説明

フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法及びスペーサ、フレキシブル光導波路リボンを組み立てたスタック

【課題】フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法を提供する。
【解決手段】先ず、光導波路リボン(Rn)のうち他のリボン上に積み重ねられた1つのリボンを、スペーサ(Sp)内で位置決めする。次に、固定する前に、所与のリボンが、前記スペーサのリセス(SpRn)によって規定された各較正空間内で拘束される。従って、個々の導波路リボンの製作公差は、スタックに沿って累積しない。複数の層の拘束を固定するか又は強化するためには、例えば、複数の要素を位置決めした後に前記スペーサ内の空となって残されている空間内に接着剤を満たすようにすればよい。言い換えると、個々の層の厚さ制御用の要件を緩和することができる。特に、開示された実施形態に従って、全ての層を一斉に又は1つずつ位置決めすることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法及びスペーサ、並びにそのようなリボンを組み立てたスタックに係る。
【背景技術】
【0002】
光導波路は、光スペクトル内で電磁波を伝送する媒体又は線路を意味する。特に、光導波路は、光ファイバ及び方形導波路を含む。光導波路は、光集積回路内のコンポーネントとして又は光通信システム内の伝送媒体として使用される。通常、光導波路は、それらの形状、モード構造、屈折率分散及び材料に従って分類される。特に興味があるのは、フレキシブル光導波路リボンである。
【0003】
この背景技術に関係する先行技術文献として、多くの特許文献及び非特許文献が存在する。以下、これらの先行技術文献を例示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第第5281305号明細書
【特許文献2】米国特許第第5937128号明細書
【特許文献3】米国特許第第6317964号明細書
【特許文献4】米国特許第第6496624号明細書
【特許文献5】米国特許第第6695488号明細書
【特許文献6】米国特許第第6990263号明細書
【特許文献7】米国特許第第7295743号明細書
【特許文献8】米国特許第第7397995号明細書
【特許文献9】米国特許第第7457499号明細書
【特許文献10】米国特許出願公開第2006/0045444号明細書
【特許文献11】国際公開第2002/48752号
【特許文献12】国際公開第2005/079502号
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Usui, M. et al., "An opticalcoupling technique for parallel opticalinterconnection modules usingpolymeric optical waveguide films," DOI: 10.1109/IEMTIM.1998.704538
【非特許文献2】Joon-Sung Kim et al., "Stacked polymeric multimode waveguide arraysfor two-dimensional opticalinterconnects," DOI: 10.1109/JLT.2004.824523
【非特許文献3】Katsuki Suematsu et al., "Super Low-Loss, Super High-Density Multi-Fiber Optical Connectors," FurukawaReview, No. 23, 2003, pp. 53-58
【非特許文献4】K Naessens et al., "Fabrication of microgrooves with excimer laserablation techniques for plastic opticalfiber array alignment purposes," Proc. SPIE,Vol. 3933, 309 (2000); DOI:10.1117/12.387568
【非特許文献5】Streppel, U. et al., "Development of a new fabrication methodfor stacked opticalwaveguides using inorganic-organic copolymers," Institute of Electrical and Electronics Engineers -IEEE-: Polytronic 2001,International Conference on Polymers and Adhesives in Microelectronics and Photonics. Proceedings. New York, NY: IEEE, 2001,pp. 329-335
【非特許文献6】Coosemaus, T. et al., "Fabrication of a 2D connector for coupling a 4×8 arrayof small diameterplastic optical fiber(117/125 μm) to RCLED or VCSEL arrays," Dept. of Inf. Technol., GhentUniv., as appearsin: Electronic Components and Technology Conference, 2000. DOI: 10.1109/ECTC.2000.853332
