光学デバイス
【課題】細径であっても高い接合強度を得ることができる光学デバイスを提供すること。
【解決手段】光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１を保持する第１の保持部材３１と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、光学素子４１を保持し、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するように第１の保持部材３１と接続する第２の保持部材５１とを有している。また光学デバイス１０は、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、一端部３３である第１の接合部６３と、一端部５３と一端面５５ａとである第２の接合部６５とを覆うようにして、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合する接合部材６１をさらに有している。
【解決手段】光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１を保持する第１の保持部材３１と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、光学素子４１を保持し、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するように第１の保持部材３１と接続する第２の保持部材５１とを有している。また光学デバイス１０は、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、一端部３３である第１の接合部６３と、一端部５３と一端面５５ａとである第２の接合部６５とを覆うようにして、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合する接合部材６１をさらに有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光部材と光学素子とを有する光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、光ファイバと光学素子とを接続する光学デバイスが開示されている。図９に示すように、筒状体１１１は、光ファイバ１１２が挿入される中空孔１０６を有している。光素子１００の円筒体端面１０７は、中空孔１０６の中心軸に対して直角ではない傾斜角を有する平面として形成されている。光ファイバ１１２の接続端面１１３は、光ファイバ１１２の中心軸に対し所望の角度（例えば直角）を有するように、平面状に形成されている。光ファイバ１１２は中空孔１０６に挿入され、接続端面１１３の端面円周縁上の１点がほぼ円筒体端面１０７上に位置するように、接続端面１１３は配置される。つまり、中空孔１０６内において接続端面１１３が円筒体端面１０７より外側に突出しないように、光ファイバ１１２は筒状体１１１に配置される。
【０００３】
上記のように光ファイバ１１２が配置された筒状体１１１において、接続端面１１３は光素子１００の端面１０３に近接し、光導波路１０２の光導波路端面１１４と接続端面１１３とが対向するように配置され、接着剤１１５が光導波路端面１１４と接続端面１１３との間に施される。少なくとも、光導波路端面１１４と接続端面１１３との間隙部、円筒体端面１０７と端面１０３との間隙部、および光ファイバ１１２の周面と中空孔１０６の内周面との間隙部に、接着剤１１５が同時に充填される。接着剤１１５は互に連続し、硬化処理が、必要に応じて、連続した接着剤１１５に施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９０１５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１において、光素子１００の断面と、光ファイバ１１２を保持する筒状体１１１であるフェルールの断面とは、光ファイバ１１２の光軸に対して垂直方向の断面を示し、接着面として機能している。光学デバイスが細径になると、接着面の面積が減少し、これに伴い接合強度が著しく低下してしまう。
【０００６】
なお接合が、接着剤によって行われていても、一般的に接着剤よりも接合強度に優れる溶接によって行われていても、接着面の面積の減少に伴い、接合強度が著しく低下してしまう。このように、特許文献１では、光学デバイスに必要とされる接合強度を満足できない。
【０００７】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、細径であっても高い接合強度を得ることができる光学デバイス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】
【０００８】
本発明は目的を達成するために、光を導光する導光部材と、前記導光部材を保持し、第１の接合部を有する第１の保持部材と、前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、前記光学素子を保持し、第２の接合部を有し、前記導光部材と前記光学素子とが光結合するように前記第１の保持部材と接続する第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とが接続するために、前記第１の接合部と前記２の接合部とを覆うようにして前記第１の接合部と前記２の接合部とに接合する接合部材と、を具備し、前記第１の接合部と前記２の接合部との少なくとも一方は、段部として形成されていることを特徴とする光学デバイスを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、細径であっても高い接合強度を得ることができる光学デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係り、光結合後の光学デバイスを示す図である。
【図２】図２は、本実施形態の光学デバイスとは異なる光学デバイスを示す図であり、段部が配設されていない光学デバイスを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態の第６の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第１の実施形態の第７の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第１の実施形態の第７の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の第１の実施形態の第８の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第１の実施形態の第９の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の第１の実施形態の第９の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図９】図９は、従来の光学デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１と図２とを参照して第１の実施形態について説明する。
図１に示すように、光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１を保持する第１の保持部材３１と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、光学素子４１を保持し、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するように第１の保持部材３１と接続する第２の保持部材５１とを有している。
【００１２】
図１に示すように、光ファイバ２１は、光を出射する出射端面２３ａを一端部２３に有している。光ファイバ２１の他端部２５は、光ファイバ２１を保護する例えば樹脂製の被覆層２５ａによって被覆されている。光ファイバ２１は、例えばガラスとプラスチックとの少なくとも一方によって形成されている。
【００１３】
第１の保持部材３１は、例えばジルコニアとガラスと金属との少なくとも１つによって形成されているフェルールである。この金属は、例えばニッケルとＳＵＳと真鍮との少なくとも１つによって構成されている。第１の保持部材３１は、例えば円筒形状を有している。第１の保持部材３１の外径は、例えば０．９ｍｍとなっている。また、図１に示すように、円筒形状の第１の保持部材３１は、光ファイバ２１が嵌合または接着する貫通孔３１ａを、第１の保持部材３１の中心に有している。貫通孔３１ａは、第１の保持部材３１の軸方向において、第１の保持部材３１を貫通している。貫通孔３１ａは、第１の保持部材３１が光ファイバ２１を保持するために配設されており、保持孔として機能する。第１の保持部材３１は、光ファイバ２１の出射端面２３ａが第１の保持部材３１の一端面３１ｂと同一平面上に配設されるように、光ファイバ２１を保持している。一端面３１ｂは、第１の保持部材３１の一端部３３に配設されている。
