JP2018151571A - 光ファイバ部品 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを湾曲した状態で光回路に接続する場合であっても、光ファイバの断線を防ぐことのできる光ファイバ部品を提供する。【解決手段】端面２３Ａ側に光ファイバ２６の端面２６Ａが配置されるように光ファイバ２６を保持し、端面２３Ｂ側に光ファイバ２６が延在する保持部材２３と、保持部材２３に対する光ファイバ２６の延在方向Ｄ１に配置され、保持部材２３に固定されている補強部材２４と、補強部材２４に固定され、端面２３Ｂよりも突出し、突出している部分が光ファイバ２６の延在方向Ｄ１に沿った予め定められた曲率半径で湾曲している曲げ規制部２５と、を備える光ファイバ部品２である。【選択図】図１

Description

本開示は、光回路に光ファイバを接続する光ファイバ部品に関する。

光通信装置の小型化に伴い、光回路に接続された光ファイバを湾曲してパッケージ内に配線する構成が採用されるようになっている。そのため、光回路に接続された光ファイバが偏波保持特性の劣化が生じる許容曲率半径以下に湾曲しないようにするための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１は、光ファイバの湾曲部分の外側に支持面を配置し、支持面と光ファイバとを接着剤で固定する。

特許文献１は、支持面の内側に光ファイバが接着剤で固定されるため、組み立て中に光ファイバに他の部品が接触するなどして光ファイバに引っ張り応力がかかった場合、接着剤で固定されなくなった部分で光ファイバの断線が生じる可能性がある。

特開２０１６−７１０２５号公報

本開示は、光ファイバを湾曲した状態で光回路に接続する場合であっても、光ファイバの断線を防ぐことを目的とする。

本開示の光ファイバ部品は、
一端に光ファイバの端面が配置され、他端において前記光ファイバが延在するように前記光ファイバを保持する保持部材と、
前記保持部材に対する前記光ファイバの延在方向に配置され、少なくとも一部が前記保持部材に固定されている補強部材と、
少なくとも一部が前記補強部材に固定され、前記保持部材の前記他端よりも前記保持部材の前記他端側に突出し、当該突出している部分が前記光ファイバの延在方向に沿った予め定められた曲率半径で湾曲している曲げ規制部と、
を備える。

本開示によれば、光回路に接続された光ファイバを湾曲してパッケージ内に配線する場合に、組み立て中における光ファイバの断線を防ぐことを目的とする。

実施形態１に係る光ファイバ部品の第１の概略構成を示す。 実施形態１に係る光ファイバ部品の第２の概略構成を示す。 実施形態１に係る光ファイバ部品の第３の概略構成を示す。 実施形態１に係る光ファイバ部品の第４の概略構成を示す。 実施形態１に係る光ファイバ部品の第５の概略構成を示す。 実施形態１に係る光ファイバ部品の第６の概略構成を示す。 実施形態２に係る光ファイバ部品の第１例である。 実施形態２に係る光ファイバ部品の第２例である。 実施形態２に係る光ファイバ部品の第３例である。 実施形態２に係る光ファイバ部品の第３例の補強部材と曲げ規制部のピックアップ図である。 実施形態３に係る光ファイバ部品の第１例である。 実施形態３に係る光ファイバ部品の第１例を示す上面図、側面図、断面図である。 実施形態３に係る光ファイバ部品の第２例である。 実施形態３に係る光ファイバ部品の第２例を示す上面図、側面図、断面図である。 実施形態３に係る光ファイバ部品の第３例である。 実施形態３に係る光ファイバ部品の光回路との第１の接続例である。 実施形態３に係る光ファイバ部品の光回路との第２の接続例である。

以下、本開示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。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１に、本実施形態に係る光ファイバ部品の第１の概略構成を示す。本実施形態に係る光ファイバ部品２は、光ファイバ２６の端面２６Ａを光回路３に接続する部材である。光回路３は、例えば、光導波路や光カプラを備えるフォトニック光回路（以下光回路と称す）である。光ファイバ部品２は、保持部材２３と、補強部材２４と、曲げ規制部２５とを備える。

本開示は、保持部材２３の一端である端面２３Ａに光ファイバ２６の端面２６Ａが配置され、保持部材２３の他端である端面２３Ｂに光ファイバ２６が湾曲して延在する。光ファイバ２６の延在方向は、端面２３Ｂにおける光ファイバ２６の周方向のうちの特定方向である。例えば、図１のように、光ファイバ２６の端面２６Ａが光回路３の上面３Ａに接続される場合、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１は光回路３の上面３Ａに沿った方向となる。

