JP2003161860A - レンズド光ファイバアレイ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバアレイに備えられた複数の光ファ
イバの先端部を高精度に加工することである。 【解決手段】 複数の溝を有する基板１０２の端面から
所定の長さだけ複数の光ファイバ１０１の先端を突出す
るように、基板１０２と複数の光ファイバ１０１と押え
部材からとを第１の接着剤１０４で固着し、突出した光
ファイバ１０１の先端を覆うように第２の接着剤１０５
で固定し、複数の光ファイバ１０１の先端を揃えるよう
に第２の接着剤１０５と前記複数の光ファイバ１０１と
を平面研磨し、エッチングによって前記光ファイバ１０
１のコア部１０１ｂを突出させ、前記コア部１０１ｂを
機械的研磨加工により所定の曲率半径に球面加工してレ
ンズ部を形成し、第２の接着剤１０５を除去するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズド光ファイ
バアレイ及びその製造方法に関し、特に、光ファイバの
先端形状と突出長さのバラツキを小さくすることができ
る光ファイバアレイの技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光伝送部材である光ファイバを所定位置
に固定し他の部材と接続するための光ファイバアレイと
しては、Ｖ溝等の固定用溝を複数列に形成した支持基板
を利用したものが知られている。

【０００３】ファイバアレイの製造方法に関しては、特
開平６−３２４２３４公報に開示されている。これは先
端にレンズ部を備えている光ファイバアレイを製造する
方法に関する技術である。この光ファイバアレイを製造
する方法では、まず、ファイバ整列ブロック１の端面近
傍の部分と、突出している光ファイバ２の表面を被覆し
て被覆層４を形成する（同公報の図３参照）。続いて、
不揃いに突出していた光ファイバ２の先端部分が研磨除
去され（同公報の図４参照）、被覆層４を除去する（同
公報の図５参照）。ここで、同公報に開示された技術に
おいては、被覆層４を除去した後に、光ファイバ２の突
出部をエッチングすることにより先端を加工を行ってい
る（同公報の図６参照）。これにより、光ファイバの端
面には、コアが円錐形状になって突出し、同公報の図６
で示したように、光ファイバ２の先端にはレンズ部２ｂ
が形成される。このレンズ部２ｂのを球状に加工する際
には集光レーザ光を照射して加熱溶融する技術が開示さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同公報
に開示された光ファイバアレイを製造する方法において
は、エッチングによりコア部を円錐形状に突出させ、そ
の後、そのコア部分にレーザを照射して、球面レンズを
形成する方法を用いているため、先端の長さやレンズの
曲経半径を高精度で揃えることが困難であった。

【０００５】即ち、エッチングにより、コア先端を突出
させた場合には、エッチングによる反応が個々の光ファ
イバによってばらつきがあるためエッチング後におい
て、光ファイバの先端が不揃いとなってしまう。さらに
又一般に光ファイバのコアの直径は数μｍ程度の細い径
であるため、このコア先端の円錐形状の部分にレーザを
正確に照射して、所望の球面状態のレンズを形成させる
ことは非常に困難である。従って、複数の光ファイバの
コア先端に球面レンズを形成した光ファイバアレイの場
合には、複数の光ファイバの先端部長さと球面レンズの
形状を精度良く揃えて形成することは極めて困難であっ
た。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、光ファイバアレイに備えられた複数
の光ファイバの先端部長さと先端のコア部分のレンズ形
状を高精度で揃えることができるレンズド光ファイバア
レイの製造方法、及び、先端部のレンズの精度の高い光
ファイバを有するレンズド光ファイバアレイを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る光ファイバアレイは、複数のＶ溝を有
する基板と、前記基板の端面からその一端が突出され、
前記溝に固着されたコア部先端に球面研磨加工を施した
複数の光ファイバと、前記光ファイバを基板と挟むよう
に設けられた押さえ部材と、を有し、前記基板からの前
記複数の光ファイバの突出の誤差は、両端ファイバの先
端を結ぶ線に対して、±１μｍ以内であることを特徴と
する。

【０００８】また、上記の目的を達成するため、本発明
に係る光ファイバアレイの製造方法において、複数の溝
を有する基板の端面から所定の長さだけ複数の光ファイ
バの先端を突出するように、前記基板と前記複数の光フ
ァイバと押え部材とを第１の接着剤で固着する工程と、
前記突出した光ファイバの先端を覆うように第２の接着
剤で固定する工程と、前記複数の光ファイバの先端を揃
えるように前記第２の接着剤と前記複数の光ファイバと
を平面研磨する工程と、エッチングによって、前記光フ
ァイバのコア部を突出させる工程と、前記コア部を機械
的研磨加工により所定の曲率半径に球面加工してレンズ
部を形成する工程と、前記第２の接着剤を除去する工程
とを有することを特徴とする。