【００１４】
貫通孔３１ａは、一端面３１ｂにおいて開口している。一端面３１ｂにおいて、貫通孔３１ａの開口部周辺は、例えば平面として形成されている。
【００１５】
なお図１に示すように、一端部３３は、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、後述する接合部材６１によって覆われ、接合部材６１と接合する。つまり一端部３３側の第１の保持部材３１の外周面３９ａは、接合部材６１が接合する接合面として機能する。また一端部３３は接合部材６１と接合する第１の接合部６３として形成され、第１の保持部材３１は一端部３３である第１の接合部６３を有していることとなる。
【００１６】
また第１の保持部材３１は、貫通孔３１ａと連通し、光ファイバ２１が貫通孔３１ａに挿入されるように、光ファイバ２１の一端部２３を貫通孔３１ａにガイドするガイド口３１ｄを他端面３１ｃに有している。ガイド口３１ｄと他端面３１ｃとは、第１の保持部材３１の他端部３５に配設されている。ガイド口３１ｄは、第１の保持部材３１の他端面３１ｃから第１の保持部材３１の一端面３１ｂ側に向かって縮径している円錐台形状を有しており、傾斜しているテーパとなっている。なお前述した被覆層２５ａは、第１の保持部材３１の他端面３１ｃ側、詳細にはガイド口３１ｄ付近にまで配設されているのみであり、貫通孔３１ａには挿入されない。このため光ファイバ２１の一端部２３は、被覆層２５ａから露出している。
【００１７】
ガイド口３１ｄには、被覆層２５ａを含む光ファイバ２１の他端部２５側を第１の保持部材３１に接着する接着部材３７が配設される。接着部材３７は、被覆層２５ａにも配設される。接着部材３７は、例えば、光学用の接着剤や、シリコンやエポキシ等の接着剤などである。
【００１８】
光学素子４１は、例えば蛍光体である。光学素子４１は、例えば円錐台形状を有している。なお光学素子４１は、円錐台形状に限定することはなく、円柱形状や半球形状や放物形状であってもよい。光学素子４１は、例えば平面状の一端面４３ａを有している。一端面４３ａは、出射端面２３ａから出射された光が入射する入射端面である。一端面４３ａは、出射端面２３ａよりも大きい。
【００１９】
第２の保持部材５１は、例えば金属によって形成されている。この金属は、例えばニッケルとＳＵＳと真鍮との少なくとも１つによって構成される。第２の保持部材５１は、第１の保持部材３１とは別体である。第２の保持部材５１は、段付き形状に形成されており、このため例えば凸形状の外形を有している。このような第２の保持部材５１は、段部７１が形成されるように、一端部５３と、一端部５３と一体で一端部５３よりも大きい（太い）他端部５５とから構成されている。一端部５３と他端部５５とは、例えば円柱形状を有している。この場合、一端部５３は細径部として形成され、他端部５５は太径部として形成されており、一端部５３と他端部５５とは同軸に形成されている。
【００２０】
図１に示すように、一端部５３の外径は、例えば一端部２３の外径と略同一となっている。
【００２１】
図１に示すように、一端部５３は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合する際、第１の保持部材３１の一端部３３と対向する。また一端部５３は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合する際、第１の保持部材３１の一端面３１ｂと当接する平面状の一端面５３ａを有している。
【００２２】
他端部５５は、後述する接合部材６１が接合する平面状の一端面５５ａを有している。一端面５５ａは、一端部５３における第２の保持部材５１の外周面５９ａに対して直交している。このため段部７１は、直角を有する前述した角部７３を有していることとなる。他端部５５の外径は、例えば１．３ｍｍとなっている。
【００２３】
第２の保持部材５１は、光学素子４１が嵌合または接着する貫通孔５１ａを、第２の保持部材５１の中心に有している。貫通孔５１ａは、第２の保持部材５１の軸方向において、第２の保持部材５１（一端部５３と他端部５５）を貫通している。貫通孔５１ａは、第２の保持部材５１が光学素子４１を保持するために配設されており、保持孔として機能する。このため、貫通孔５１ａは、光学素子４１と同形状、例えば円錐台形状を有している。
【００２４】
一端部５３と一端面５５ａとは、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、接合部材６１によって覆われ、接合部材６１と接合する。つまり一端部５３における第２の保持部材５１の外周面５９ａと、一端面５５ａとは、接合部材６１が接合する接合面として機能する。また一端部５３と一端面５５ａとは接合部材６１と接合する第２の接合部６５として形成され、第２の保持部材５１は一端部５３と一端面５５ａとである第２の接合部６５を有していることとなる。また第２の接合部６５は、前述したように段部７１として形成されている。
【００２５】
また光学デバイス１０は、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、一端部３３である第１の接合部６３と、一端部５３と一端面５５ａとである第２の接合部６５とを覆うようにして、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合する接合部材６１をさらに有している。なお接合部材６１は、一端面３１ｂ，５３ａにも配設されてもよい。
【００２６】
接合部材６１は、例えばＵＶ光を照射されることで硬化するエポキシ系の接着剤である。接合部材６１は、アクティブアライメントが行われた後に、ＵＶ光を照射されることで硬化する。アクティブアライメントについては、後述する。接合部材６１は、硬化によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合し、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とを接合する。このため前述したように、一端部３３における第１の保持部材３１の外周面３９ａと、一端部５３における第２の保持部材５１の外周面５９ａと、一端面５５ａとは、接合面となる。
【００２７】
第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際、接合部材６１は、前述したように硬化する。これにより接合部材６１は、接合部材６１の接合力によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合する。このとき、硬化した接合部材６１が第１の接合部６３と第２の接合部６５とを覆うために、硬化した接合部材６１は、筒形状を有する１つの部材として機能し、一端部３３，５３側を支持する。そして応力（負荷）が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、接合部材６１はこの応力を緩衝する。言い換えると、接合部材６１は、応力が第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることを防止し、光学デバイス１０の折れ曲がりを防止する。
【００２８】
また硬化した接合部材６１は、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合することで、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１と一体となる。また硬化した接合部材６１は、出射端面２３ａと一端面４３ａとの軸周りにおける肉厚を補強する補強部材として形成される。
【００２９】
また接合部材６１は、段部７１として形成される第２の接合部６５を有する第２の保持部材５１において、光学デバイス１０を細径化するために段部７１から他端部５５における第２の保持部材５１の外周面５９ｂにはみ出ず、外周面５９ｂには接合しない。これにより接合部材６１の外径は、最大で他端部５５の外径と同様となり、最大で例えば１．３ｍｍとなっている。このとき一端面５５ａは、接合部材６１が外周面５９ｂに向かってはみ出ることを防止する。つまり一端面５５ａは、外周面５９ｂに向かう接合部材６１を塞き止める塞き止め部として機能する。
【００３０】
なお接合部材６１は、光学デバイス１０の径方向において外周面５９ｂを超えなければ、第１の保持部材３１において接合力を増すために他端部３５側の外周面３９ａにまで接合されてもよい。
【００３１】
次に本実施形態の光学デバイス１０の組み立て方法について説明する。
