特開 2024-115042 ファイバ保持部品およびファイバモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024115042

(43)【公開日】2024-08-26

(54)【発明の名称】ファイバ保持部品およびファイバモジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/46 20060101AFI20240819BHJP

【ＦＩ】

G02B6/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023020483

(22)【出願日】2023-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】本田 真也

【テーマコード（参考）】

2H038

【Ｆターム（参考）】

2H038CA32

(57)【要約】

【課題】接着剤の体積変化に伴う光ファイバの回転の向きを安定させることができるファイバ保持部品およびファイバモジュールを提供する。
【解決手段】ファイバ保持部品は、回転方向性を有する光ファイバを載置可能な少なくとも１つの溝を有する本体を備え、前記溝は第１壁部および第２壁部を有し、基準面に対する前記第１壁部の傾きと、前記基準面に対する前記第２壁部の傾きとが、非対称である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転方向性を有する光ファイバを固定するためのファイバ保持部品であって、
前記光ファイバを載置可能な少なくとも１つの溝を有する本体を備え、
前記溝は第１壁部および第２壁部を有し、
基準面に対する前記第１壁部の傾きと、前記基準面に対する前記第２壁部の傾きとが、非対称である、ファイバ保持部品。

【請求項2】

前記溝は、前記本体の上面に形成されており、
前記第１壁部または前記第２壁部は、前記上面に対して略垂直である、請求項１に記載のファイバ保持部品。

【請求項3】

請求項１または２に記載のファイバ保持部品と、
前記第１壁部および前記第２壁部に接した状態で前記溝に配置された前記光ファイバと、
前記光ファイバを前記溝に固定する接着剤と、を備える、ファイバモジュール。

【請求項4】

前記第１壁部と前記光ファイバとの第１接点と、前記第２壁部と前記光ファイバとの第２接点とは、前記溝の深さ方向において、位置が異なっている、請求項３に記載のファイバモジュール。

【請求項5】

前記溝の内側には、前記第１壁部および前記光ファイバに接する第１領域と、前記第２壁部および前記光ファイバに接する第２領域と、前記第１壁部および前記第２壁部の双方に接する第３領域と、が含まれ、
前記第１領域には前記接着剤が充填されていない、請求項３に記載のファイバモジュール。

【請求項6】

前記光ファイバは、偏波保持ファイバまたはマルチコアファイバである、請求項３に記載のファイバモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファイバ保持部品およびファイバモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、溝を有する基板と、溝によって位置決めされた光ファイバと、を備える構成が開示されている。光ファイバは、接着剤によって、溝に対して固定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－９３９５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

光ファイバは、回転方向性を有する場合がある。回転方向性を有する光ファイバとしては、例えばマルチコアファイバが挙げられる。回転方向性を有する光ファイバにおいては、光の接続を安定させるために、回転調心が行われる。回転調心とは、光ファイバの回転方向の位置（位相）を調整することである。例えば、２つの光ファイバ同士を接続する際に、一方の光ファイバを回転させ、他方の光ファイバの位相に一致させる。以後、回転調心のことを単なる調心と呼ぶことがある。

【0005】

ここで、接着剤によって光ファイバを溝に固定する場合、接着剤が硬化する際の膨張または収縮により、光ファイバが回転する場合がある。特に、溝の形状が左右対称なＶ字状である場合には、接着剤の影響による光ファイバの回転の向きが定まらない。つまり、溝に対する接着剤の充填のバランス次第で、光ファイバが時計回りに回転したり、反時計回りに回転したりする。このように回転の向きが定まらないと、調心が困難になる場合がある。

【0006】

本発明はこのような事情を考慮してなされ、接着剤の体積変化に伴う光ファイバの回転の向きを安定させることができるファイバ保持部品およびファイバモジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の態様１は、回転方向性を有する光ファイバを固定するためのファイバ保持部品であって、前記光ファイバを載置可能な少なくとも１つの溝を有する本体を備え、前記溝は第１壁部および第２壁部を有し、基準面に対する前記第１壁部の傾きと、前記基準面に対する前記第２壁部の傾きとが、非対称である。

【0008】

本発明の態様２は、態様１に係るファイバ保持部品であって、前記溝は、前記本体の上面に形成されており、前記第１壁部または前記第２壁部は、前記上面に対して略垂直である。

【0009】

本発明の態様３に係るファイバモジュールは、態様１または２に係るファイバ保持部品と、前記第１壁部および前記第２壁部に接した状態で前記溝に配置された前記光ファイバと、前記光ファイバを前記溝に固定する接着剤と、を備える。