保持部材２３の端面２３Ａは、光回路３の上面３Ａに接合されている。接合は紫外線硬化樹脂等の光硬化樹脂を用いることが好ましい。保持部材２３の端面２３Ａと補強部材２４の端面２４Ａとが同一面上に配置され光回路３の上面３Ａに接合されることが好ましい。光回路３の上面３Ａとの接合面積が大きくなるため、接合強度を補強することができる。補強部材２４は、光ファイバ２６および光ファイバ２６を固定した保持部材２３と共に端面研磨されてもよい。

光ファイバ２６の端面２６Ａでの光軸と保持部材２３の端面２３Ａとのなす角度αは、９０°ではないことが好ましく、これにより端面２６Ａでの反射による減衰を防ぐことができる。また、角度αは、光回路３からの光入出射方向に合わせた角度であることが好ましい。

図２のように、光ファイバ２６の端面２６Ａが光回路の端面３Ｂに接続される場合、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１は光回路３の上面３Ａに略垂直な方向となる。

保持部材２３は、光ファイバ２６を保持する部材であり、キャピラリやＶ溝などの任意の光部品を用いることができる。光ファイバ２６の側面２６Ｃが保持部材２３に覆われ、これによって保持部材２３が光ファイバ２６を保持する。端面２３Ａが光回路３に固定され、光ファイバ２６の端面２６Ａと光回路３の光導波路や光カプラが結合される。

補強部材２４は、保持部材２３に対し、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１に配置されている。補強部材２４の側面２４Ｃの少なくとも一部は、保持部材２３の側面２３Ｃに固定されている。補強部材２４と保持部材２３とが固定されている面積は大きいことが好ましく、延在方向Ｄ１側に位置する保持部材２３の側面２３Ｃの全面、或いは、延在方向Ｄ１と逆方向側に位置する補強部材２４の側面２４Ｃの全面が固定されていることが好ましい。

曲げ規制部２５は、少なくとも一部が補強部材２４に固定されている。例えば、曲げ規制部２５は、補強部材２４の側面２４Ｃ又は端面２４Ｂに固定される。曲げ規制部２５は、図１に示すように、曲げ規制部２５の光回路３側に配置される面が補強部材２４の端面２４Ｂに固定されていることが好ましい。

曲げ規制部２５は、保持部材２３の端面２３Ｂよりも保持部材２３の端面２３Ｂ側に突出し、当該突出している部分に曲面２５Ａが備わる。曲面２５Ａは、光ファイバ２６の延在方向Ｄ１に沿った予め定められた曲率半径で湾曲している。予め定められた曲率半径は、光ファイバ２６が引っ張られたとき、光ファイバ２６が過剰に曲がって折れることを防止することの可能な曲率半径である。例えば、光ファイバ２６の許容曲げ半径が３０ｍｍであるならば、曲面２５Ａの所定曲げ半径は３０ｍｍ以上である。光ファイバ２６は曲げ規制部２５に接着剤により固定されていることが好ましい。

補強部材２４の熱膨張係数は、温度特性や長期信頼性の点から、保持部材２３の熱膨張係数と等しいことが好ましい。例えば、補強部材２４の材質は保持部材２３と同じ材質であることが好ましい。保持部材２３がガラスキャピラリであった場合、補強部材２４は、保持部材２３と同じガラス素材、もしくはガラス素材と同等の熱膨張係数を有するセラミック素材又はプラスチック素材にすることが好ましい。

曲げ規制部２５は、補強部材２４とは別部材であることが好ましく、例えばガラスやプラスチックを用いることができる。曲げ規制部２５の熱膨張係数は補強部材の熱膨張係数と等しいことが好ましい。曲げ規制部２５と補強部材２４とが同一の部材であってもよく、この場合は曲げ規制部２５及び補強部材２４を一体とし、同時に形成することができる。

図１及び図２では、保持部材２３の端面２３Ｂと補強部材２４の端面２４Ｂが、同一平面に配置されている例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、光ファイバ２６の端面２６Ａが光回路の上面３Ａに接続される場合、図３に示すように、補強部材２４の端面２４Ｂが保持部材２３の端面２３Ｂよりも光回路３の上面３Ａ側に配置されていてもよい。また、光ファイバ２６の端面２６Ａが光回路の上面３Ａに接続される場合、図４に示すように、保持部材２３の端面２３Ｂが補強部材２４の端面２４Ｂよりも光回路３の上面３Ａ側に配置されていてもよい。

