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公開番号2023129736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-09-15
出願番号2022033987
出願日2022-03-05
発明の名称ファイバアレイ及びその製造方法
出願人檜山工業株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 6/36 20060101AFI20230908BHJP(光学)
要約【課題】
円柱状基体に当該軸芯を含む平面に沿って光ファイバを高精度に、好ましくは高精度・高集積(高密度)に配置することが可能なファイバアレイを提供する。
【解決手段】
丸形ファイバアレイ100の円柱状基体100Aは、半円柱状の第1のガラス基材110と半円柱状の第2のガラス基材120と接着層5Dとによって構成されている。前記第1のガラス基材110の第1の平面部110A及び前記第2のガラス基材120の第2の平面部120Aには、円柱状基体の軸芯方向に複数のV溝111,…及びV溝121,…が形成されている。互いに対向するV溝111,…とV溝121,…には光ファイバ1,…が配置され、前記第1のガラス基材110と前記第2のガラス基材120とが前記第1の平面部110Aと前記第2の平面部120Aで接合されて、光ファイバ1,…が、円柱状基体100Aの軸芯を含む平面(仮想平面S)上にて高精度に配置される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半円柱状の第１の基部と半円柱状の第２の基部と前記第１の基部と前記第２の基部との間に設けられた接着層とからなる円柱状基体を有し、
前記第１の基部の軸方向に形成された第１の平面部には、軸方向に第１のファイバ保持溝が複数形成され、
前記第２の基部の軸方向に形成された第２の平面部には、前記第１のファイバ保持溝と対向する複数の第２のファイバ保持溝が形成され、
互いに対向する前記第の１ファイバ保持溝と前記第２のファイバ保持溝との間に複数の光ファイバが配置され、
前記接着層が、前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に充填された接着剤にて形成されていることを特徴とするファイバアレイ。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第１の基部は、断面が真円の円柱状母材が当該軸芯を含む平面に平行に削られて半円柱状に形成されており、
前記第２の基部は、断面が真円の円柱状母材が当該軸芯を含む平面に平行に削られて半円柱状に形成されており、
前記第１の基部は、さらに前記円柱状母材の軸芯を含む平面から前記接着層の１／２の深さまで削られて前記第１の平面部が形成されており、
前記第２の基部は、さらに前記円柱状母材の軸芯を含む平面から前記接着層の１／２の深さまで削られて前記第２の平面部が形成されており、
前記第１の基部と前記第２の基部と前記接着層とからなる前記円柱状基体が、断面が真円の円柱状となっ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。、
【請求項３】
前記接着層の厚さは、前記接着剤が毛細管現象により前記第１の平面部と前記第２の平面部との間に染み込む厚さに形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のファイバアレイ。
【請求項４】
前記第１のファイバ保持溝及び前記第２のファイバ保持溝に保持される光ファイバの直径は１２５μｍであり、前記第１のファイバ保持溝及び前記第２のファイバ保持溝のピッチが共に１２７μｍで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のファイバアレイ。
【請求項５】
前記第１の平面部は、両端に設けられた２つの第１の接着部と該第１の接着部に挟まれた第１の挟持部とからなり、該第１の挟持部に前記第１のファイバ保持溝が形成され、
前記第２の平面部は、両端に設けられた２つの第２の接着部と該第２の接着部に挟まれた第２の挟持部とからなり、該第２の挟持部に前記第２のファイバ保持溝が形成され、
前記第１の挟持部の最頂部が、前記第１の接着部の表面より深く形成され、
前記第２の挟持部の最頂部が、前記第２の接着部の表面より深く形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のファイバアレイ。
【請求項６】
前記第１のファイバ保持溝及び前記第２のファイバ保持溝は、断面が正三角形のＶ溝であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のファイバアレイ。
【請求項７】
前記Ｖ溝の深度は、実装される光ファイバの直径より前記接着層の厚さの１／２小さいことを特徴とする請求項６に記載のファイバアレイ。
【請求項８】
前記第１の挟持部には、複数の光ファイバが、互いの芯線が接するように、かつ、一直線に配置され、
前記Ｖ溝の深度は、少なくとも光ファイバの直径の３／４より大きいことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のファイバアレイ。
【請求項９】
前記複数の光ファイバは、断面が真円の光ファイバ及び偏波保持ファイバであり、
前記第１の平面部には、深度の異なる第１のＶ溝と第２のＶ溝が形成され、
前記第２の平面部には、前記第１のＶ溝と対向する位置に該第１のＶ溝と同じ深度の第３のＶ溝と、前記第２のＶ溝と対向する位置に該第２のＶ溝と同じ深度の第４のＶ溝とが形成され、
前記第１のＶ溝及び前記第３のＶ溝の深度は、前記光ファイバの直径と接着層の厚さに応じて決定され、