【０００９】本実施形態に係る光ファイバアレイの製造
方法によれば、第２の接着剤を光ファイバを固定するた
めの部材として利用し、応力による光ファイバの変形を
回避している。このように、第２の接着剤を残して光フ
ァイバを固定したまま先端加工を行うようにしているの
で、光ファイバの変形を回避して光ファイバの先端部を
高精度に研磨加工することが出来るのである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本実施形態に係る光ファイ
バアレイ及びその製造方法の実施形態について、図面を
参照しながら詳細に説明する。

【００１１】図１は、本実施形態に係る光ファイバアレ
イの概略斜視図である。この光ファイバアレイにあって
は、４本の光ファイバをアレイ化したものであるが、こ
れに限られずに、例えば８本、１６本等任意の複数本を
アレイ化することができる。この光ファイバアレイは、
複数の光ファイバ１０１と、これら光ファイバを図面に
向かって下側から支える基板１０２と、これら光ファイ
バを図面に向かって上側から支える押さえ部材１０３
と、を有する。この基板１０２の材質としては、例え
ば、バイレックスや石英などが好適に用いられる。ま
た、この基板１０２には断面がＶ型の溝が所定の間隔に
て設けられており、この間隔は例えば１２５μｍや２５
０μｍとすることができる。これら光ファイバと、基板
１０２及び押さえ部材１０３とは接着剤１０４によって
固着され一体化している。

【００１２】図２は本実施形態に係る光ファイバアレイ
の製造方法を説明するための図面である。図２（ａ）乃
至図５（ａ）及び図８（ａ）は、図１に示したII-II線
の断面を示す図である。また、図２（ｂ）乃至図５
（ｂ）及び図８（ｂ）は、図１に示したI-I線の断面を
示す図である。本実施形態に係る光ファイバアレイの製
造方法にあっては、８心テープ光ファイバを用いる。ま
た、本実施形態で用いる光ファイバは波長１．３μｍ用
のシングルモード光ファイバを用いる。図２（ａ）にお
いて、基板１０２と押さえ部材１０３との間には、光フ
ァイバ１０１を有し、これら基板１０２と押さえ部材１
０３と、この光ファイバ１０１とは接着剤１０４にて固
着されている。この接着剤は例えばエポキシ系の接着剤
を用いることができる。同図（ｂ）により８本の光ファ
イバが接着剤１０４にて固着されている。ここで、光フ
ァイバの先端は少なくとも、基板１０２及び押さえ部材
１０３の側面から突出するようにする。概して、２ｍｍ
以下程度、好ましくは１ｍｍ以下程度にこれら側面から
光ファイバの先端を突出するように固着する。

【００１３】続いて、図３（ａ）に示す如く、光ファイ
バアレイの端面に光ファイバ１０１の先端部を覆うよう
に第２の接着剤１０５で固定する。本実施形態において
は、基板１０２及び押さえ部材１０３の側面まで第２の
接着剤１０５を覆っているが、後に光ファイバ１０１を
一括して平面研磨（フラット研磨）を行う事が出来る程
度に覆うようにすればよい。

【００１４】同図（ｂ）に示すように、この光ファイバ
アレイに備わる全ての光ファイバを第２の接着剤１０５
にて覆うようにする。この第２の接着剤１０５として
は、アクリレート系の接着剤を用いることができ、例え
ば、Ｔｈｒｅｅ Ｂｏｎｄ社の３０５２Ｄ接着剤を用い
ることが出来る。

【００１５】続いて、図４（ａ）（ｂ）に示す如く、第
２の接着剤１０５で固着された図３（ａ）の突出した光
ファイバの先端を、基板１０２の端面からの突出長さが
等しくなる様に平面研磨する。

【００１６】続いて、図５（ａ）に示す如く、この光フ
ァイバアレイの研磨面をクラッドのエッチング速度がコ
アよりも大きくなる様なエッチング液、例えば、弗化水
素酸：水：４０％の塩化アンモニア溶液の組成比が１：
１：１０のエッチング液に浸漬して、図５（ａ）、
（ｂ）及び図５（ａ）を拡大した図６のごとく光ファイ
バのコア部分１０１ｂの先端が円錐状に突出した状態に
エッチングする。この例では３０℃のエッチング液に９
０分浸漬し、その後水洗することにより、コア部分が円
錐状に突出した光ファイバアレイを作製した。

