JPH01169417A - 光ファイバと光学素子の実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光ファイバと光学素子の実装構造に関する
。

〔従来の技術〕

光ファイバは、−船釣に光学素子（発光素子、受光素子
等）と結合し、光情報の伝達手段として知られている。

近年の通信網の発達、通信量の大容量化に伴い、光ファ
イバと光学素子との結合技術として、ミクロン単位の高
精度化が要求されるに至った。

第４図は、従来の光ファイバと光学素子の実装構造を示
すものである。フェルール１は光フアイバ素線２を光軸
方向に保持し、このフェルール１はスリーブ３に固定さ
れている。一方光学素子４は、光学素子ホルダ５の一端
に固定されており、フェルール１に保持された光フアイ
バ素線２の端面（入射又は出射端面）が光学素子４と対
向するように装着されている。

以下、各構成要素の固定方法について説明する。

まず、光学素子４を光学素子ホルダ５の下側開口部に固
定し、光軸方向を調芯しながらフェルール１とスリーブ
３を固定する。次に、光軸と直交する平面上の調芯をし
ながら、光フアイバ素線２と光学素子４との結合効率が
最大となるようにスリーブ３と光学素子ホルダ５を固定
する。スリーブ３と光学素子ホルダ５は、第４図におけ
るＡ部分にハンダを塗布し高周波加熱することにより、
あるいは樹脂接着剤を塗布することにより固定される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、ハンダで固定する場合には高周波加熱する際ハ
ンダが流動化し、光学的軸ずれが生じるという欠点があ
った。

また、樹脂接着剤で固定する場合にはスリーブ３と光学
素子ホルダ５が接着中にずれることは少ないが、長期的
な信頼性に欠けるという欠点があった。

さらに、上記ハンダや接着剤で固定する場合、スリーブ
３と光学素子ホルダ５を傾斜させることなく高精度に固
定することが困難であり、傾斜して固定された場合、温
度変動による材料の熱膨張のため結合効果が変動すると
いう欠点があった。

そこでこの発明は、実装に際し、結合効率が劣化するこ
となく、長期的な信頼性に優れた光ファイバと光学素子
の実装構造を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためこの発明は、光ファイバを保
持するフェルールと、光学素子を偏心させて保持する円
柱形ホルダと、フェルールを固定する第１の固定手段と
、円柱形ホルダを円柱軸の回りに回転できるように固定
する第２の固定手段と、第１又は第２の固定手段をほぼ
光軸方向で移動させる第１の移動手段と、第１又は第２
の固定手段を光軸とほぼ直交する方向で移動させる第２
の移動手段を含んで構成され、第１及び第２の固定手段
を第１及び第２の移動手段で移動させたとき、光軸と直
交する平面上に光ファイバの中心と光学素子の中心の投
射点が描く軌跡間の距離より円柱形ホルダにおける光学
素子の偏心量が大きいことを特徴とする。

〔作用〕

この発明は以上のように構成されるので、フェルール、
このフェルールを固定する第１の固定手段、円柱形ホル
ダ、この円柱形ホルダを固定する第２の固定手段、さら
に上記の固定手段を移動させる第１及び第２の移動手段
の相互作用により、最大効率で光ファイバと光学素子を
簡単に調芯することができる。