光学素子４１は貫通孔５１ａに配設され、第２の保持部材５１は光学素子４１を保持する。一端面４３ａには、図示しない屈折率整合部材が配設される。屈折率整合部材は、出射端面２３ａと一端面４３ａとの間且つ光路上において空気が入ることで光結合効率が低下することを防止するために配設されている。屈折率整合部材の屈折率は、光ファイバ２１の屈折率と光学素子４１の屈折率とに近似している。屈折率整合部材は、例えばマッチングオイルなどである。
【００３２】
また、光ファイバ２１はガイド口３１ｄから貫通孔３１ａに配設され、接着部材３７はガイド口３１ｄにて被覆層２５ａを含む光ファイバ２１を第１の保持部材３１に接着する。これにより、第１の保持部材３１は、光ファイバ２１を保持する。
【００３３】
なお上述した屈折率整合部材は、出射端面２３ａに配設されてもよい。つまり屈折率整合部材は、少なくとも出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に介在している。
【００３４】
第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とは、それぞれ図示しない治具に配設される。
【００３５】
次にアクティブアライメントが以下のように行われる。
レーザ光は、図示しない光源から出射され、光ファイバ２１を透過する。光ファイバ２１を透過したレーザ光は、出射端面２３ａから出射し、入射端面である一端面４３ａを介して光学素子４１に入射する。光学素子４１は、レーザ光を照射されることで所望の波長の光を励起し、この光を出射する。
【００３６】
光学素子４１から出射されたレーザ光の光量は、図示しない測定部によって測定される。
【００３７】
第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とのいずれか一方は、冶具によって位置を固定される。以下において、第１の保持部材３１が固定されていると仮定する。
【００３８】
光ファイバ２１の光軸と光学素子４１の光軸とが同一直線上に配置され、測定部によって測定されるレーザ光の光量が最大となるように、第２の保持部材５１は、冶具によって第１の保持部材３１に対して相対的に位置調整される。この後、例えば出射端面２３ａと一端面４３ａとが当接するように、第２の保持部材５１は、冶具によって第１の保持部材３１に向かって移動する。
これにより、アクティブアライメントが終了する。
【００３９】
この状態で接合部材６１は、外周面５９ａに向かうように図示しない装置から滴下される。このとき図示しない装置は、例えば光ファイバ２１の光軸周りに回転し、また光軸に沿って移動する。これにより接合部材６１は、第１の接合部６３と第２の接合部６５とを覆うようにして、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに塗布される。このとき一端面５５ａは、外周面５９ｂに向かう接合部材６１を塞き止め、接合部材６１が外周面５９ｂに向かってはみ出すことを防止する。
【００４０】
そして、接合部材６１は、図示しないＵＶ照射装置から照射されるＵＶ光を、所望な時間照射される。これにより接合部材６１は、硬化し、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合し、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とを接合する。
【００４１】
よって、応力が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、この応力は接合部材６１によって緩衝される。言い換えると、応力は、接合部材６１によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることを防止される。そして光学デバイス１０の折れ曲がりが接合部材６１によって防止される。
【００４２】
また接合部材６１は、段部７１として形成される第２の接合部６５において、塞き止め部である一端面５５ａによって、段部７１から他端部５５における第２の保持部材５１の外周面５９ｂにはみ出ず、外周面５９ｂには接合しない。このため接合部材６１は、第２の保持部材５１よりも太くならず、最大で他端部５５と同径となる。このため、光学デバイス１０は、段部７１によって細径を維持した状態で、段部７１と接合部材６１とによって高い接合強度を維持する。
【００４３】
また図２に示すように、例えば段部７１が形成されておらず、一端部５３と他端部５５とが一端部３３よりも太く、一端部５３と他端部５５とが同径であるとする。この場合、第２の保持部材５１において、第２の接合部６５の面積が減少し、接合強度が低下してしまう。このため、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが外れてしまう虞が生じる。
しかしながら本実施形態では、図１に示し、前述したように、段部７１が形成され、接合部材６１が配設されているために、光学デバイス１０は、段部７１と接合部材６１とによって高い接合強度を維持する。
【００４４】
また例えば段部７１が形成されておらず、一端部３３と一端部５３と他端部５５とが同径、つまり第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが同じ外径を有しているとする。この場合、接合部材６１が外周面３９ａ，５９ａに配設され、光学デバイス１０は接合部材６１の厚み分だけ太くなる。
しかし本実施形態では、図１に示し、前述したように、段部７１が形成され、接合部材６１が段部７１に配設されているために外周面５９ｂにはみ出ず、このため接合部材６１は、第２の保持部材５１よりも太くならず、最大で他端部５５と同径となる。このため、接合部材６１は、光学デバイス１０の径方向において光学デバイス１０に収まる。よって、光学デバイス１０は、段部７１によって細径を維持することとなる。
【００４５】
本実施形態では、接合部材６１はアクティブアライメント後に硬化するため、アクティブアライメントにおいて、前述したように光ファイバ２１の光軸と光学素子４１の光軸との位置と、例えば出射端面２３ａと一端面４３ａとの当接状態と、測定部によって測定されるレーザ光の光量の状態と、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１との相対位置とが調整が可能となる。
よって、光学デバイス１０の組立精度と光結合効率とが向上した状態で、光学デバイス１０は組み立てられる。
【００４６】
このように本実施形態では、接合部材６１が第１の接合部６３と第２の接合部６５とを覆い、第２の接合部６５が段部７１として形成されることで、図２に示す構成とは異なり光学デバイス１０は細径であっても高い接合強度を得ることができる。よって本実施形態では、応力が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、この応力を接合部材６１によって緩衝できる。言い換えると本実施形態では、応力が接合部材６１によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることを防止でき、光学デバイス１０の折れ曲がりを接合部材６１によって防止できる。
【００４７】
また本実施形態では、段部７１として形成される第２の接合部６５において、塞き止め部である一端面５５ａによって、接合部材６１が段部７１から他端部５５における第２の保持部材５１の外周面５９ｂにはみ出ることを防止できる。このため本実施形態では、接合部材６１が第２の保持部材５１よりも太くなることを防止でき、光学デバイス１０が段部７１によって細径を維持した状態で段部７１と接合部材６１によって高い接合強度を維持できる。
【００４８】
また本実施形態では、接合部材６１は、ＵＶ光を照射されて硬化することで、筒形状を有する１つの部材として初めて機能し、一端部３３，５３側を初めて支持し、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１と初めて一体となり、補強部材として初めて形成される。このため、本実施形態では、アクティブアライメントにおいて第１の保持部材３１と第２の保持部材５１との相対位置等を調整でき、光学デバイス１０の組立精度と光結合効率とが向上した状態で光学デバイス１０を組み立てることができる。
【００４９】
また本実施形態では、段部７１において、角部７３は直角を有し、一端部３３，５３とが円柱形状を有しているために、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とを容易且つ安価に加工することができる。
【００５０】
また本実施形態では、光学素子４１が円錐台形状を有しているために、段部７１が形成されること自体が第２の保持部材５１の大径化には繋がらない。
【００５１】
接合部材６１が一端面３１ｂ，５３ａのみに配設されるだけだと、接合強度が十分に確保されない。