【００１７】次に、この光ファイバの先端に対して研磨
処理を行う。この研磨処理は光ファイバの先端を研磨に
て球面化する。研磨処理は、研磨紙を用いた機械的研磨
処理を用いる事ができ、例えば、バフ研磨紙を用いた機
械的研磨処理を用いることが出来る。また、研磨処理の
際には、研磨液を用いるようにしてもよい。図７は研磨
処理後の光ファイバ先端部の拡大図である。研磨処理に
よって各ファイバのコア部１０１ｂ先端は曲率半径２〜
１５μｍの範囲で所望の曲率半径に球面研磨加工される
ので各ファイバの球面形状のバラツキが少なくまた突出
長さも均一化させることができるので、受発光素子との
光結合において、高い結合効率を得る事が出来る。

【００１８】これに対し前述の従来例の方法において
は、この様なエッチング処理後の研磨処理を施すことな
く被覆層４を除去し、その後エッチング処理によって突
出させたコア部先端にレーザ光を照射して球面化させる
方法のため、各ファイバの球面形状にバラツキが出る問
題がある。即ちこの従来法ではエッチングによって突出
させた数μ径の微小なコア部先端にレーザ光を照射しな
ければならないため、常に一定した状態で正確に照射さ
せることが難しく、個々のファイバの先端形状を高精度
で揃えることができない。さらに被覆層４（接着剤２）
を取ってからエッチングする為不必要にファイバを細ら
せることも考えられる。本実施形態に係る光ファイバア
レイの製造方法によれば、接着剤１０５を基板１０２か
ら突出した光ファイバを固定するための部材として利用
し、光ファイバを固定したまま先端の研磨加工を行うよ
うにしているので、光ファイバの先端が研磨加工の際の
応力で曲げられたりすることがなく光ファイバの先端部
を高精度に加工することが出来る。

【００１９】機械研磨後図８（ａ）に示す如く、光ファ
イバアレイの端面から突出した光ファイバを接着固定し
ている接着剤１０５の除去を行う。図９は接着剤を除去
後の光ファイバ先端部の拡大図である。この場合の除去
溶剤としては、接着剤１０５に対して溶解または除去可
能な状態に軟質化させる効果があり、接着剤１０４には
不溶又は難溶の溶剤を用いるようにする。上記実施例に
ついて述べると、接着剤１０４としてエキシポ系接着
剤、接着剤１０５としてアクリレート系接着剤を用いた
場合について言えば、ジクロロメタン液を接着剤１０５
の除去剤として用いることが出来る。

【００２０】このようにして得られた本実施形態に係る
光ファイバアレイにあっては、光ファイバの先端部の突
出長さは、基板端面から２ｍｍ以下好ましくは１ｍｍ以
下程度にするのがよい。これより長くすると装置に組込
む際などにファイバを傷付け易いなどの問題を起こす。
また、球面研磨加工された光ファイバのコア部の突出長
さはクラッド径によっても異なるが通常３μｍ程度がよ
く、また、このコア部の先端部の曲率半径は結合効率の
点から２乃至１５μｍ程度となる様に研磨加工するのが
望ましい。例えば、本実施形態においては、光ファイバ
先端部の曲率半径は４μｍ位であった。

【００２１】このように本実施形態に係る光ファイバア
レイの製造方法においては、フラット研磨後に光ファイ
バの先端をエッチングしコア部分を突出させ、その後、
研磨処理を行うことにより球面加工されたレンズを形成
するようにしたので、光ファイバ間のバラツキの少ない
光ファイバアレイを製造することが出来る。さらにこれ
により、光ファイバアレイの両端に配列固定された光フ
ァイバの先端を結ぶ線に対して、その中間に配列固定さ
れた光ファイバの先端が±１μｍの範囲で揃えることが
出来る。

【００２２】以上説明してきたように、本実施形態に係
る光ファイバアレイの製造方法においては、この光ファ
イバを覆う接着剤にて各光ファイバを固定したままで、
先端のコア部分を突出させる処理やコア部の研磨処理を
含む光ファイバ先端の処理を行う。これにより、従来例
の如く接着剤を除去した後に光ファイバの先端加工を行
う場合と比較して、例えば、ファイバの突出長さと光フ
ァイバのコア部の曲率半径に於いて、ファイバ間のバラ
ツキの少ない光ファイバアレイを得ることができる。