【0010】

本発明の態様４は、態様３に係るファイバモジュールであって、前記第１壁部と前記光ファイバとの第１接点と、前記第２壁部と前記光ファイバとの第２接点とは、前記溝の深さ方向において、位置が異なっている。

【0011】

本発明の態様５は、態様３または４に記載のファイバモジュールであって、前記溝の内側には、前記第１壁部および前記光ファイバに接する第１領域と、前記第２壁部および前記光ファイバに接する第２領域と、前記第１壁部および前記第２壁部の双方に接する第３領域と、が含まれ、前記第１領域には前記接着剤が充填されていない。

【0012】

本発明の態様６は、態様３から５のいずれかに係るファイバモジュールであって、前記光ファイバは、偏波保持ファイバまたはマルチコアファイバである。

【発明の効果】

【0013】

本発明の上記態様によれば、接着剤の体積変化に伴う光ファイバの回転の向きが安定したファイバ保持部品およびファイバモジュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係るファイバモジュールの斜視図である。

【図2】図１のファイバモジュールを矢印ＩＩ方向から見た図である。

【図3】図２の拡大図である。

【図4】図１のファイバモジュールを上方から見た図である。

【図5】第１実施形態の第１の変形例を示す図である。

【図6】第１実施形態の第２の変形例を示す図である。

【図7】第２実施形態に係るファイバモジュールの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１実施形態）
以下、第１実施形態のファイバ保持部品およびファイバモジュールについて図面に基づいて説明する。
図１～図３に示すように、ファイバモジュール１は、ファイバ保持部品１０と、複数の光ファイバ２０と、接着剤３０と、を備えている。

【0016】

ファイバ保持部品１０は、本体Ｍを備えている。本体Ｍには、光ファイバ２０を保持するための、少なくとも１つの溝１５が形成されている。溝１５の内側に、光ファイバ２０の少なくとも一部が収容される。接着剤３０は、光ファイバ２０を溝１５に固定する役割を有する。本実施形態のファイバ保持部品１０は、複数の溝１５を有するが、溝１５の数は１つでもよい。また、ファイバ保持部品１０は、本体Ｍ以外の構成要素を備えてもよい。

【0017】

光ファイバ２０は、ベアファイバ２１と、被覆２２と、を有している。ベアファイバ２１は、例えば石英ガラス等によって形成されている。被覆２２は、ベアファイバ２１を部分的に覆っており、ベアファイバ２１を保護する役割を有する。被覆２２は、樹脂等によって形成されている。各光ファイバ２０の端部では、被覆２２が設けられておらず、ベアファイバ２１が露出している。露出したベアファイバ２１が、溝１５に載置されている。

【0018】

図２、図３に示すように、本実施形態に係る光ファイバ２０（ベアファイバ２１）は、複数のコア２１ａと、これらのコア２１ａを囲うクラッド２１ｂと、を有する。すなわち、光ファイバ２０はいわゆるマルチコアファイバであり、回転方向性を有する。本明細書において「回転方向性を有する」とは、光ファイバ２０を中心軸線Ｏ（図１参照）まわりに回転させた際に、当該回転に伴ってコア２１ａの配置または光の伝送特性が変化することを意味する。

【0019】

つまり、光ファイバ２０を回転させると、その回転に伴って、中心軸線Ｏに垂直な断面構造が変化する。ここで、断面構造とは、光ファイバ２０を構成する材料の分布、またはこれによって生じる屈折率分布などが該当する。なお、光ファイバ２０は、マルチコアファイバ以外の、回転方向性を有する光ファイバであってもよい。回転方向性を有する光ファイバの例としては、偏波保持ファイバが挙げられる。偏波保持ファイバの具体例としては、ＰＡＮＤＡ型、ボウタイ型、楕円クラッド型のファイバが挙げられる。

【0020】

なお、ファイバ保持部品１０の複数の溝１５のうち、一部の溝１５にのみ、回転方向性を有する光ファイバ２０が保持されてもよい。回転方向性を有さない光ファイバ（例えばシングルモードファイバ）が、一部の溝１５に保持されてもよい。言い換えると、ファイバモジュール１は、回転方向性を有する光ファイバ２０と、回転方向性を有さない光ファイバと、を備えてもよい。

【0021】

（方向定義）
本実施形態では、複数の溝１５が延びる方向を長手方向Ｘと称する。長手方向Ｘに直交する一方向を第１方向Ｙと称する。第１方向Ｙおよび長手方向Ｘの双方に直交する方向を第２方向Ｚと称する。第２方向Ｚにおける一方側（＋Ｚ側）を上方と称し、他方側（－Ｚ側）を下方と称する。第２方向Ｚは、溝１５の深さ方向とも一致する。第２方向Ｚと鉛直方向とは一致していなくてもよい。