しかしながら本実施形態では、前述したように接合部材６１が配設されるために、接合強度を十分に確保できる。
【００５２】
なお本施形態では、一端面５５ａ全体が接合部材６１によって覆われているが、これに限定する必要はなく、角部７３を含む一端面５５ａの少なくとも一部が接合部材６１によって覆われていてもよい。
【００５３】
また本実施形態では、段部７１が１つのみ配設されているが、段部７１は複数配設されていてもよい。
【００５４】
次に図３Ａと図３Ｂとを参照して本実施形態の第１の変形例と第２の変形例とについて説明する。
前述した第１の実施形態において、第２の接合部６５は段部７１として形成されているが、これに限定する必要は無い。
【００５５】
第１の変形例として、図３Ａに示すように、例えば、第１の接合部６３が段部７１として形成されていても良い。
または第２の変形例として、図３Ｂに示すように、例えば、第１の接合部６３と第２の接合部６５とが段部７１として形成されていても良い。
このように、第１の接合部６３と２の接合部との少なくとも一方が段部７１として形成されていればよい。
【００５６】
なお例えば図３Ａに示す第１の変形例において、第１の保持部材３１は、段部７１が形成されるように、一端部３３と、一端部３３と一体で一端部３３よりも大きい（太い）他端部３５とから構成されている。
他端部３５の外径は、例えば一端部５３の外径と略同一となっている。なお第１の変形例では、一端部５３の外径と他端部５５の外径とは略同一となっている。
この場合、段部７１、詳細には、他端部３５の一端面３５ａと一端面５３ａとは、接合部材６１が他端部３５における第１の保持部材３１の外周面３９ｂと、第２の保持部材５１の外周面５９ａ，５９ｂに向かってはみ出すことを防止する。つまり段部７１、詳細には、一端面３５ａと一端面５３ａとは、外周面３９ｂ，５９ａ，５９ｂに向かう接合部材６１を塞き止める塞き止め部として機能する。
【００５７】
また段部７１の大きさ、言い換えると、一端面３５ａと一端面５３ａとの距離は、接合部材６１の体積と形状とを制御及び規定する制御規定部とにもなる。
この点は、第２の変形例についても略同様である。
【００５８】
次に図４を参照して本実施形態の第３の変形例とについて説明する。
第１の接合部６３（一端部３３）の少なくとも一部は、接合面である外周面３９ａが傾斜するように、テーパ形状に形成されている。このため例えば一端部３３は、第１の保持部材３１の軸方向において、第１の保持部材３１の他端面３１ｃ側から第１の保持部材３１の一端面３１ｂ側に向かって縮径している円錐台形状を有している。
【００５９】
また第２の接合部６５（一端部５３）の少なくとも一部は、接合面である外周面５９ａが傾斜するように、テーパ形状に形成されている。このため例えば一端部５３は、第２の保持部材５１の軸方向において、第２の保持部材５１の他端面側から第２の保持部材５１の一端面５３ａ側に向かって縮径している円錐台形状を有している。
【００６０】
本変形例では、一端部３３，５３が円錐台形状を有しているために、一端部３３，５３が筒形状を有している場合に比べて、接合部材６１が第１の接合部６３と第２の接合部６５とに多く接合することができる。これにより本変形例では、より高い接合強度を得ることができる。
【００６１】
次に図５Ａを参照して本実施形態の第４の変形例について説明する。
第４の変形例として、段部７１は、例えば鈍角を有する角部７３を有している。
これにより本変形例では、応力が角部７３に集中することを防止でき、シェア強度を高めることができる。
【００６２】
次に図５Ｂを参照して本実施形態の第５の変形例とについて説明する。
第５の変形例として、段部７１は、例えば鋭角を有する角部７３を有している。
これにより本変形例では、接合部材６１が外周面５９ｂに向かってはみ出すことをより防止でき、光学デバイス１０を確実に細径にできる。
【００６３】
次に図６を参照して本実施形態の第６の変形例とについて説明する。
本変形例において、段部７１、詳細には外周面５９ａは、光ファイバ２１の軸方向に沿って配設されている溝部７５を有している。溝部７５は、例えば、光ファイバ２１の周方向に沿って同心円上に複数配設されている。溝部７５は、外周面５９ａから第２の保持部材５１の中心軸に向かって窪んでいる。なお溝部７５は、図６に示すように光ファイバ２１の軸方向に連続して配設されていてもよいし、不連続に配設されていてもよい。
【００６４】
これにより第２の接合部６５において、接合面積が増加する。よって応力が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、接合部材６１はこの応力をさらに緩衝する。言い換えると、接合部材６１は、応力が第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることをさらに防止し、光学デバイス１０の折れ曲がりをさらに防止する。
このように本変形例では、溝部７５によって、接合面積を増加でき、光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において接合部材６１のアンカー効果を高めることができ、光学デバイス１０の径方向（せん断方向）においてより高い接合強度を得ることができる。
【００６５】
次に図７Ａと図７Ｂとを参照して本実施形態の第７の変形例とについて説明する。
図７Ａに示すように、段部７１、詳細には外周面５９ａは、光ファイバ２１の周方向に沿って形成されている溝部７５を有している。この溝部７５は、リング状に連続して配設されている。図７Ｂに示すように、溝部７５は、光ファイバ２１の軸方向に沿って複数配設されていてもよい。このような溝部７５は、くびれとして形成されている。
【００６６】
本変形例では、溝部７５によって、接合面積を増加でき、光学デバイス１０の軸方向（引張方向）において接合部材６１のアンカー効果を高めることができ、光学デバイス１０の軸方向（引張方向）においてより高い接合強度を得ることができる。
【００６７】
次に図７Ｃを参照して本実施形態の第８の変形例とについて説明する。
本変形例では、溝部７５は、第２の保持部材５１の中心軸を巻回するような螺旋形状を有している。これにより本変形例は、第７の変形例と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
次に図８Ａと図８Ｂとを参照して本実施形態の第９の変形例とについて説明する。
図８Ａに示すように、本変形例では、溝部７５は、Ｄカット形状を有している。図８Ｂに示すように、溝部７５は、複数配設されていてもよい。これにより本変形例は、第７の変形例と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、前述した実施形態と各変形例とは、組み合わせることもできる。また例えば溝部７５は、図６に示す第６の変形例において、第２の保持部材５１に配設されているが、これに限定する必要はなく、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１との少なくとも一方に配設されていれば良い。この点は、前述した実施形態と各変形例とにおいても同様である。
【００７０】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…光学デバイス、２１…光ファイバ、２３ａ…出射端面、３１…第１の保持部材、４１…光学素子、５１…第２の保持部材、６１…接合部材、６３…第１の接合部、６５…第２の接合部、７１…段部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光部材と光学素子とを有する光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、光ファイバと光学素子とを接続する光学デバイスが開示されている。図９に示すように、筒状体１１１は、光ファイバ１１２が挿入される中空孔１０６を有している。光素子１００の円筒体端面１０７は、中空孔１０６の中心軸に対して直角ではない傾斜角を有する平面として形成されている。光ファイバ１１２の接続端面１１３は、光ファイバ１１２の中心軸に対し所望の角度（例えば直角）を有するように、平面状に形成されている。光ファイバ１１２は中空孔１０６に挿入され、接続端面１１３の端面円周縁上の１点がほぼ円筒体端面１０７上に位置するように、接続端面１１３は配置される。つまり、中空孔１０６内において接続端面１１３が円筒体端面１０７より外側に突出しないように、光ファイバ１１２は筒状体１１１に配置される。
【０００３】