〔実施例〕

以下、この発明に係る光ファイバと光学素子の実装構造
の一実施例を添付図面に基づき説明する。

なお説明において、同一要素には同一符号を使用し、重
複する説明は省略する。

第１図は、この発明に係る光ファイバと光学素子の実装
構造の実施例を示すものである。この実施例は、基本的
に光フアイバ素線６を保持するフェルール７、光学素子
８を保持する光学素子ホルダ９（円柱形ホルダ）、フェ
ルール７をＶ形溝１０ａで固定するフェルール台１０（
第１の固定手段）、光学素子ホルダ９をＵ形溝１１ａで
固定する光学素子台（第２の固定手段）１１及び移動台
１２（第１及び第２の移動手段）で構成されている。フ
ェルール台１０にはＶ形溝１０ａが形成されており、こ
のＶ形溝１０ａに光フアイバ素線６を保持するフェルー
ル７が載置される。従って、Ｖ形溝１０ａの方向は光フ
アイバ素線６の光軸と平行になる。このフェルール台１
０には、このＶ形溝１０ａとほぼ直交する方向に台形状
のレール形溝１０ｂが形成されており、次に述べる移動
台１２がレール結合させている。従って、移動台１２は
、フェルール台１０に対して光軸とほぼ直交する方向へ
移動可能である。この移動台１２は凹形ブロック体で構
成されており、凹形ブロック体を構成する部材１２ｇ、
１２ｂには、内側（部材１２ａ、１２ｂが対向する側）
に台形状のレール形溝１２ｃ、１２ｃが上記レール形溝
１０ｂとほぼ直交する方向に形成されている。このレー
ル形溝１２ｃ、１２ｃには、光学素子台１１がレール結
合されている。従って光学素子台１１は、移動台１２に
対して光軸とほぼ平行する方向へ移動可能である。この
光学素子台１１は上記部材１２ａ、１２ｂ間に嵌合でき
る直方体で構成され、Ｕ形溝１１ａが形成されている。

結局光学素子台１１は、移動台１２を介在することによ
り、フェルール台１０に対して光軸とほぼ直交する方向
及び平行する方向に移動可能である。なお、光学素子台
１１には光学素子ホルダ９、フェルール台１０にはフェ
ルール７が固定されるので、この実装構造により光学素
子ホルダ９とフェルール７は相対的に光軸とほぼ直交す
る方向及び平行する方向に移動させることができる。

この実施例においては、第１の固定手段及び第２の固定
手段としてＶ形溝１０ａ及びＵ形溝１１ａを使用してい
るが、溝の形状はＶ形、Ｕ形に限定されるものではなく
、たとえば、台形でもよい。台形とすることにより、円
柱形部材（フェルール、光学素子ホルダ）を３点で保持
することができ、固定力が強化される。

なお、この発明でさらに重要なことは、フェルール７と
光学素子ホルダの固定位置である。前述したように、光
学素子ホルダ９とフェルール７は相対的に光軸とほぼ直
交する方向（この実施例においては水平方向）へ移動可
能であるが、このとき光学素子ホルダ９において光軸と
直交する平面上に静止座標を考え、光フアイバ素線６が
平面上に描く軌跡（以下「ファイバ軌跡」という。）を
第２図に示す。このファイバ軌跡Ｇと光学素子ホルダ９
の円柱軸心０との垂直距離は、光学素子台１１のＵ形溝
１１ａが形成されている平面とファイバ軌跡Ｇとの垂直
距離をｇ１上に平面と円柱軸心０までの垂直距離をＬと
すればＬ十ｇで表わされる。また、光学素子ホルダ９に
おける光学素子８と円柱軸心０までの距離（偏心量）を
ｅとすれば、常にｅ≧（Ｌ＋ｊｌ）となるようにフェル
ール７及び光学素子ホルダ９が固定される。換言すれば
、光フアイバ素線６と光学素子８との中心間の距離以上
に、円柱軸心０から光学素子８を偏心させた光学素子ホ
ルダ９が使用される。

このような実装構造とすることにより、光学素子ホルダ
９を円柱軸心０回りに回転させたとき、ファイバ軌跡Ｇ
と光学素子８との交差点は１つ又は２つ（Ｈ，Ｉ）にな
り、位置合わせが容易になる。

なお、前述した実装構造に使用される光フアイバ素線６
は、コア近傍が球面に仕上げられ、その周囲はテーパ状
に構成されたテーバ先球ファイバが使用されている。こ
の実施例においては、光学素子８を偏心させて保持する
光学素子ホルダ９と光フアイバ素線６を偏心させないで
保持するフェルール７を使用するが、光フアイバ素線６
を偏心させて保持するフェルールであってもよく、この
場合光学素子８は偏心させなくてもよい。重要なことは
、常にｅ≧（Ｌｌりの関係が維持できるように光フアイ
バ素線６（光ファイバ）及び光学素子８が実装される点
である。

以下、第１図及び第２図を参照して製造方法の一例を説
明する。まず、フェルール７をフェルール台１０のＶ形
溝１０ａに固定する。

次に、フェルール台１０に対し移動台１２を、フェルー
ル７に装着した光フアイバ素線６にほぼ対向するように
移動させ、Ｕ形溝１１ａに光学素子ホルダ９を固定する
。ここで光学素子ホルダ９を回転させると、第２図で示
すように軌跡Ｊを描く。一方、移動台１２を移動させる
と光フアイバ素線６はファイバ軌跡Ｇを描く。軌跡Ｊと
ファイバ軌跡Ｇとの交点Ｈ，Ｉが、光フアイバ素線６と
光学素子８との結合効率が最大となる位置である。