【0022】

図３等に示すように、ベアファイバ２１の直径は、溝１５の深さより小さくてもよい。この場合、長手方向Ｘから見て、ベアファイバ２１の全体を溝１５の内側に収容することができる。ただし、ベアファイバ２１の直径が溝１５の深さより大きくてもよい。つまり、ベアファイバ２１の一部が溝１５から上方に突出していてもよい。

【0023】

図１に示すように、ファイバ保持部品１０は、下面１１と、上面１２と、第１側面１３と、第２側面１４と、を有する。ファイバ保持部品１０は、直方体状である。下面１１は、ファイバ保持部品１０の下方の端面である。上面１２は、ファイバ保持部品１０の上方の端面である。上面１２および下面１１は互いに平行である。第１側面１３および第２側面１４は、第１方向Ｙに対して垂直である。複数の溝１５は、上面１２に形成されている。すなわち、複数の溝１５は、上面１２から下方に向かって窪んでいる。

【0024】

ファイバ保持部品１０は、基準面を有する。基準面とは、ファイバ保持部品１０が加工される際、あるいは、ファイバ保持部品１０の各寸法が測定される際に、基準となり得る面である。ファイバ保持部品１０が備える任意の面を、基準面として用いることができる。例えば、下面１１を基準面として、ファイバ保持部品１０の各寸法を測定する場合を考える。測定機（例えば、三次元測定機）の載置台に、下面１１が下になるように、ファイバ保持部品１０を載せる。すると、基準面である下面１１を基準として、溝１５の位置、姿勢が定まる。したがって、この基準面を基準として、寸法の測定を行うことができる。

【0025】

以下では、下面１１が基準面である場合を例にして説明する。ただし、下面１１以外の面（上面１２あるいは第１側面１３等）を、基準面として用いてもよい。また、製造時と寸法測定時とで、基準面が異なってもよい。基準面としての下面１１は、長手方向Ｘおよび第１方向Ｙに延在している。

【0026】

図３に示すように、溝１５は、第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂを有している。第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂは、長手方向Ｘに延在している。光ファイバ２０は、第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂの両方に接する。これにより、光ファイバ２０の位置が定まる。第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂの接続部（溝１５の底部）は、例えば下面１１側に向けて凸の曲面である。本明細書では、第１壁部１５ａと基準面とがなす角を第１角度θ１と称する。第２壁部１５ｂと基準面とがなす角を第２角度θ２と称する。

【0027】

第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂは、上面１２から、下方に向けて延びている。第１壁部１５ａは、第２方向Ｚに平行である。言い換えると、第１壁部１５ａは上面１２に対して略垂直である。これに対して第２壁部１５ｂは、第２方向Ｚに対して傾斜している。

【0028】

このように、本実施形態の溝１５は、非対称な形状を有している。より具体的には、基準面に対する第１壁部１５ａの傾きと、基準面に対する第２壁部１５ｂの傾きとは、非対称となっている。「基準面に対する傾きが非対称」とは、第１角度θ１および第２角度θ２を用いて表現すると、θ１＋θ２≠１８０°の場合を指す。例えば図３では、θ１＝９０°、θ２＝４５°であるから、θ１＋θ２≠１８０°となり、「基準面に対する傾きが非対称」の場合に当てはまる。これに対して、仮に溝１５が対称なＶ字状である場合、壁部１５ａ、１５ｂの基準面に対する傾きが対称となる。具体例としては、例えばθ１＝１２０°、θ２＝６０°の場合、「基準面に対する傾きが対称」であり、θ１＋θ２＝１８０°となる。

【0029】

ただし、先述の通り、基準面は下面１１でなくてもよい。基準面を下面１１から変更した場合、第１角度θ１および第２角度θ２の値も変わる。溝１５の形状が非対称であれば、ファイバ保持部品１０のいずれの面を基準面とした場合でも、θ１＋θ２≠１８０°となる。

【0030】

図３に示すように、第１壁部１５ａとベアファイバ２１との接点を第１接点Ｐ１と称する。第２壁部１５ｂとベアファイバ２１との接点を第２接点Ｐ２と称する。壁部１５ａ、１５ｂは、基準面に対する傾きが非対称であるため、第２方向Ｚにおいて、第１接点Ｐ１と第２接点Ｐ２は異なる位置となる。