図１及び図２では、曲げ規制部２５が保持部材２３の端面２３Ｂと同じ大きさであるが、本開示はこれに限定されない。例えば、図３に示すように、曲げ規制部２５が保持部材２３の端面２３Ｂよりも小さくてもよい。また、図４に示すように、曲げ規制部２５が保持部材２３の端面２３Ｂよりも大きくてもよい。曲げ規制部２５の形状は、任意であり、図３に示すような扇形状であってもよいし、図４に示すような半円形状であってもよい。

また、図１及び図２では、保持部材２３の端面２３Ａと補強部材２４の端面２４Ａとが同一面上に配置される例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図５及び図６に示すように、補強部材２４の端面２４Ａと光回路３の上面３Ａ又は端面３Ｂとの間に空隙があってもよい。

以上説明したように、本開示は、光回路３に接続された光ファイバ２６を湾曲してパッケージ内に配線する場合であっても、光ファイバ２６の湾曲する側に凸面２５Ａが配置されているため、組み立て中における光ファイバ２６の断線を防ぐことができる。なお、本開示は、光回路３に限らず、光ファイバ部品２が接続され得る任意の光部品に接続する場合であっても、同様の効果が得られる。

（実施形態２）
図７は、本実施形態に係る光ファイバ部品の一例を示す上面図、側面図、Ａ−Ａ’断面図である。本実施形態に係る光ファイバ部品は、平板形状の補強部材２４を備える。保持部材２３と補強部材２４との固定は、例えば、接着剤を用いる。

図７では、一例として、複数の光ファイバ２６を保持するキャピラリが保持部材２３として用いられている例を示す。図７では、４本の光ファイバ２６を保持する楕円形のキャピラリの例を示すが、キャピラリの断面形状は楕円形に限らず、円形断面や円形の断面の一部を切除したＤ形や、矩形、長円等の断面形状であってもよい。キャピラリの複数の光ファイバ挿入孔は、放射状のものであっても、互いに平行な孔であってもよい。また、本開示はこれに限定されない。例えば、本実施形態の保持部材２３は、図８に示すように、複数の光ファイバ２６を保持するＶ溝を保持部材２３として用いてもよい。また、保持部材２３内に配置されている光ファイバ２６は１列に限定されず、２列以上であってもよい。

図７では、一例として、端面２３Ｂ及び端面２４Ｂが同一面上に配置される例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、図９及び図１０に示すように、補強部材２４の端面２４Ｂに切欠き２４Ｌを設け、切欠き２４Ｌに曲げ規制部２５を配置してもよい。切欠き２４Ｌの幅Ｗ_２４Ｌは、任意であるが、補強部材２４の端面２４Ｂに光ファイバ２６が接触しない程度の幅を有することが好ましい。

（実施形態３）
図１１に、本実施形態に係る光ファイバ部品の第１例を示す。図１２は、本実施形態に係る光ファイバ部品の第１例を示す上面図、側面図、Ａ−Ａ’断面図である。本実施形態に係る光ファイバ部品２は、補強部材２４の側面２４Ｃにコの字形状の凹部２４Ｇを備える。このように、本実施形態に係る光ファイバ部品の第１例は、保持部材２３の３方向の側面が補強部材２４で囲まれている。

図１３に、本実施形態に係る光ファイバ部品の第２例を示す。図１４は、本実施形態に係る光ファイバ部品の第２例を示す上面図、側面図、Ａ−Ａ’断面図である。本実施形態に係る光ファイバ部品２は、補強部材２４の側面２４ＣにＬ字形状の凹部２４Ｇを備える。このように、本実施形態に係る光ファイバ部品の第２例は、保持部材３の２方向の側面が補強部材２４で囲まれている。

本実施形態では、保持部材２３は、凹部２４Ｇに固定される。補強部材２４の側面２４Ｃに保持部材２３を収容する凹部２４Ｇを備えることで、補強部材２４への保持部材２３の配置が容易であるとともに、保持部材２３と補強部材２４との固定を堅固にすることができる。保持部材２３と補強部材２４との固定は、例えば、接着剤を用いる。