上記のように光ファイバ１１２が配置された筒状体１１１において、接続端面１１３は光素子１００の端面１０３に近接し、光導波路１０２の光導波路端面１１４と接続端面１１３とが対向するように配置され、接着剤１１５が光導波路端面１１４と接続端面１１３との間に施される。少なくとも、光導波路端面１１４と接続端面１１３との間隙部、円筒体端面１０７と端面１０３との間隙部、および光ファイバ１１２の周面と中空孔１０６の内周面との間隙部に、接着剤１１５が同時に充填される。接着剤１１５は互に連続し、硬化処理が、必要に応じて、連続した接着剤１１５に施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９０１５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１において、光素子１００の断面と、光ファイバ１１２を保持する筒状体１１１であるフェルールの断面とは、光ファイバ１１２の光軸に対して垂直方向の断面を示し、接着面として機能している。光学デバイスが細径になると、接着面の面積が減少し、これに伴い接合強度が著しく低下してしまう。
【０００６】
なお接合が、接着剤によって行われていても、一般的に接着剤よりも接合強度に優れる溶接によって行われていても、接着面の面積の減少に伴い、接合強度が著しく低下してしまう。このように、特許文献１では、光学デバイスに必要とされる接合強度を満足できない。
【０００７】
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、細径であっても高い接合強度を得ることができる光学デバイス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】
【０００８】
本発明は目的を達成するために、光を導光する導光部材と、前記導光部材を保持し、第１の接合部を有する第１の保持部材と、前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、前記光学素子を保持し、第２の接合部を有し、前記導光部材と前記光学素子とが光結合するように前記第１の保持部材と接続する第２の保持部材と、前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とが接続するために、前記第１の接合部と前記２の接合部とを覆うようにして前記第１の接合部と前記２の接合部とに接合する接合部材と、を具備し、前記第１の接合部と前記２の接合部との少なくとも一方は、段部として形成されていることを特徴とする光学デバイスを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、細径であっても高い接合強度を得ることができる光学デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係り、光結合後の光学デバイスを示す図である。
【図２】図２は、本実施形態の光学デバイスとは異なる光学デバイスを示す図であり、段部が配設されていない光学デバイスを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第１の実施形態の第４の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の第１の実施形態の第５の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態の第６の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第１の実施形態の第７の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第１の実施形態の第７の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の第１の実施形態の第８の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第１の実施形態の第９の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の第１の実施形態の第９の変形例に係る光学デバイスを示す図である。
【図９】図９は、従来の光学デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１と図２とを参照して第１の実施形態について説明する。
図１に示すように、光学デバイス１０は、光を導光する例えば光ファイバ２１などの導光部材と、光ファイバ２１を保持する第１の保持部材３１と、光ファイバ２１によって導光された光を照射されることで機能する光学素子４１と、光学素子４１を保持し、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合するように第１の保持部材３１と接続する第２の保持部材５１とを有している。
【００１２】
図１に示すように、光ファイバ２１は、光を出射する出射端面２３ａを一端部２３に有している。光ファイバ２１の他端部２５は、光ファイバ２１を保護する例えば樹脂製の被覆層２５ａによって被覆されている。光ファイバ２１は、例えばガラスとプラスチックとの少なくとも一方によって形成されている。
【００１３】
第１の保持部材３１は、例えばジルコニアとガラスと金属との少なくとも１つによって形成されているフェルールである。この金属は、例えばニッケルとＳＵＳと真鍮との少なくとも１つによって構成されている。第１の保持部材３１は、例えば円筒形状を有している。第１の保持部材３１の外径は、例えば０．９ｍｍとなっている。また、図１に示すように、円筒形状の第１の保持部材３１は、光ファイバ２１が嵌合または接着する貫通孔３１ａを、第１の保持部材３１の中心に有している。貫通孔３１ａは、第１の保持部材３１の軸方向において、第１の保持部材３１を貫通している。貫通孔３１ａは、第１の保持部材３１が光ファイバ２１を保持するために配設されており、保持孔として機能する。第１の保持部材３１は、光ファイバ２１の出射端面２３ａが第１の保持部材３１の一端面３１ｂと同一平面上に配設されるように、光ファイバ２１を保持している。一端面３１ｂは、第１の保持部材３１の一端部３３に配設されている。
【００１４】
貫通孔３１ａは、一端面３１ｂにおいて開口している。一端面３１ｂにおいて、貫通孔３１ａの開口部周辺は、例えば平面として形成されている。
【００１５】
なお図１に示すように、一端部３３は、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、後述する接合部材６１によって覆われ、接合部材６１と接合する。つまり一端部３３側の第１の保持部材３１の外周面３９ａは、接合部材６１が接合する接合面として機能する。また一端部３３は接合部材６１と接合する第１の接合部６３として形成され、第１の保持部材３１は一端部３３である第１の接合部６３を有していることとなる。
【００１６】
また第１の保持部材３１は、貫通孔３１ａと連通し、光ファイバ２１が貫通孔３１ａに挿入されるように、光ファイバ２１の一端部２３を貫通孔３１ａにガイドするガイド口３１ｄを他端面３１ｃに有している。ガイド口３１ｄと他端面３１ｃとは、第１の保持部材３１の他端部３５に配設されている。ガイド口３１ｄは、第１の保持部材３１の他端面３１ｃから第１の保持部材３１の一端面３１ｂ側に向かって縮径している円錐台形状を有しており、傾斜しているテーパとなっている。なお前述した被覆層２５ａは、第１の保持部材３１の他端面３１ｃ側、詳細にはガイド口３１ｄ付近にまで配設されているのみであり、貫通孔３１ａには挿入されない。このため光ファイバ２１の一端部２３は、被覆層２５ａから露出している。
【００１７】
ガイド口３１ｄには、被覆層２５ａを含む光ファイバ２１の他端部２５側を第１の保持部材３１に接着する接着部材３７が配設される。接着部材３７は、被覆層２５ａにも配設される。接着部材３７は、例えば、光学用の接着剤や、シリコンやエポキシ等の接着剤などである。
【００１８】
光学素子４１は、例えば蛍光体である。光学素子４１は、例えば円錐台形状を有している。なお光学素子４１は、円錐台形状に限定することはなく、円柱形状や半球形状や放物形状であってもよい。光学素子４１は、例えば平面状の一端面４３ａを有している。一端面４３ａは、出射端面２３ａから出射された光が入射する入射端面である。一端面４３ａは、出射端面２３ａよりも大きい。
【００１９】
第２の保持部材５１は、例えば金属によって形成されている。この金属は、例えばニッケルとＳＵＳと真鍮との少なくとも１つによって構成される。第２の保持部材５１は、第１の保持部材３１とは別体である。第２の保持部材５１は、段付き形状に形成されており、このため例えば凸形状の外形を有している。このような第２の保持部材５１は、段部７１が形成されるように、一端部５３と、一端部５３と一体で一端部５３よりも大きい（太い）他端部５５とから構成されている。一端部５３と他端部５５とは、例えば円柱形状を有している。この場合、一端部５３は細径部として形成され、他端部５５は太径部として形成されており、一端部５３と他端部５５とは同軸に形成されている。
【００２０】