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、前記先行技術文献は、位置決めを制御しつつフレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法又はツールを提供するという本発明の課題を開示していない。また、前記先行技術文献は、高々数マイクロメートル(μm)程度の位置決めの公差(tolerance)を以てそのようなリボンを組み立てたスタックを効率的且つ確実に提供するという本発明の課題も開示していない。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の側面に従って、本発明は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法に向けられている。この方法は、少なくとも2つの光導波路リボン及び1つのスペーサを提供するステップを有する。前記スペーサは、少なくとも2つの較正空間(calibrated space)を提供する。さらに、この方法は、前記リボンのうち他のリボン上に積み重ねられた1つのリボンを前記スペーサ内で位置決めするステップと、前記各較正空間において前記位置決めされたリボンを拘束(constrain)し且つ当該拘束されたリボンを前記他のリボン上に固定するステップを有する。
【0008】
他の実施形態では、前記方法は、次の特徴の1つ以上を含むことができる。
(1)前記拘束し且つ固定するステップでは、前記1つのリボンが接着剤を通して前記スペーサ内で固定される。
(2)前記拘束し且つ固定するステップは、前記スペーサ内に接着剤を満たすことをさらに含む。
(3)前記提供するステップでは、前記各リボンは、その一端に自立(free-standing)部分を具備し、前記スペーサは、少なくとも2つのリセス(recess)を含み、当該各リセスは、各較正空間を規定する。前記拘束するステップは、前記リセスのうち1つのリセスに各自立部分をそれぞれ挿入することを含み、前記固定するステップは、前記拘束された各リボンを前記リセスのうち1つのリセスに関しそれぞれ固定することを含む。
(4)前記提供するステップでは、前記各リボンは、基板及び当該基板上のクラッドをさらに含み、光導波路が当該クラッド内に配列される。前記方法は、前記位置決めするステップの前に、前記各リボンの一端における前記基板の部分的除去又は層間剥離によって各自立部分を準備するステップをさらに有する。
(5)前記方法は、前記固定されたリボンを通して一断面を切断するステップをさらに有する。
(6)前記スペーサは、内部に一体化されたスルーホール・リセスを有するフェルール(ferrule)として提供される。
(7)前記提供されたスペーサは、フェルール及びスペーサ要素の両方を含み、前記位置決めするステップは、前記スペーサ要素及び前記リボンの両方を前記フェルール内に挿入するとともに、各自立部分を前記リセスのうち1つのリセスにそれぞれ挿入することを含む。
(8)前記提供されたスペーサは、フェルール及びスペーサ要素の両方を含み、前記位置決めするステップは、前記リボンのうち1つのリボンを前記フェルール内で位置決めするとともに、前記フェルール内の前記スペーサ要素の一部分を前記位置決めされたリボンに係合させることにより、当該係合された部分及び前記フェルールの間に較正空間を得ることを含み、前記拘束し且つ固定するステップは、当該得られた較正空間内で前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することを含む。
(9)前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することは、当該位置決めされたリボンを接着剤に露出させるとともに、当該接着剤を硬化させることを含む。
(10)前記第2のリボンを拘束し且つ固定することは、前記スペーサ要素を通して前記接着剤を照射することをさらに含む。
(11)前記方法は、N番目のリボンに関して固定されたN+1番目のリボンを得るように、前記位置決めするステップ及び前記拘束し且つ固定するステップを繰り返すことをさらに含む。
(12)前記リボンを固定するステップでは、前記リボンのうち1つのリボンを固定した後の前記位置決めの公差が、±10μm未満であるように、好ましくは±5μm未満であるように、前記スペーサが較正される。
【0009】
第2の側面に従って、本発明は、前記第1の側面に従った方法により組み立てられたフレキシブル光導波路リボンのスタックに向けられている。当該スタックの一端面では、前記各リボンの端面は、各較正断面(calibrated section)内でそれぞれ較正される。
【0010】
第3の側面に従って、本発明は、前記第2の側面に従ったフレキシブル光導波路リボンのスタックから成る光コネクタに向けられている。
【0011】
第4の側面に従って、本発明は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるためのスペーサに向けられている。当該スペーサは、少なくとも2つの較正空間を有し、(1)当該スペーサ内で前記リボンの位置決めすること、(2)前記リボンを前記各較正空間において拘束すること、及び(3)前記リボンを固定することを可能にするように構成される。
【0012】