凹部２４Ｇの深さＨ_２４Ｇは任意であるが、凹部２４Ｇの底面２４Ｇｂからの保持部材２３の高さＨ_２３よりも高いことが好ましい。また、実施形態１において図１２及び図１４に示したように、補強部材２４の端面２４Ｂに、切欠き２４Ｌを設け、切欠き２４Ｌに曲げ規制部２５を配置してもよい。図１２の構成の場合は、切欠き２４Ｌの幅は、凹部２４Ｇの幅Ｗ_２４Ｇと同じであることで、補強部材２４の製造を容易にすることができる。

図１５は、本実施形態に係る光ファイバ部品の第３例を示す側面図及びＡ−Ａ’断面図である。本実施形態に係る光ファイバ部品２は、補強部材２４に貫通孔２４Ｈを備える。このように、本実施形態に係る光ファイバ部品の第３例は、保持部材３の４方向の側面が補強部材２４で囲まれている。

図１６に、本実施形態に係る光ファイバ部品の光回路３との第１の接続例を示す。保持部材２３の端面２３Ｂ側に配置されている補強部材２４の端面２４Ｂの少なくとも一部が、保持部材２３の端面２３Ｂから延びている光ファイバ２６よりも保持部材２３の端面２３Ｂ側に突出している。より具体的には、Ｈ_３２４を光回路３の上面３Ａからの補強部材２４の高さとし、Ｈ_３２５を光回路３の上面３Ａからの曲げ規制部２５の高さとし、Ｔ_２６を光ファイバ２６の厚みとすると、Ｈ_３２４＞（Ｈ_３２５＋Ｔ_２６）が成立することが好ましい。

図１７に、本実施形態に係る光ファイバ部品の光回路３との第２の接続例を示す。Ｈ_３２４を光回路３の端面３Ｂからの補強部材２４の高さとし、Ｈ_３２５を光回路３の端面３Ｂからの曲げ規制部２５の高さとし、Ｔ_２６を光ファイバ２６の厚みとすると、Ｈ_３２４＞（Ｈ_３２５＋Ｔ_２６）が成立することが好ましい。

図１６及び図１７の構成を採用することで、補強部材２４に光ファイバ２６の保護機能を持たせることができる。例えば、上部からの落下物や接触に対して光ファイバ２６を保護することができる。

本開示は情報通信産業に適用することができる。

２：光ファイバ部品
２３：保持部材
２３Ａ、２３Ｂ：保持部材の端面
２３Ｃ：保持部材の側面
２４：補強部材
２４Ａ、２４Ｂ：補強部材の端面
２４Ｃ：補強部材の側面
２４Ｌ：切欠き
２４Ｇ：凹部
２４Ｇｂ：凹部の底面
２５：曲げ規制部
２５Ａ：曲げ規制部の曲面
２６：光ファイバ
２６Ａ：光ファイバの端面
２６Ｃ：光ファイバの側面
３：光回路
３Ａ：光回路の上面
３Ｂ：光回路の端面

Claims (6)

1. 一端に光ファイバの端面が配置され、他端において前記光ファイバが延在するように前記光ファイバを保持する保持部材と、
   前記保持部材に対する前記光ファイバの延在方向に配置され、少なくとも一部が前記保持部材に固定されている補強部材と、
   少なくとも一部が前記補強部材に固定され、前記保持部材の前記他端よりも前記保持部材の前記他端側に突出し、当該突出している部分が前記光ファイバの延在方向に沿った予め定められた曲率半径で湾曲している曲げ規制部と、
   を備える光ファイバ部品。
2. 前記補強部材の熱膨張係数は、前記保持部材の熱膨張係数と等しい、請求項１に記載の光ファイバ部品。
3. 前記補強部材に、前記保持部材を収容する凹部を備え、
   前記保持部材の前記他端側に配置されている前記補強部材の端面の少なくとも一部が、前記保持部材の前記他端から延びている前記光ファイバよりも前記保持部材の前記他端側に突出している、
   請求項１又は２に記載の光ファイバ部品。
4. 前記保持部材は、キャピラリである請求項１から３のいずれかに記載の光ファイバ部品。
5. 前記補強部材と曲げ規制部は別部材である請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ部品。
6. 前記保持部材の前記一端が光回路と接合される、
   請求項１から５のいずれかに記載の光ファイバ部品。

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