図１に示すように、一端部５３の外径は、例えば一端部２３の外径と略同一となっている。
【００２１】
図１に示すように、一端部５３は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合する際、第１の保持部材３１の一端部３３と対向する。また一端部５３は、光ファイバ２１と光学素子４１とが光結合する際、第１の保持部材３１の一端面３１ｂと当接する平面状の一端面５３ａを有している。
【００２２】
他端部５５は、後述する接合部材６１が接合する平面状の一端面５５ａを有している。一端面５５ａは、一端部５３における第２の保持部材５１の外周面５９ａに対して直交している。このため段部７１は、直角を有する前述した角部７３を有していることとなる。他端部５５の外径は、例えば１．３ｍｍとなっている。
【００２３】
第２の保持部材５１は、光学素子４１が嵌合または接着する貫通孔５１ａを、第２の保持部材５１の中心に有している。貫通孔５１ａは、第２の保持部材５１の軸方向において、第２の保持部材５１（一端部５３と他端部５５）を貫通している。貫通孔５１ａは、第２の保持部材５１が光学素子４１を保持するために配設されており、保持孔として機能する。このため、貫通孔５１ａは、光学素子４１と同形状、例えば円錐台形状を有している。
【００２４】
一端部５３と一端面５５ａとは、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、接合部材６１によって覆われ、接合部材６１と接合する。つまり一端部５３における第２の保持部材５１の外周面５９ａと、一端面５５ａとは、接合部材６１が接合する接合面として機能する。また一端部５３と一端面５５ａとは接合部材６１と接合する第２の接合部６５として形成され、第２の保持部材５１は一端部５３と一端面５５ａとである第２の接合部６５を有していることとなる。また第２の接合部６５は、前述したように段部７１として形成されている。
【００２５】
また光学デバイス１０は、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際に、一端部３３である第１の接合部６３と、一端部５３と一端面５５ａとである第２の接合部６５とを覆うようにして、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合する接合部材６１をさらに有している。なお接合部材６１は、一端面３１ｂ，５３ａにも配設されてもよい。
【００２６】
接合部材６１は、例えばＵＶ光を照射されることで硬化するエポキシ系の接着剤である。接合部材６１は、アクティブアライメントが行われた後に、ＵＶ光を照射されることで硬化する。アクティブアライメントについては、後述する。接合部材６１は、硬化によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合し、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とを接合する。このため前述したように、一端部３３における第１の保持部材３１の外周面３９ａと、一端部５３における第２の保持部材５１の外周面５９ａと、一端面５５ａとは、接合面となる。
【００２７】
第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが接続する際、接合部材６１は、前述したように硬化する。これにより接合部材６１は、接合部材６１の接合力によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合する。このとき、硬化した接合部材６１が第１の接合部６３と第２の接合部６５とを覆うために、硬化した接合部材６１は、筒形状を有する１つの部材として機能し、一端部３３，５３側を支持する。そして応力（負荷）が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、接合部材６１はこの応力を緩衝する。言い換えると、接合部材６１は、応力が第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることを防止し、光学デバイス１０の折れ曲がりを防止する。
【００２８】
また硬化した接合部材６１は、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合することで、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１と一体となる。また硬化した接合部材６１は、出射端面２３ａと一端面４３ａとの軸周りにおける肉厚を補強する補強部材として形成される。
【００２９】
また接合部材６１は、段部７１として形成される第２の接合部６５を有する第２の保持部材５１において、光学デバイス１０を細径化するために段部７１から他端部５５における第２の保持部材５１の外周面５９ｂにはみ出ず、外周面５９ｂには接合しない。これにより接合部材６１の外径は、最大で他端部５５の外径と同様となり、最大で例えば１．３ｍｍとなっている。このとき一端面５５ａは、接合部材６１が外周面５９ｂに向かってはみ出ることを防止する。つまり一端面５５ａは、外周面５９ｂに向かう接合部材６１を塞き止める塞き止め部として機能する。
【００３０】
なお接合部材６１は、光学デバイス１０の径方向において外周面５９ｂを超えなければ、第１の保持部材３１において接合力を増すために他端部３５側の外周面３９ａにまで接合されてもよい。
【００３１】
次に本実施形態の光学デバイス１０の組み立て方法について説明する。
光学素子４１は貫通孔５１ａに配設され、第２の保持部材５１は光学素子４１を保持する。一端面４３ａには、図示しない屈折率整合部材が配設される。屈折率整合部材は、出射端面２３ａと一端面４３ａとの間且つ光路上において空気が入ることで光結合効率が低下することを防止するために配設されている。屈折率整合部材の屈折率は、光ファイバ２１の屈折率と光学素子４１の屈折率とに近似している。屈折率整合部材は、例えばマッチングオイルなどである。
【００３２】
また、光ファイバ２１はガイド口３１ｄから貫通孔３１ａに配設され、接着部材３７はガイド口３１ｄにて被覆層２５ａを含む光ファイバ２１を第１の保持部材３１に接着する。これにより、第１の保持部材３１は、光ファイバ２１を保持する。
【００３３】
なお上述した屈折率整合部材は、出射端面２３ａに配設されてもよい。つまり屈折率整合部材は、少なくとも出射端面２３ａと一端面４３ａとの間に介在している。
【００３４】
第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とは、それぞれ図示しない治具に配設される。
【００３５】
次にアクティブアライメントが以下のように行われる。
レーザ光は、図示しない光源から出射され、光ファイバ２１を透過する。光ファイバ２１を透過したレーザ光は、出射端面２３ａから出射し、入射端面である一端面４３ａを介して光学素子４１に入射する。光学素子４１は、レーザ光を照射されることで所望の波長の光を励起し、この光を出射する。
【００３６】
光学素子４１から出射されたレーザ光の光量は、図示しない測定部によって測定される。
【００３７】
第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とのいずれか一方は、冶具によって位置を固定される。以下において、第１の保持部材３１が固定されていると仮定する。
【００３８】
光ファイバ２１の光軸と光学素子４１の光軸とが同一直線上に配置され、測定部によって測定されるレーザ光の光量が最大となるように、第２の保持部材５１は、冶具によって第１の保持部材３１に対して相対的に位置調整される。この後、例えば出射端面２３ａと一端面４３ａとが当接するように、第２の保持部材５１は、冶具によって第１の保持部材３１に向かって移動する。
これにより、アクティブアライメントが終了する。
【００３９】
この状態で接合部材６１は、外周面５９ａに向かうように図示しない装置から滴下される。このとき図示しない装置は、例えば光ファイバ２１の光軸周りに回転し、また光軸に沿って移動する。これにより接合部材６１は、第１の接合部６３と第２の接合部６５とを覆うようにして、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに塗布される。このとき一端面５５ａは、外周面５９ｂに向かう接合部材６１を塞き止め、接合部材６１が外周面５９ｂに向かってはみ出すことを防止する。
【００４０】
そして、接合部材６１は、図示しないＵＶ照射装置から照射されるＵＶ光を、所望な時間照射される。これにより接合部材６１は、硬化し、第１の接合部６３と第２の接合部６５とに接合し、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とを接合する。
【００４１】