以下、本発明の非制限的な実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明に従った方法、スペーサ及び光導波路リボンを組み立てたスタックを説明する。
【発明の効果】
【0013】
本発明は、リボンRnが積み重ねられる場合に、個々の導波路リボンの製作公差が累積しないこと、導波路リボンの製作がより容易になり、その結果、費用効率がより高くなること、厚さ制御式導波路リボンに基づく技術において必要とされる設計と比較して、フェルールの設計が遙かに簡単であること等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】単一の導波路リボンを示す横断面図である。
【図2】N個の導波路リボンのスタックを示す横断面図である。
【図3】本発明の実施形態に従った、一端に自立部分を具備する導波路リボンを準備するための2つの変形を示す図である。
【図4】本発明の実施形態に従った、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるためのステップを示す図である。
【図5】図4の所与の組み立てステップにおける、スペーサ及びリボンのスタックを示す斜視図である。
【図6】図4の実施形態の変形に従った、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるためのステップを示す図である。
【図7】図6の所与の組み立てステップにおける、スペーサ及びリボンのスタックを示す斜視図である。
【図8】図10〜図19の実施形態で使用される、スペーサ及びリボンを示す分解組立図である。
【図9】図8のスペーサ要素を示す斜視図である。
【図10】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図11】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図12】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図13】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図14】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図15】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図16】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図17】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図18】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【図19】本発明の他の実施形態に従った方法のステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下の説明の概論として、本発明の一般的な側面は、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法に向けられていることに留意されたい。
【0016】
最初に、1つのリボンが他のリボン上に積み重ねられるように、光導波路リボン(フレックスとも称する)が、スペーサ内で位置決めされる。次に、固定する前に、所与のリボンが、スペーサの各較正空間内で拘束される。従って、個々の導波路リボンの製作公差は、スタックに沿って累積(sum-up)しない。このことは、リボンを位置決めする際の垂直方向の任意の不正確さに当てはまる。複数の層の拘束を固定するか又は強化するためには、例えば、複数の要素を位置決めした後にスペーサ内の空となって残されている空間内に接着剤を満たすようにすればよい。このようにして、スタックの総合精度を容易に制御することができる。言い換えると、個々の層の厚さを制御するための要件を緩和させることができる。特に、種々の層は、以下で詳述する実施形態に従って、一斉に又は1つずつ位置決めすることができる。
【0017】
図1は、単一の導波路リボンR1の横断面図を示す。この光導波路は、光信号を伝送するためのM個の光導波路コアC1a,C1b,…,を含む。これらのコアは、基板R1s上のクラッド(cladding)R1u、R1l内に設けられる。より正確には、クラッドは、コアを構成する上部クラッドR1u及び下部クラッドR1lを含む。そのようなリボン自体は、公知である。
【0018】
図2は、互いの上に直接配列されたN個の導波路リボンR1,R2,…,Rn(以下「リボンRn」と総称)のスタックARfを示す横断面図である。以下で説明する実施形態は、図2に概略的に示されているようなスタックARfを組み立てることを目的とする。
【0019】
広義には、図示の断面は、本発明の実施形態によって得られる、リボンRnの組み立てられたスタックARfの一端部の断面図である。この断面のレベルでは、各リボンRnは、図2では方形によって表される各較正断面内に適合する。
【0020】
前述のように、各リボンRnは、M個の光導波路を含む。各リボンRn内の光導波路(例えば、C1a,C1b,…,)は、所与の間隔又はピッチPhで、長手方向に互いに平行して配列される。この間隔は、例えば、精度が±5μm又はこれより良い精度(すなわち、±1〜2μm)であるとき、250μm以下とすることができる。
【0021】