【0031】

図３の例では、第１壁部１５ａが上面１２（または下面１１）に対して略垂直である。このため図４に示すように、上方から見ると、第１壁部１５ａとベアファイバ２１の輪郭とが一直線上に重なって見える。この構成によれば、溝１５に対して光ファイバ２０（ベアファイバ２１）が平行に取り付けられているかを確認しやすい。例えば、溝１５とベアファイバ２１とが平行でない場合、第１壁部１５ａとベアファイバ２１との間に隙間が生じる。この隙間の有無を確認することで、ベアファイバ２１が溝１５によって適切に位置決めされているかを判定できる。なお、「略垂直」には、製造誤差を除けば垂直とみなせる場合を含む。本明細書の他の箇所における「略」についても同様である。

【0032】

図３に示すように、本実施形態では、１つの溝１５に対して、３つの領域Ａ１～Ａ３に分かれて接着剤３０が充填される。第１領域Ａ１は、第３領域Ａ３よりも上方に位置し、第１壁部１５ａおよび光ファイバ２０に接している。第２領域Ａ２は、第３領域Ａ３よりも上方に位置し、第２壁部１５ｂおよび光ファイバ２０に接している。第３領域Ａ３は、第１壁部１５ａ、第２壁部１５ｂ、および光ファイバ２０に接している。

【0033】

第１領域Ａ１および第２領域Ａ２は、溝１５の上方の空間に露出している。第３領域Ａ３は、溝１５の底部に位置しており、第１壁部１５ａ、第２壁部１５ｂ、および光ファイバ２０によって囲まれている。例えば、ファイバモジュール１の製造時に、液状の接着剤３０を溝１５に充填した後で、溝１５に光ファイバ２０を載置してもよい。この場合、図３に示すように、第２領域Ａ２に位置する接着剤３０の上端と、第３領域Ａ３に位置する接着剤３０の上端とで、第２方向Ｚにおける位置（水位）は、略同じとなる。

【0034】

ここで、本実施形態の溝１５は非対称な形状である。このため、第１領域Ａ１に位置する接着剤３０の体積（以下、第１体積と称する）と、第２領域Ａ２に位置する接着剤３０の体積（以下、第２体積と称する）とは、異なる。図３の例では、第１体積が第２体積よりも小さい。

【0035】

次に、以上のように構成されたファイバ保持部品１０およびファイバモジュール１の作用について説明する。

【0036】

ファイバモジュール１の製造時に、接着剤３０は、液体の状態で各領域Ａ１～Ａ３に充填される。その後、接着剤３０が硬化することで、光ファイバ２０が溝１５に固定される。例えば、接着剤３０が熱硬化型樹脂である場合、硬化のために接着剤３０が加熱される。あるいは、接着剤３０がＵＶ硬化型樹脂である場合、硬化のために接着剤３０にＵＶ光が照射される。

【0037】

ここで、接着剤３０は硬化の際に体積が変化する場合がある。例えば、接着剤３０が硬化の際に収縮する場合は、第２領域Ａ２における収縮量が、第１領域Ａ１における収縮量よりも大きくなる。これは、第２体積が第１体積よりも大きいためである。第２領域Ａ２の収縮量が大きい場合、図３において、光ファイバ２０は、中心軸線Ｏを中心として時計回りに回転する。光ファイバ２０がどちらの方向に回転するかは、以下２つの要素に基づいて定まる。第１の要素は、接着剤３０の体積変化が膨張および収縮のどちらか、である。第２の要素は、第１体積および第２体積の大小関係である。

【0038】

例えば、図３の例（第１の体積が第２の体積より小さい）では、接着剤３０が膨張する場合、光ファイバ２０が半時計回りに回転する。図示は省略するが、第１の体積が第２の体積より大きく、接着剤３０が膨張する場合は、光ファイバ２０が時計回りに回転する。第１の要素は接着剤３０の材質によって決まる。第２の要素は、溝１５の形状と、領域Ａ１、Ａ２への接着剤３０の充填状態と、によって決まる。

【0039】

ここで、仮に溝１５が対称な形状を有する場合、上記した第２の要素が不確実になる。具体的には、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２への接着剤３０の充填の状態に応じて、第１の体積および第２の体積の大小関係が容易に入れ替わってしまう。結果として、光ファイバ２０がどちらの方向に回転するかが、不確実となる。

【0040】

これに対して本実施形態では、溝１５が非対称な形状を有している。このため、接着剤３０の充填の状態に応じて、第１体積および第２体積の大小関係が入れ替わりにくい。例えば図３の例では、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とで接着剤３０の水位を極端に変えない限り、第２体積が第１体積よりも大きくなる。したがって、光ファイバ２０の回転の向きが安定する。