【００２３】また、本実施形態に係る光ファイバアレイ
の製造方法によれば、アレイ基板の端面から、光ファイ
バを所定の長さ突出させたファイバアレイを容易に得る
ことが出来るので導波路との接続や受発光素子との光結
合における調心作業等を容易にすることが出来る。

【００２４】さらに本発明の方法による光ファイバアレ
イに於いてはより多心の光ファイバアレイの場合でも光
ファイバ間のばらつきを最小限に抑えることができるの
で、光ファイバの数が多いほど本実施形態の効果が顕著
になる。今後の光ファイバの高集積化を考慮すれば、本
実施形態の効果はさらに顕著になり、その利用価値は非
常に大きいものになる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るレンズ
ド光ファイバアレイの製造方法によれば、光ファイバア
レイに備えられた複数の光ファイバの先端部を精度良く
加工することができ、高精度のレンズド光ファイバアレ
イを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る光ファイバアレイの概略斜視
図である。

【図２】本実施形態に係る光ファイバアレイの製造方法
を説明するための図面であり、（ａ）は、図１に示した
II-II線の断面図であり、（ｂ）は、図１に示したI-I線
の断面図である。

【図３】本実施形態に係る光ファイバアレイの製造方法
を説明するための図面であり、（ａ）は、図１に示した
II-II線の断面図であり、（ｂ）は、図１に示したI-I線
の断面図である。

【図４】本実施形態に係る光ファイバアレイの製造方法
を説明するための図面であり、（ａ）は、図１に示した
II-II線の断面図であり、（ｂ）は、図１に示したI-I線
の断面図である。

【図５】本実施形態に係る光ファイバアレイの製造方法
を説明するための図面であり、（ａ）は、図１に示した
II-II線の断面図であり、（ｂ）は、図１に示したI-I線
の断面図である。

【図６】図５（ａ）の光ファイバ先端部の拡大図であ
る。

【図７】研磨処理後の光ファイバ先端部の拡大図であ
る。

【図８】本実施形態に係る光ファイバアレイの製造方法
を説明するための図面であり、（ａ）は、図１に示した
II-II線の断面図であり、（ｂ）は、図１に示したI-I線
の断面図である。

【図９】接着剤を除去後の光ファイバ先端部の拡大図で
ある。

【符号の説明】

１０１ 光ファイバ １０１ａ クラッド材 １０１ｂ コア部 １０２ 基板 １０３ 押さえ部材 １０４ 接着剤 １０５ 接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒羽 敏明 千葉県松戸市松飛台286番地の23 株式会 社精工技研内 Ｆターム(参考） 2H036 JA04 LA03 LA07 LA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のＶ溝を有する基板と、 前記基板の端面からその一端が突出され、前記溝に固着
   されたコア部先端に球面研磨加工を施した複数の光ファ
   イバと、 前記光ファイバを基板と挟むように設けられた押さえ部
   材と、 を有し、前記基板からの前記複数の光ファイバの突出の
   誤差は、両端ファイバの先端を結ぶ線に対して、±１μ
   ｍ以内であることを特徴とするレンズド光ファイバアレ
   イ。
2. 【請求項２】 前記光ファイバのコア部は、前記突出さ
   れた一端の先端部における曲率半径が２乃至１５μｍに
   球面研磨加工されていることを特徴とする請求項１記載
   のレンズド光ファイバアレイ。
3. 【請求項３】 前記光ファイバの前記基板からの突出長
   さ露出は２．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項
   １記載のレンズド光ファイバアレイ。
4. 【請求項４】 光ファイバの先端を加工する光ファイバ
   アレイの製造方法において、 複数の溝を有する基板の端面から所定の長さだけ複数の
   光ファイバの先端を突出するように、前記基板と前記複
   数の光ファイバと押え部材とを第１の接着剤で固着する
   工程と、 前記突出した光ファイバの先端を覆うように第２の接着
   剤で固定する工程と、 前記複数の光ファイバの先端を揃えるように前記第２の
   接着剤と前記複数の光ファイバとを平面研磨する工程
   と、 エッチングによって、前記光ファイバのコア部を突出さ
   せる工程と、 前記コア部を機械的研磨加工により所定の曲率半径に球
   面加工してレンズ部を形成する工程と、 前記第２の接着剤を除去する工程と、 を有することを特徴とするレンズド光ファイバアレイの
   製造方法。
5. 【請求項５】 前記第２の接着剤は、前記第１の接着剤
   に対して不溶又は難溶の溶剤で溶解又は除去可能な状態
   に軟質化する接着剤であることを特徴とする請求項４記
   載のレンズド光ファイバアレイの製造方法。