これらのリボンRnは、実質的に同じ所定の厚さを有する。ここでは、それらの厚さは、期待されている垂直ピッチPvよりも小さい。垂直ピッチPvの典型的な値は、250μmである。より正確には、単一リボン内の種々の層に対する典型的な値は、次の通りである。
基板: 100μm
下部クラッド: 30〜40μm
コア: 40〜50μm
上部クラッド(コア上): 30〜40μm
【0022】
従って、リボンRnの厚さは、約200〜230μmであり、垂直ピッチPvよりも小さい。リボンRnのスタックARf又は光コネクタについて本発明において期待されているような典型的な公差は、通常の表記法を使用して、図2に示されている。参照記号Gは、後述する推奨実施形態において用いられる接着剤を示す。
【0023】
明らかに、各層は、完全に一定の厚さを有することはなく、完全に平面状になることもない。それにも拘わらず、本発明の実施形態は、各層が各較正空間に対して調整されることに帰着し、その結果、そのような不正確さの影響が緩和される。これがどのように得られるかは、以下の説明から明らかであろう。
【0024】
次に、図3〜図7を参照して、全てのリボンRnが一斉に組み立てられる、第1の一般的な実施形態を説明する。
【0025】
先ず、リボンRn及び1つのスペーサが提供される。好ましくは、各リボンRnは、その一端に自立部分を具備する。自立部分の一例は、図3の参照記号R1fspによって表され、より一般的には、他の図面の参照記号Rnfspによって表される。そのような自立部分は、例えば、レーザ・アブレーションによる基板R1sの部分的除去(図3のステップS300)、又は基板R1sの層間剥離(図3の代替ステップS200)によって得ることができる。従って、リボンR1の一端は、自立部分R1fspのレベルで薄型化される。この薄型化は、スペーサ内のリボンRnのより容易な位置決め及び挿入を可能にするだけでなく、スペーサのより容易な機械加工を可能にする(図4に関連する後述の説明を参照)。
【0026】
次に、図4を参照すると、図示したリボンRnの横断面は、前述のように、薄型化した基板を明白に示している。リボンRnの形状は、図5に示されている通りである。
【0027】
提供されたリボンRnは、組立体ARiを形成する。組立体ARiは、まだ必ずしも積み重ねられていない(図4(A)のステップS10)。リボンRnは、よりコンパクトな組立体を形成するように積み重ねられる(図4(B)のARsを参照)。従って、その結果として得られたスタックARfは、より容易にスペーサSp内に挿入することができる(図4(B)のステップS20)。
【0028】
図示のスペーサSpは、リボンRnを組み立てるために適切に設計されている。スペーサSpは、リセスSpRnによって規定された、較正空間を含む。図4の例では、スペーサSpの本体(すなわち、フェルールSpF)内にこれらのリセスSpRnが一体化されることに留意されたい。一般に、フェルールSpFを成形するために、マスタが作られる。一般に、このマスタは、リーマで薄くされるか、ドリルで穴が開けられるか、又は圧延される。次に、このマスタ内の射出成形によって、フェルールSpFを得ることができる。その結果、得られたリセスSpRnは、スペーサSpの本体内で一体化される。これらのリセスSpRnは、実質的に平行な舌部によって規定されることに留意されたい。一般に、これらの舌部の幅は3mmであり、これらのリセスの厚さは100〜150μmである。
【0029】
さらに、フェルールSpFは、図4(B)のステップS20に例示するように、積み重ねられた組立体ARsを挿入するか、又はスペーサSp内でリボンRnを事前位置決めすることを可能にするための較正ルームCRを規定する。
【0030】
有利であるのは、リセスSpRnをスルーホールとして設計することができるという点である。すなわち、これらのスルーホールは、2つの開口端部を有する(図4及び図5を参照)。こうすると、ブラインドホールに比べて製造がより簡単になるだけでなく、スタックARfを固定した後のその最終加工を単純化することができる。このことは、図4から明らかであろう。
【0031】
リセスSpRnは、その内部にリボンRnの自立部分を挿入するのに適した形状を有する(図4(C)のステップS30)。前述のように、薄型化した自立部分を有するリボンRnを提供すると、スペーサSp内のそれらの位置決めがより簡単になる。さらに、そのようにすると、本明細書に記載するように、スペーサSpの機械加工がしやすくなる。このことが特に当てはまるのは、図4の実施形態のように、較正空間を規定するリセスSpRnが、フェルール本体SpFを有する単一の部材に構築される場合である。一般に、リセスSpRn及び自立部分の厚さは100〜150μmであるから、機械加工の妥当な歩留まりを期待することができる。言いかえれば、リボンRnの端部を薄型化しないと、リセスSpRnを規定する舌部をより薄くしなければならないが、そのようにすることは製造上の観点からより困難になるであろう。
【0032】
従って、自立部分を、スペーサSpのそれぞれのリセスSpRnにおいて容易に受け取ることができ(図4(C)のステップS30及び図4(D)のステップS40)、その結果、最終的な位置が確定される(ここで、各自立部分の端部は、スペーサSpの右側側壁の外側にわずかに突出している)。言いかえれば、この段階において、各リボンRnは、各較正空間内の一端に拘束され、固定する準備ができている。さらに、スタックARf自体は、フェルールSpFの全体的な較正ルームCR内で位置決めされる。
【0033】