上記いずれかの位置（Ｈ又は工）でフェルール台１０に
対し移動台１２が固定される。

最後に、光軸方向の位置決めをするため、モニタしなが
ら光学素子台１１を光軸方向に移動させ、結合効率が最
大になった位置で、光学素子台１１を移動台１２に対し
固定し、光ファイバと光学素子の実装構造が完成する。

なお、フェルール７及び光学素子ホルダ９はハンダある
いは樹脂などで固定されるが、溝により光軸と直交する
水平方向が既に固定されているので、位置ずれが生じに
（く、長期的信頼性が良い。

第３図は、この発明に適用できる変形例としてのフェル
ール１３を示すものである。前述したフェルール７と異
なるのは、フェルール１３の一端に集束性ロッドレンズ
１４を挿入するための穴１３ａが設けられている点であ
る。光フアイバ素線６は、他端に装着されている。集束
性ロッドレンズ１４は上記穴１３ａに挿入され、発光素
子からの光を効率よく光フアイバ内へ導く。従って、こ
のような集束性ロッドレンズ１４をファイバ端面に装着
することにより結合効率の向上が図れる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上説明したように構成されているので、
製造が容易であり光ファイバと光学素子との結合効率の
向上が簡単に図れる。

また、製造に起因する結合効率の劣化が少ないので、長
期的な信頼性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る光ファイバと光学素子の実装
構造の一実施例を示す斜視図、第２図は、光軸と直交す
る平面上にファイバ軌跡及び光学素子の軌跡を投射した
図、第３図は、第１図の実施例に使用できるフェルール
の変形例を示す斜視図、第４図は、従来の光ファイバと
光学素子の実装構造を示す一部断面図である。 １．７．１３・・・フェルール、２，６・・・光フアイ
バ素線、３・・・スリーブ、４．８・・・光学素子、５
゜９・・・光学素子ホルダ、１０・・・フェルール台、
１１・・・光学素子台、１２・・・移動台、１４・・・
集束性ロッドレンズ。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　　山　　　　１）　　　行　　　　−第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバを保持するフェルールと、 光学素子を偏心させて保持する円柱形ホルダと、前記フ
   ェルールを固定する第１の固定手段と、前記円柱形ホル
   ダを円柱軸の回りに回転できるように固定する第２の固
   定手段と、 前記第１又は第２の固定手段をほぼ光軸方向で移動させ
   る第１の移動手段と、 前記第１又は第２の固定手段を光軸とほぼ直交する方向
   で移動させる第２の移動手段を含んで構成され、 前記第１及び第２の固定手段を前記第１及び第２の移動
   手段で移動させたとき、前記光軸と直交する平面上に前
   記光ファイバの中心と前記光学素子の中心の投射点が描
   く軌跡間の距離より前記円柱形ホルダにおける前記光学
   素子の偏心量が大きいことを特徴とする光ファイバと光
   学素子の実装構造。 ２、前記第１及び第２の固定手段が、Ｖ形溝およびＵ形
   溝であるところの特許請求の範囲第１項記載の光ファイ
   バと光学素子の実装構造。 ３、前記第１及び第２の固定手段が、台形溝であるとこ
   ろの特許請求の範囲第１項記載の光ファイバと光学素子
   の実装構造。 ４、前記第１及び第２の移動手段が、 前記第２の固定手段を前記第１の固定手段に対し、光軸
   方向及び前記光軸とほぼ直交する方向で移動させるとこ
   ろの特許請求の範囲第１項記載の光ファイバと光学素子
   の実装構造。 ５、前記フェルールが、一端に集束性ロッドレンズを含
   んで構成されているところの特許請求の範囲第１項記載
   の光ファイバと光学素子の実装構造。 ６、前記光学素子が、発光素子であるところの特許請求
   の範囲第１項記載の光ファイバと光学素子の実装構造。 ７、前記光学素子が、受光素子であるところの特許請求
   の範囲第１項記載の光ファイバと光学素子の実装構造。