【0041】

以上説明したように、本実施形態のファイバ保持部品１０は、回転方向性を有する光ファイバ２０を固定するために用いられる。ファイバ保持部品１０は、光ファイバ２０を載置可能な少なくとも１つの溝１５を有する本体Ｍを備える。溝１５は第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂを有し、基準面（例えば下面１１）に対する第１壁部１５ａの傾きと、基準面に対する第２壁部１５ｂの傾きとが、非対称である。また、本実施形態のファイバモジュール１は、ファイバ保持部品１０と、第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂに接した状態で溝１５に配置された光ファイバ２０と、光ファイバ２０を溝１５に固定する接着剤３０と、を備える。

【0042】

この構成のファイバ保持部品１０またはファイバモジュール１によれば、溝１５が非対称な形状を有するため、接着剤３０の体積変化に伴う光ファイバ２０の回転の向きが安定する。このように回転の向きが安定することで、光ファイバ２０を他の光ファイバ等に接続する際に、より容易に調心を行うことができる。

【0043】

また、溝１５は、本体Ｍの上面１２に形成され、第１壁部１５ａまたは第２壁部１５ｂは、上面１２に対して略垂直であってもよい。この場合、溝１５に対して光ファイバ２０が平行に載置されているかを確認しやすくなる。

【0044】

また、第１壁部１５ａと光ファイバ２０との第１接点Ｐ１と、第２壁部１５ｂと光ファイバ２０との第２接点Ｐ２とは、溝１５の深さ方向において、位置が異なっている。この構成によれば、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とで、長手方向Ｘから見たときの面積が異なる。したがって、第１体積（第１領域Ａ１における接着剤３０の体積）および第２体積（第２領域Ａ２における接着剤３０の体積）も容易に異ならせることができる。

【0045】

また、光ファイバ２０は、偏波保持ファイバまたはマルチコアファイバであってもよい。このような回転方向性を有する光ファイバ２０に対して、本実施形態は好適である。

【0046】

（第１実施形態の第１の変形例）
図５に、第１の変形例を示す。図５に示すように、第１領域Ａ１に接着剤３０が充填されていなくてもよい。言い換えると、溝１５における接着剤３０の水位が、第１接点Ｐ１より下方であってもよい。この場合、第１体積（第１領域Ａ１における接着剤３０の体積）がゼロとなる。したがって、第１体積と第２体積との間の大小関係が、より明確となる。すなわち、接着剤３０の体積変化に伴う光ファイバ２０の回転の方向が、より安定する。

【0047】

（第２の変形例）
図６に、第１実施形態の第２の変形例を示す。図６の例では、第１角度θ１が９０°より大きく、第２角度θ２が９０°より小さい。このように、第１角度θ１および第２角度θ２の両者が略９０°でなくてもよい。言い換えると、第１壁部１５ａおよび第２壁部１５ｂの両方が、下面１１および上面１２に対して垂直でなくてもよい。この場合も、溝１５が非対称であることにより、光ファイバ２０の回転の方向を安定させることができる。

【0048】

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

【0049】

図７に示すように、本実施形態では、ベアファイバ２１の外径が溝１５の深さより大きい。このため、ベアファイバ２１が溝１５から上方に突出している。第１角度θ１および第２角度θ２の両方が、９０°より小さい。上面１２および第１壁部１５ａが交差する角部が、第１接点Ｐ１となっている。言い換えると、第１接点Ｐ１が上面１２に位置する。

【0050】

この構成によれば、第１実施形態において説明した第１領域Ａ１に相当する部分が存在しなくなる。つまり、第１体積が実質的にゼロとなる。したがって、第１体積と第２体積との間の大小関係が、より明確となる。すなわち、接着剤３０の体積変化に伴う光ファイバ２０の回転の方向が、より安定する。

【0051】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【0052】

例えば、前記実施形態では、ベアファイバ２１を溝１５に載置した。しかしながら、光ファイバ２０のうち被覆２２が設けられた部分を、溝１５に載置してもよい。つまり、被覆２２を接着剤３０によって溝１５に固定してもよい。

【0053】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１…ファイバモジュール １０…ファイバ保持部品 １２…上面 １５…溝 １５ａ…第１壁部 １５ｂ…第２壁部 ２０…光ファイバ ２１ａ…コア ３０…接着剤 Ａ１…領域 Ａ１…第１領域 Ａ２…第２領域 Ａ３…第３領域 Ｍ…本体 Ｐ１…第１接点 Ｐ２…第２接点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】