この段階において、リボンRnは、依然としてそれらの自立部分のレベルにおいて不安定な状態にあり、まだ固定されていない。これは、例えば、接着剤Gを通して、リセスSpRnに関しリボンRnをさらに拘束することにより固定することができる(図4(E)のステップS50)。前述のように、接着剤Gは、例えば、スペーサSp内の空となって残されている空間内に満たすことができる。そのようにすると、以前にリボン基板によって占有されていた空間を満たすことになるであろう。さらに、接着剤Gは、リボンRnの自立部分を、リセスSpRnによって規定された基準位置に対し拘束することになる。この点に関連して、図4(E)及び図4(F)に示すように、これらのリセスSpRnは、接着剤Gを満たす際に、接着剤GがリボンRnの各自立部分を所与の壁部(ここでは、図4(E)及び図4(F)に示すように、リセスSpRnの下部にある平坦な壁部)に向かって強制するように設計することができる。この目的のため、リセスSpRnの上部にある壁部は、広がりのあるフレア部を有する、わずかに湾曲した断面を有することができる。
【0034】
従って、一旦硬化されるか又は乾燥されると(図4(F)のステップ52)、接着剤Gは、リボン・スタックARfを一端に固定し、リボンRnの端部をより正確に固定することができる。
【0035】
次に、固定されたリボンRnの一端面、例えば、図示のように突出する端部を切断することにより(図4(E)のステップS55及び図4(F)のステップS60)、最終加工が得られる。この段階では、結果的なスタックARfは、綺麗な端面を有する。右側から見ると、図2を参照して既に説明したように、リボンRnの一端面は、方形の較正断面内に適合するであろう。図2を再び参照すると、リボンRnによって空にしておかれた空間が、接着剤Gによって満たされていることが分かる。
【0036】
図5は、スタックARsがフェルールSpFの空洞に挿入されている間の、すなわち図4(B)のステップS20及び図4(C)のステップS30の間の或る時点における、スペーサSp及びスタックARsの斜視図を示す。図5の破線の方形は、図4(A)〜図4(F)の横切断面を示す。後者の図面において既に可視となっているように、リセスSpRnは、挿入側でわずかなフレア部を呈することが好ましい。それらの全体寸法は、リボンRn、それらの垂直スタック内で求められる精度、スペーサSpを機械加工するために使用される材料及び機械加工の精度によって決定される。
【0037】
この点に関連して、フェルール本体SpFの材料は、熱的に安定しており、適当に硬く、耐久性があるという理由で、セラミック又はガラス部品であることが好ましい。例えば、セラミック部品(例えば、フェルール本体の質量の80%)については、これをポリフェニレン・サルファイド(PPS)又はエポキシのような、ポリマ・マトリクス内に分散させることができる。
【0038】
なお、実施形態では、リボンRnを位置決めするステップの後に、リボンRnを拘束するステップを実施するようにしているが、これらのステップを(少なくとも部分的に)同時に実施するか、又は交互に実施することもできる。
【0039】
図6は、図4を参照して説明した実施形態の変形に従った、フレキシブル光導波路リボンを組み立てるためのステップを例示する。全体的な概念は、図4のそれと基本的に同じである、すなわち、リボンRnのスタックをスペーサ内で位置決めし(図6(A)及び図6(B)のステップS20〜S40)、次に固定する(ステップS52)前に、それらを各較正空間内で拘束する(図6(B)及び図6(C)のステップS30〜S50)。
【0040】
主要な相違点は、図6では、スペーサが2つの別個の要素、すなわち、フェルールSpF及びスペーサ要素SpEを含むということである。スペーサ要素SpE内にリセスSpRnが設けられることに留意されたい。
【0041】
従って、種々のコンポーネントを位置決めするステップ(図6(A)及び図6(B)のステップS20〜S30)は、スペーサ要素SpE及びリボンRnの両方をフェルールSpF内に挿入することを必要とする(ステップS20)。さらに、図4の実施形態のように、リボンRnの自立部分が、それぞれのリセスSpRn内に挿入される(図6(B)のステップS30〜S40)。
【0042】
従って、固定したリボンRnを通して断面を切断することは、スペーサ要素SpEを通して断面を切断することにより同様に達成することができる(図6(C)のステップS55)。ここで、切断されるスペーサ要素部分は失われる。しかし、そのような変形は、フェルールSpF及びそのコンポーネント、特にスペーサ要素SpEの機械加工を容易にするという点で有利である。
【0043】
図7は、図6の変形に従った、スペーサ要素SpE及びフェルールSpFのコンポーネントの斜視図を示す。ここでは、リセスSpRnをスルーホールとして設ける必要がないことに留意されたい。
【0044】
以下、全てのリボンRnを一斉に位置決めする代わりに、1つずつ較正するようにした、他の実施形態を説明する。
【0045】
図8は、そのような実施形態に適した、スペーサ要素SpE及び単一のリボンR1を概略的に示す分解組立図である。
【0046】
前述のように、スペーサは、2つの部品、すなわち、フェルールSpF及びスペーサ要素SpEを含む。図8に示すように、フェルールSpFは、依然として、所与のリボンを挿入し且つ当該リボンを事前位置決めすることを可能にするルーム(開放部)を規定する。さらに、スペーサ要素SpEは、リセスによって規定された較正空間を有する代わりに、フェルールSpFのU字形の断面に対し部分的に相補的なT字形の断面を有する、スタンプ(stamp)として設計される。説明の便宜上、以下これを「スタンプ」と称する。