よって、応力が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、この応力は接合部材６１によって緩衝される。言い換えると、応力は、接合部材６１によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることを防止される。そして光学デバイス１０の折れ曲がりが接合部材６１によって防止される。
【００４２】
また接合部材６１は、段部７１として形成される第２の接合部６５において、塞き止め部である一端面５５ａによって、段部７１から他端部５５における第２の保持部材５１の外周面５９ｂにはみ出ず、外周面５９ｂには接合しない。このため接合部材６１は、第２の保持部材５１よりも太くならず、最大で他端部５５と同径となる。このため、光学デバイス１０は、段部７１によって細径を維持した状態で、段部７１と接合部材６１とによって高い接合強度を維持する。
【００４３】
また図２に示すように、例えば段部７１が形成されておらず、一端部５３と他端部５５とが一端部３３よりも太く、一端部５３と他端部５５とが同径であるとする。この場合、第２の保持部材５１において、第２の接合部６５の面積が減少し、接合強度が低下してしまう。このため、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが外れてしまう虞が生じる。
しかしながら本実施形態では、図１に示し、前述したように、段部７１が形成され、接合部材６１が配設されているために、光学デバイス１０は、段部７１と接合部材６１とによって高い接合強度を維持する。
【００４４】
また例えば段部７１が形成されておらず、一端部３３と一端部５３と他端部５５とが同径、つまり第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とが同じ外径を有しているとする。この場合、接合部材６１が外周面３９ａ，５９ａに配設され、光学デバイス１０は接合部材６１の厚み分だけ太くなる。
しかし本実施形態では、図１に示し、前述したように、段部７１が形成され、接合部材６１が段部７１に配設されているために外周面５９ｂにはみ出ず、このため接合部材６１は、第２の保持部材５１よりも太くならず、最大で他端部５５と同径となる。このため、接合部材６１は、光学デバイス１０の径方向において光学デバイス１０に収まる。よって、光学デバイス１０は、段部７１によって細径を維持することとなる。
【００４５】
本実施形態では、接合部材６１はアクティブアライメント後に硬化するため、アクティブアライメントにおいて、前述したように光ファイバ２１の光軸と光学素子４１の光軸との位置と、例えば出射端面２３ａと一端面４３ａとの当接状態と、測定部によって測定されるレーザ光の光量の状態と、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１との相対位置とが調整が可能となる。
よって、光学デバイス１０の組立精度と光結合効率とが向上した状態で、光学デバイス１０は組み立てられる。
【００４６】
このように本実施形態では、接合部材６１が第１の接合部６３と第２の接合部６５とを覆い、第２の接合部６５が段部７１として形成されることで、図２に示す構成とは異なり光学デバイス１０は細径であっても高い接合強度を得ることができる。よって本実施形態では、応力が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、この応力を接合部材６１によって緩衝できる。言い換えると本実施形態では、応力が接合部材６１によって第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることを防止でき、光学デバイス１０の折れ曲がりを接合部材６１によって防止できる。
【００４７】
また本実施形態では、段部７１として形成される第２の接合部６５において、塞き止め部である一端面５５ａによって、接合部材６１が段部７１から他端部５５における第２の保持部材５１の外周面５９ｂにはみ出ることを防止できる。このため本実施形態では、接合部材６１が第２の保持部材５１よりも太くなることを防止でき、光学デバイス１０が段部７１によって細径を維持した状態で段部７１と接合部材６１によって高い接合強度を維持できる。
【００４８】
また本実施形態では、接合部材６１は、ＵＶ光を照射されて硬化することで、筒形状を有する１つの部材として初めて機能し、一端部３３，５３側を初めて支持し、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１と初めて一体となり、補強部材として初めて形成される。このため、本実施形態では、アクティブアライメントにおいて第１の保持部材３１と第２の保持部材５１との相対位置等を調整でき、光学デバイス１０の組立精度と光結合効率とが向上した状態で光学デバイス１０を組み立てることができる。
【００４９】
また本実施形態では、段部７１において、角部７３は直角を有し、一端部３３，５３とが円柱形状を有しているために、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１とを容易且つ安価に加工することができる。
【００５０】
また本実施形態では、光学素子４１が円錐台形状を有しているために、段部７１が形成されること自体が第２の保持部材５１の大径化には繋がらない。
【００５１】
接合部材６１が一端面３１ｂ，５３ａのみに配設されるだけだと、接合強度が十分に確保されない。
しかしながら本実施形態では、前述したように接合部材６１が配設されるために、接合強度を十分に確保できる。
【００５２】
なお本施形態では、一端面５５ａ全体が接合部材６１によって覆われているが、これに限定する必要はなく、角部７３を含む一端面５５ａの少なくとも一部が接合部材６１によって覆われていてもよい。
【００５３】
また本実施形態では、段部７１が１つのみ配設されているが、段部７１は複数配設されていてもよい。
【００５４】
次に図３Ａと図３Ｂとを参照して本実施形態の第１の変形例と第２の変形例とについて説明する。
前述した第１の実施形態において、第２の接合部６５は段部７１として形成されているが、これに限定する必要は無い。
【００５５】
第１の変形例として、図３Ａに示すように、例えば、第１の接合部６３が段部７１として形成されていても良い。
または第２の変形例として、図３Ｂに示すように、例えば、第１の接合部６３と第２の接合部６５とが段部７１として形成されていても良い。
このように、第１の接合部６３と２の接合部との少なくとも一方が段部７１として形成されていればよい。
【００５６】
なお例えば図３Ａに示す第１の変形例において、第１の保持部材３１は、段部７１が形成されるように、一端部３３と、一端部３３と一体で一端部３３よりも大きい（太い）他端部３５とから構成されている。
他端部３５の外径は、例えば一端部５３の外径と略同一となっている。なお第１の変形例では、一端部５３の外径と他端部５５の外径とは略同一となっている。
この場合、段部７１、詳細には、他端部３５の一端面３５ａと一端面５３ａとは、接合部材６１が他端部３５における第１の保持部材３１の外周面３９ｂと、第２の保持部材５１の外周面５９ａ，５９ｂに向かってはみ出すことを防止する。つまり段部７１、詳細には、一端面３５ａと一端面５３ａとは、外周面３９ｂ，５９ａ，５９ｂに向かう接合部材６１を塞き止める塞き止め部として機能する。
【００５７】
また段部７１の大きさ、言い換えると、一端面３５ａと一端面５３ａとの距離は、接合部材６１の体積と形状とを制御及び規定する制御規定部とにもなる。
この点は、第２の変形例についても略同様である。
【００５８】
次に図４を参照して本実施形態の第３の変形例とについて説明する。
第１の接合部６３（一端部３３）の少なくとも一部は、接合面である外周面３９ａが傾斜するように、テーパ形状に形成されている。このため例えば一端部３３は、第１の保持部材３１の軸方向において、第１の保持部材３１の他端面３１ｃ側から第１の保持部材３１の一端面３１ｂ側に向かって縮径している円錐台形状を有している。
【００５９】
また第２の接合部６５（一端部５３）の少なくとも一部は、接合面である外周面５９ａが傾斜するように、テーパ形状に形成されている。このため例えば一端部５３は、第２の保持部材５１の軸方向において、第２の保持部材５１の他端面側から第２の保持部材５１の一端面５３ａ側に向かって縮径している円錐台形状を有している。
【００６０】
本変形例では、一端部３３，５３が円錐台形状を有しているために、一端部３３，５３が筒形状を有している場合に比べて、接合部材６１が第１の接合部６３と第２の接合部６５とに多く接合することができる。これにより本変形例では、より高い接合強度を得ることができる。
【００６１】
次に図５Ａを参照して本実施形態の第４の変形例について説明する。
第４の変形例として、段部７１は、例えば鈍角を有する角部７３を有している。
