２個のファイバアレイ部品を作製
する。

【００３８】第１の光ファイバテープ４４１および第３
の光ファイバテープ４４４は、モードフィールド径を１
０μｍ、第２の光ファイバテープ４４２は、モードフィ
ールド径を８μｍとした。

【００３９】作製したファイバアレイ部品は、モードフ
ィールド径が８μｍの小径コア光導波路に接続されて光
デバイスが製造されている。従来の方法（第１の光ファ
イバテープ４４１を直接小径コア光導波路に接続する方
法）によって製造した光デバイスの挿入損失が１３．５
ｄＢだったのに対して、本実施例のファイバアレイ部品
によって製造した光デバイスの挿入損失は、１２．７ｄ
Ｂであった。

【００４０】このように本実施例によれば、第１の融着
部４４３および第２の融着部４４５は、Ｖ溝基板４１４
上に配置され、かつ被覆部材４４６，４４７に被覆され
ているため、小型で、低損失かつ信頼性の高い光デバイ
スを製造することが可能となる。さらに、本実施例によ
れば、ファイバアレイ部品を効率的に製造することが可
能となり、低コスト化が実現できる。

【００４１】なお、上述した実施例では、Ｖ溝基板上に
光ファイバを整列したが、Ｖ溝部が孔であつても、本発
明によって同様の効果を奏することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るフ
ァイバアレイ部品は、ファイバがモードフィールド径の
異なる２種類以上のファイバ同士を融着接続して成り、
かつファイバの融着部を基板上に配置しているので、低
損失で、小型かつ信頼性が高くなり、光導波路などの入
出力端に接続した場合、良好な特性を有する光デバイス
を製造できるという効果を奏する。

【００４３】また、モードフィールド径の異なる光ファ
イバの内、どちらかを中間ファイバとして、中間ファイ
バの両端にモードフィールド径の異なるファイバとを融
着する第１のステップと、中間ファイバを基板上に形成
されたＶ溝に整列固定する第２のステップと、異なるフ
ァイバ同士の融着部を保護する第３のステップと、中間
ファイバの略中央部で切断分離して２組のファイバアレ
イ部品を作製する第４のステップとから成るので、一回
の組立工程によって２組のファイバアレイ部品を製造す
ることが可能となり、低コストなファイバアレイ部品を
製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るファイバアレイ部品の第１の実施
例を示す概略図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）側面図であ
る。

【図２】本発明に係るファイバアレイ部品の第２の実施
例を示す概略図である。

【図３】本発明に係るファイバアレイ部品の第３の実施
例を示す概略図で、（ａ）は融着部の保護前の構造図、
（ｂ）は融着部保護後の構造図である。

【図４】本発明に係るファイバアレイ部品の製造方法を
示す工程図である。

【符号の説明】

１１１，２１１，３１１ 第１の光ファイバ １１２，２１２，３１２ 第２の光ファイバ １１３，２１３，３１３ 融着部 １１４，２１４，３１４，４１４ Ｖ溝基板 １１５，２１５，３１５，４１５ 押さえ板 １１６，２１６，３１６ ファイバ固定用接着剤 １１７ ファイバアレイ部品の端面 ２２１ Ｖ溝基板に形成された融着部収納溝 ２２２ 押さえ板に形成された融着部収納溝 ３３１ 第１一の光ファイバテープ ３３２ 第２の光ファイバテープ ３３３ 融着部保護用接着剤 ４４１ 第１の光ファイバテープ ４４２ 第２の光ファイバテープ（中間ファイバ） ４４３ 第１の融着部 ４４４ 第３の光ファイバテープ ４４５ 第２の融着部 ４４６ 第１の被覆部材 ４４７ 第２の被覆部材 ４４８ 光ファイバ収納溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比野 善典 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 福満 高雄 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H036 JA04 LA03 QA23 QA29 2H037 AA01 BA24 CA02 DA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｖ溝を有する基板上に、少なくとも１本
   以上の光ファイバを整列して成るファイバアレイ部品に
   おいて、前記ファイバがモードフィールド径の異なる２
   種類以上のファイバ同士を融着接続して成り、かつ前記
   ファイバの融着部を前記基板上に配置していることを特
   徴とするファイバアレイ部品。
2. 【請求項２】 前記融着部が、前記Ｖ溝部に形成された
   収納溝部に配置されていることを特徴とする請求項１に
   記載のファイバアレイ部品。
3. 【請求項３】 前記融着部が、高分子材料又は接着剤を
   介して前記基板の材料と熱膨張係数の略等しい被覆部材
   によって保護されていることを特徴とする請求項１に記
   載のファイバアレイ部品。
4. 【請求項４】 モードフィールド径の異なる光ファイバ
   の内、どちらかを中間ファイバとして、該中間ファイバ
   の両端に前記モードフィールド径の異なるファイバとを
   融着する第１のステップと、前記中間ファイバを基板上
   に形成されたＶ溝に整列固定する第２のステップと、前
   記異なるファイバ同士の融着部を保護する第３のステッ
   プと、前記中間ファイバの略中央部で切断分離して２組
   のファイバアレイ部品を作製する第４のステップとから
   成ることを特徴とするファイバアレイ部品の製造方法。