【0047】
図9は、図8と同じスタンプSpEの一例を示す斜視図である。
【0048】
図8から分かるように、リボンR1をフェルールSpF内で位置決めした後、スタンプSpEの一部分は、フェルールSpF内で位置決めされたリボンR1上にスライド自在に係合することができる。スタンプSpEの寸法は、例えば、当該スタンプのエッジによって、その下部壁面がフェルールSpFの上部壁面に到達するのを防止するように、適切に選択される。従って、較正空間は、スタンプの係合部分の下部壁面及びフェルールSpFの上部壁面の間に規定することができる。このように、挿入されたリボンR1は、較正空間内に適合するように強制され、その後に、較正空間内で固定されるであろう。
【0049】
もし、プロセスの各段階で較正空間を維持することができれば、リボン・スタックの複数の層を調整するために、必要に応じて、前述の操作を繰り返すことができる。この目的のため、最も効率的な操作モードは、わずかに異なる高さ(図9の記号hによって表される)を有する、1組のスタンプを提供することであろう。
【0050】
例えば、N+1番目のスタンプの係合部分の高さhN+1は、N番目のスタンプのそれからN+1番目の層を較正する空間の高さeN+1を減じた値に等しくすることができる。すなわち、hN+1=h−eN+1である。さらに、高さeは一般に各層において同じであるから、hN+1=h−Neとなり、その結果、一定の較正空間が提供されることになる。
【0051】
或る変形では、スタンプSpEは、例えば、種々の寸法を有する自己接着性の、1組のスタンド(stand)SpEsを具備することができる。1組の異なるスタンプSpEを使用する場合であっても、これらのスタンドSpEsを具備することは有利である。というのは、これらのスタンドSpEsは、受容面上に存在するちり粒子の影響を最小化することを可能にするからである。もちろん、スタンプSpEの各々について、同じスタンドSpEsを設けることも可能である。
【0052】
図10〜図19は、第2の主要な実施形態に従ったステップを例示する。
【0053】
先ず、フェルールSpFが提供される(図10のステップ10)。
【0054】
次に、図8にも示すように、第1のリボンR1がフェルールSpF内で位置決めされる(図11のステップ21)。一般に、リボンR1の厚さは、垂直ピッチPvよりも小さいことに留意されたい。
【0055】
好ましくは、接着剤Gが、位置決めした層の上部表面に露出される(図12のステップS22)。この接着剤は、容易に流れるように低粘度であることが好ましい。
【0056】
次に、較正空間の位置が得られるまで、スタンプSpEの一部分がフェルールSpF内で係合する(図13及び図14のステップS23〜S50)。特に、この位置が行程端で自動的に得られるように、スタンプSpEの寸法及び形状が定められている。図示のように、較正空間の高さは、1×Pv(垂直ピッチ)に対応する。
【0057】
第1の実施形態のように、リボンR1の空間的配置は、スペーサのコンポーネントによって拘束される。さらに、接着剤Gは、当然ながら空の空間を埋めて、適用される拘束を分散させることに寄与する。この層がより均等に分散される結果、その位置決め及び全体的なピッチにおいてより良い精度が得られる。
【0058】
この段階では、例えば、UV光によって接着剤Gを硬化させることにより、現在の層の端部を固定することができる。なお、ギャップを満たすために使用される接着剤Gは、例えば、単にクラッド材自体とすることができる。この材料は、多くの利点(例えば、接着力、低粘度、UV硬化性、追加の材料を使用する必要性を排除し、従って大量生産に有利であるという特性等)を有する。
【0059】
接着剤Gは、必ずしもUV硬化性である必要はない。接着剤Gは、標準の酸化接着剤、又は熱硬化性接着剤とすることができるからである。
【0060】
しかし、UV硬化性接着剤を想定すると、スタンプSpEは、セットアップが簡単になるように、対応する波長について透過性を有することが好ましい。例えば、スタンプSpEを石英から作ることができるであろう。
【0061】
この段階では、接着剤Gが空の空間を満たしているから、この層の上部表面は、スタンプSpEの下部壁面のそれに実質的に対応する。従って、次の層におけるリボンRnの位置決めは、現在のリボンと独立に行われる。これは、図2に概略的に示す通りである。
【0062】
この点に関連して、硬化後にスタンプSpEが接着剤Gに付着することを回避するために、接着剤Gと接触する少なくともスタンプ表面は、反付着コーティング(例えば、フッ素系コーティング)を有することができる。例えば、そのような層は、プラズマ蒸着又は他の適切な技術によって付着させることができるであろう。
【0063】
接着剤Gを硬化させ後に、スタンプSpEが除去される。スタンプSpEが再使用される場合、そのコーティングは、特定の段階で特定の疲労を呈することがある。しかし、プラズマ蒸着のような技術は、簡単なプロセスであるから、これは主要な欠点とはならないであろう。自己組織化では、スタンプSpEをポリマ溶液に浸すだけで十分であるからである。高度の大量生産に移行する場合は、スタンプSpEを再使用できるようにすることが特に有利である。その主たる理由は、これを高精度で製造する必要があるという点にある。
【0064】
最後に、第2のリボン層R2について図15〜図17に例示するように、毎回スタンプSpEを適応させるか又は変更することを望む場合には、必要に応じて、以前のステップを繰り返すことができる。図18は、4つのフレキシブル光導波路リボンRn(n=1〜4)の組み立てられたスタックを例示する。