前記第２のＶ溝及び前記第４のＶ溝の深度は、断面が正三角形のＶ溝に前記光ファイバが配置されたときのコア位置と偏波保持ファイバが配置されたときのコア位置の差に基づいて決定されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のファイバアレイ。
【請求項１０】
断面が真円の円柱状母材を当該軸芯を含む平面から所定の深さ切削して半円柱状母材を形成するステップと、
前記半円柱状母材の軸方向平面部に、軸方向に延びる複数のＶ溝を形成するステップと、
前記半円柱状母材を複数箇所で切断して、複数の第１の基部と複数の第２の基部を作製するステップと、
前記第１の基部となる前記半円柱状母材の前記軸方向平面部に複数のＶ溝に沿って光ファイバを配置するステップと、
該光ファイバが配置された前記第１の基部の軸方向平面部に、前記第２の基部となる前記半円柱状母材の軸方向平面部を、互いのＶ溝が重なるように接合させるステップと、
前記第１の基部となる半円柱状母材の前記軸方向平面部と前記第２の基部となる前記半円柱状母材の前記軸方向平面部との間に生ずる隙間に接着剤を充填するステップとを含んでいることを特徴とするファイバアレイの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバアレイ及びその製造方法に関し、特に高集積化に適した小型丸形ファイバアレイ及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信（光通信）では、高機能光ファイバや平面光導波回路（PLC:PlanarLightwaveCircuit）、更には光の波長軸上で信号を多重する波長多重回路（WDM:WavelengthDivisionMultiplexing）が次々と開発され、結果、光通信は従来の電気通信に比べて送受信できる通信量が飛躍的に多くなった。
最近ではモバイルネットワークやクラウド、ビックデータ等による急速なトラフィックの増加に伴い、光通信に要求される伝送容量は増加の一途をたどっている。現在では100Gbpsの高速光信号を伝送する技術として光デジタルコヒーレントが開発され、第５世代移動通信システムの実用化開発が各所で行なわれている。
【０００３】
特にデータセンタ―内では膨大なデータ量を高速で処理するため、使用する光デバイスには小型・高集積化が要求されている（小型光デバイスの要請）。
これらを構成する光デバイスのキー部品、即ち光波回路にも高速・大容量化と共に小型化が要求されている。光波回路へ光を入力・出力するファイバアレイにも当然ながら小型・高精度なファイバアレイが必要とされている。
ファイバアレイと光波回路の接続部分での「ピッチずれ」は接続損失となって光特性を劣化させるが、光波回路は半導体技術の応用によって所望のピッチで形成できる。
よって、ファイバアレイ側でも、小型で多芯のファイバアレイが高ピッチ精度で製造できれば、小型光デバイスが今後の光通信網の構築に大きく寄与できると考えられる。
【０００４】
従来の光ファイバ通信の技術分野では角形ファイバアレイが主に使われていたが、上記のように近年の小型光デバイスの要請の高まりに伴って、小型化に適した丸型ファイバアレイ（キャピラリ）を使用したいという要望が高まっている。
【０００５】
光波回路等に用いられる丸形ファイバアレイと角形ファイバアレイは、使用される光通信装置の光波回路等に応じて使い分けがされている。
このうち角形ファイバアレイは、例えば、特許第４３３１２５０号公報、特許４６９８４８７号公報によって提案されている。これらの角形ファイバアレイでは、光ファイバは、基板に形成された断面Ｖ字形の溝（Ｖ溝）に収容され、上方から平板で押さえ込まれて接着剤によって固定される構造となっている。
【０００６】
また、角形ファイバアレイにおいて、上下の基板に互いに対向するようにＶ溝が形成され、これら対向するＶ溝で光ファイバを上下から保持する構造となっているものが、例えば、特開２００８－１４５７９６号公報、特開２０１７－１４２２７５号公報等によって提案されている。
さらに、断面は四角形ではないが、断面が楕円形の基材で複数光ファイバを上下で挟むようにしたファイバアレイが特表２０１５－５１３１２７号公報によって提案されている。この特表２０１５－５１３１２７号公報では、断面が楕円のファイバアレイにおいて、上下に位置するＶ溝で光ファイバを保持固定する技術が開示されている。
【０００７】
一方、断面が真円となる円柱状の所謂「丸形ファイバアレイ」に関しては、公開実用昭和５７－３２９１０号、特開平９－３３７５２号公報、特開２００３－２１５４００号公報よって提案されている。
【０００８】
公開実用昭和５７－３２９１０号では、丸形ファイバアレイにおいてＶ溝を用いて光ファイバを保持固定することが開示されている。
【０００９】
また、小型の丸形ファイバアレイについては、例えば株式会社中原光電子研究上のホームページ「https://noel-sekiei.co.jp/technology/fiber_arrays.html」にて挿入孔が形成された丸形ファイバアレイが提案されている。
ここで提案されている小型の丸形ファイバアレイは、円柱状の部材（キャピラリー）をリッドで固定せずに、一般的な光ファイバ（断面真円の光ファイバ）や偏波保持ファイバを、円柱状の部材に形成された円形の穴（挿入孔）に挿入する構造となっている。
また、同ホームページは、円柱状の部材に、光ファイバを挿入する穴（挿入孔）を２つ形成した例や、５つ形成した例を開示している。
【００１０】
図１６に、株式会社中原光研究上が提案する丸形ファイバアレイ１０を示す。
丸形ファイバアレイ１０は、ガラス基材に予め形成された２つの挿入孔１１，１１に２本の光ファイバ１，１を挿入するタイプのものであり、このファイバアレイ１０は、円柱状母材（図示省略）に予め２つの孔を設けておき、この円柱状母材を、所望の径となるまで線引き処理で引き延ばして製造できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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