これにより本変形例では、応力が角部７３に集中することを防止でき、シェア強度を高めることができる。
【００６２】
次に図５Ｂを参照して本実施形態の第５の変形例とについて説明する。
第５の変形例として、段部７１は、例えば鋭角を有する角部７３を有している。
これにより本変形例では、接合部材６１が外周面５９ｂに向かってはみ出すことをより防止でき、光学デバイス１０を確実に細径にできる。
【００６３】
次に図６を参照して本実施形態の第６の変形例とについて説明する。
本変形例において、段部７１、詳細には外周面５９ａは、光ファイバ２１の軸方向に沿って配設されている溝部７５を有している。溝部７５は、例えば、光ファイバ２１の周方向に沿って同心円上に複数配設されている。溝部７５は、外周面５９ａから第２の保持部材５１の中心軸に向かって窪んでいる。なお溝部７５は、図６に示すように光ファイバ２１の軸方向に連続して配設されていてもよいし、不連続に配設されていてもよい。
【００６４】
これにより第２の接合部６５において、接合面積が増加する。よって応力が光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において光学デバイス１０に掛かっても、接合部材６１はこの応力をさらに緩衝する。言い換えると、接合部材６１は、応力が第１の接合部６３と第２の接合部６５とに直接的に掛かることをさらに防止し、光学デバイス１０の折れ曲がりをさらに防止する。
このように本変形例では、溝部７５によって、接合面積を増加でき、光学デバイス１０の径方向（せん断方向）において接合部材６１のアンカー効果を高めることができ、光学デバイス１０の径方向（せん断方向）においてより高い接合強度を得ることができる。
【００６５】
次に図７Ａと図７Ｂとを参照して本実施形態の第７の変形例とについて説明する。
図７Ａに示すように、段部７１、詳細には外周面５９ａは、光ファイバ２１の周方向に沿って形成されている溝部７５を有している。この溝部７５は、リング状に連続して配設されている。図７Ｂに示すように、溝部７５は、光ファイバ２１の軸方向に沿って複数配設されていてもよい。このような溝部７５は、くびれとして形成されている。
【００６６】
本変形例では、溝部７５によって、接合面積を増加でき、光学デバイス１０の軸方向（引張方向）において接合部材６１のアンカー効果を高めることができ、光学デバイス１０の軸方向（引張方向）においてより高い接合強度を得ることができる。
【００６７】
次に図７Ｃを参照して本実施形態の第８の変形例とについて説明する。
本変形例では、溝部７５は、第２の保持部材５１の中心軸を巻回するような螺旋形状を有している。これにより本変形例は、第７の変形例と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
次に図８Ａと図８Ｂとを参照して本実施形態の第９の変形例とについて説明する。
図８Ａに示すように、本変形例では、溝部７５は、Ｄカット形状を有している。図８Ｂに示すように、溝部７５は、複数配設されていてもよい。これにより本変形例は、第７の変形例と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、前述した実施形態と各変形例とは、組み合わせることもできる。また例えば溝部７５は、図６に示す第６の変形例において、第２の保持部材５１に配設されているが、これに限定する必要はなく、第１の保持部材３１と第２の保持部材５１との少なくとも一方に配設されていれば良い。この点は、前述した実施形態と各変形例とにおいても同様である。
【００７０】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…光学デバイス、２１…光ファイバ、２３ａ…出射端面、３１…第１の保持部材、４１…光学素子、５１…第２の保持部材、６１…接合部材、６３…第１の接合部、６５…第２の接合部、７１…段部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を導光する導光部材と、
前記導光部材を保持し、第１の接合部を有する第１の保持部材と、
前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、
前記光学素子を保持し、第２の接合部を有し、前記導光部材と前記光学素子とが光結合するように前記第１の保持部材と接続する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とが接続するために、前記第１の接合部と前記２の接合部とを覆うようにして前記第１の接合部と前記２の接合部とに接合する接合部材と、
を具備し、
前記第１の接合部と前記２の接合部との少なくとも一方は、段部として形成されていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記段部は、直角と鈍角と鋭角との少なくとも１つを有する角部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記段部は、前記導光部材の軸方向に沿って配設されている溝部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記溝部は、前記導光部材の周方向に沿って同心円上に複数配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記段部は、前記導光部材の周方向に沿って形成されている溝部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記溝部は、前記リング状に連続して配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記溝部は、前記導光部材の軸方向に沿って複数配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記溝部は、螺旋状に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項９】
前記段部は、前記接合部材を塞き止める塞き止め部として形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項１】
光を導光する導光部材と、
前記導光部材を保持し、第１の接合部を有する第１の保持部材と、
前記導光部材によって導光された前記光を照射されることで機能する光学素子と、
前記光学素子を保持し、第２の接合部を有し、前記導光部材と前記光学素子とが光結合するように前記第１の保持部材と接続する第２の保持部材と、
前記第１の保持部材と前記第２の保持部材とが接続するために、前記第１の接合部と前記２の接合部とを覆うようにして前記第１の接合部と前記２の接合部とに接合する接合部材と、
を具備し、
前記第１の接合部と前記２の接合部との少なくとも一方は、段部として形成されていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記段部は、直角と鈍角と鋭角との少なくとも１つを有する角部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記段部は、前記導光部材の軸方向に沿って配設されている溝部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記溝部は、前記導光部材の周方向に沿って同心円上に複数配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記段部は、前記導光部材の周方向に沿って形成されている溝部を有することを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記溝部は、前記リング状に連続して配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記溝部は、前記導光部材の軸方向に沿って複数配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記溝部は、螺旋状に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の光学デバイス。
【請求項９】
前記段部は、前記接合部材を塞き止める塞き止め部として形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３７１９９（Ｐ２０１３−３７１９９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３３５０（Ｐ２０１１−１７３３５０）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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