【0065】
最上層TL(図19)の最終加工については、導波路スタックの最上面に従来の特定の接着剤を加えることが好ましい。必要であれば、フェルールSpFを閉じ且つその形状を用いられている特定の標準に準拠させるために、追加のフェルール部材を最上面に加えることができる。その後、スタックの最上面にある接着剤を、例えば、酸化又は熱的によって、硬化させることができる。
【0066】
本発明に関連する追加のコメントは、次の通りである。
【0067】
以上で提案された解決策では、リボンRnの厚さは、所望の垂直ピッチPvより小さくなるように設計されている。そのようなリボンRnを、例えば、フェルールSpF内に挿入した後、特定の流体接着剤(前述のように、クラッド材でもよい)が最上面に加えられる。スペーサによって規定されたクリアランスは、所望の導波路ピッチに対応する。興味深いことに、本発明の実施形態は、過剰液体をフェルールSpFの前面及び後面上に容易に追い出すことを可能にする。
【0068】
さらに前述のように、本発明の利点は、リボンRnが積み重ねられる場合に、個々の導波路リボンの製作公差が累積しないということである。
【0069】
多モード導波路間で得る必要のあるアラインメント精度の典型的な数値は、最大で±5μmである。一方、リボンRnの厚さの製作精度は、±1〜2μm(又はより悪い)であるのが普通である。従って、固定した厚さのリボンRnを積み重ねるときの弱さにつながる。
【0070】
本発明のアプローチの他の利点は、現在のスペーサ要素の厚み公差が、多くても当該現在の層及び次の層に影響を及ぼし得るが、より高い層には影響しないということにある。従って、製作の不正確さはスタックに関して累積しない。
【0071】
追加の利点は、接着剤Gに起因して、個々の層がフェルールSpFに対し機械的に付着されるということである。このことは、全ての層が適所にある場合に、重大な接着剤ステップが帰納的に含まれるアプローチとは対照的である。
【0072】
このことがさらに有利であるのは、本発明の実施形態のように、フレキシブル光導波路リボンを組み立てたスタックが、光コネクタOC(図19を参照)内で使用される場合である。このケースでは、フェルールSpFは、例えば、コネクタ・フェルールである。
【0073】
さらなる利点は、導波路リボンの製作がより容易になり、その結果、費用効率がより高くなるということである。というのは、単一層の厚さを制御するために、例えば、複雑なフィードバック蒸着を必要とする公知の方法のように、全体的な厚さを正確に制御することを必要としないからである。
【0074】
さらなる利点は、厚さ制御式導波路リボンに基づく技術において必要とされる設計と比較して、フェルールの設計が遙かに簡単であるということである。
【0075】
以上、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更及び均等物を考案ないし工夫することができる。さらに、特定の状況を適応させるために、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対し多くの修正を施すことができる。従って、本発明は、本明細書に開示した特定の実施形態に制限されるのではなく、請求項の記載の範囲に属する全ての実施形態を包含するものと解すべきである。例えば、本発明は、光コネクタを超える適用についても、これを包含するものと解すべきである。さらに、主要な1つの実施形態の事項は、他のものにも適用することができる。
【符号の説明】
【0076】
ARf・・・・・・リボンのスタック
ARs・・・・・・リボンの組立体
C1a,C1b・・コア
CR・・・・・・・較正ルーム
G・・・・・・・・接着剤
R1s・・・・・・基板
R1u・・・・・・上部クラッド
R1l・・・・・・下部クラッド
Rn・・・・・・・リボン
Rnfsp・・・・リボンの自立部分
Sp・・・・・・・スペーサ
SpE・・・・・・スペーサ要素(スタンプ)
SpEs・・・・・スタンド
SpF・・・・・・フェルール
SpRn・・・・・リセス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレキシブル光導波路リボンを組み立てるための方法であって、
少なくとも2つの光導波路リボン(R1〜Rn)及び1つのスペーサ(Sp、SpE〜SpF)を提供するステップ(S10)を有し、
前記スペーサは、少なくとも2つの較正空間(SpRn)を提供し、
前記リボン(R1〜Rn)のうち他のリボン(Rn)上に積み重ねられた1つのリボン(Rn+1)を前記スペーサ内で位置決めするステップ(S20〜S40、S21)と、
前記各較正空間において前記位置決めされたリボン(Rn+1)を拘束し且つ当該拘束されたリボンを前記他のリボン(Rn)上に固定するステップ(S30〜S50)をさらに有する、方法。
【請求項2】
前記拘束し且つ固定するステップでは、前記1つのリボン(Rn+1)が接着剤(G)を通して前記スペーサ内で固定される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記拘束し且つ固定するステップは、前記スペーサ内に前記接着剤(G)を満たすことをさらに含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記提供するステップでは、前記各リボンは、その一端に自立部分(Rnfsp)を具備し、前記スペーサは、少なくとも2つのリセス(SpRn)を含み、当該各リセスは、各較正空間を規定し、
前記拘束するステップは、前記各自立部分を前記リセス(SpRn)のうち1つのリセスにそれぞれ挿入することを含み、
前記固定するステップは、前記拘束された各リボンを前記リセス(SpRn)のうち1つのリセスに関しそれぞれ固定することを含む、
請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の方法。
【請求項5】
前記提供するステップでは、前記各リボンは、基板(Rns)及び当該基板上のクラッド(Rnu、Rnl)をさらに含み、光導波路(Cna,Cnb,…)が当該クラッド(Rnu)内に配列され、
前記方法が、前記位置決めするステップの前に、
前記各リボンの一端における前記基板の部分的除去(S300)又は層間剥離(S200)によって前記各自立部分を準備するステップをさらに有する、
請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記固定されたリボンを通して一断面を切断するステップ(S55)をさらに有する、請求項4又は請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記スペーサが、内部に一体化されたスルーホール・リセス(SpRn)を有するフェルール(SpF)として提供される、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記提供されたスペーサが、フェルール(SpF)及びスペーサ要素(SpE)を含み、当該スペーサ要素がリセス(SpRn)を含み、
前記位置決めするステップ(S20〜S30)が、
前記スペーサ要素及び前記リボンの両方を前記フェルール内に挿入すること(S20)、及び
前記各自立部分を前記リセスのうち1つのリセスにそれぞれ挿入すること(S30〜S40)を含む、
請求項6に記載の方法。
【請求項9】
前記提供されたスペーサが、フェルール(SpF)及びスペーサ要素(SpE)の両方を含み、
前記位置決めするステップ(S21〜S23)が、
前記リボン(R1〜Rn)のうち1つのリボン(R2)を前記フェルール内で位置決めすること、及び
前記フェルール内の前記スペーサ要素(SpE)の一部分を前記位置決めされたリボンに係合させることにより、当該係合された部分及び前記フェルールの間に較正空間(CS2)を得ること(S23)を含み、
前記拘束し且つ固定するステップが、前記得られた較正空間内で前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定すること(S50、S52)を含む、
請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記位置決めされたリボンを拘束し且つ固定することが、当該リボンを接着剤(G)に露出させること(S22)、及び当該接着剤を硬化させることを含む(S52)、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記第2のリボンを拘束し且つ固定することが、前記スペーサ要素を通して前記接着剤を照射することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
N番目のリボンに関して固定されたN+1番目のリボンを得るように、前記位置決めするステップ及び前記拘束し且つ固定するステップを繰り返すことをさらに含む、請求項9又は請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記リボンを固定するステップでは、前記リボン(R1〜Rn)のうち1つのリボンを固定した後の前記位置決めの公差が、±10μm未満であるように、好ましくは±5μm未満であるように、前記スペーサが較正される、請求項1ないし請求項12の何れか1項に記載の方法。
【請求項14】
請求項1ないし請求項13の何れか1項に記載の方法により組み立てられたフレキシブル光導波路リボン(Rn)のスタックであって、当該スタックの一端面では、前記各リボンの端面が各較正断面内でそれぞれ較正される、スタック。
【請求項15】
請求項14に記載のフレキシブル光導波路リボン(Rn)のスタックから成る、光コネクタ(OC)。
【請求項16】
フレキシブル光導波路リボンを組み立てるためのスペーサであって、
少なくとも2つの較正空間(SpRn)を有し、
(1)前記スペーサ内で前記リボンの位置決めすること、
(2)前記リボンを前記各較正空間において拘束すること、及び
(3)前記リボンを固定すること
を可能にするように構成されたスペーサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【公表番号】特表2012−520480(P2012−520480A)
【公表日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−553566(P2011−553566)
【出願日】平成22年3月3日(2010.3.3)
【国際出願番号】PCT/IB2010/050918
【国際公開番号】WO2010/103432
【国際公開日】平成22年9月16日(2010.9.16)
【出願人】(390009531)インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】INTERNATIONAL BUSINESS MASCHINES CORPORATION
【Fターム(参考)】