JPH02187712A - 光フィイバの調整固定方法 - 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】 〔概要〕 発光素子、受光素子等の光電変換素子と光ファイバとが
光結合されてなる光モジュールにかかわり、特に光ファ
イバの調整固定方法に関し、光結合度が安定して高く、
且つ光ファイバの固定部が経時変化することがな（て伝
送損失が安定した、光ファイバの調整固定方法を提供す
ることを目的とし、 ハウジングの収容室に実装した充電変換素子と、ハウジ
ング端面部分で該ハウジングに固定した光ファイバとが
、光結合してなる光モジュールにおいて、該収容室の開
口面と該ハウジング端面との間に、所望に深い空洞を設
け、該光ファイバの端末に装着したフェルールを、それ
ぞれの軸心孔に押通して、リング板を該フェルールの先
端部に、フランジ板を該フェルールの後端部にそれぞれ
装着し、ファイバ先端を該収容室に挿入して、ファイバ
先端の位置調整を行い、その後該リング板を収容室端面
にレーザー溶接し、次にファイバ先端位置の再調整を行
った後１、該フェルールを該フランジ板に、該フランジ
板を該ハウジング端面に、それぞれレーザー溶接して、
該光ファイバを該ハウジングに固定する構成とする。

（産業上の利用分野］ 本発明は、発光素子、受光素子等の光電変換素子と光フ
ァイバとが光結合されてなる光モジュールにかかわり、
特に光ファイバの調整固定方法に関する。

光通信機器においては、発光素子、受光素子等の光電変
換素子と光ファイバとを組み合わせた光モジュールが広
く使用されている。

この際、これらの光電変換素子と光ファイバとこの際、
ごれらの光電変換素子と光ファイバとの光結合度か高い
ごとが強く要求されＣいろ。

（従来の技術］ 第２図は従来の光ファイバの調整固定方法を示す断面図
、第３図は他の従来例の調整固定力９去を示す断面図で
ある。

第２図において、４は、鉄・ニッケル・コハルＩ・合金
（例えば商品名コバール）等よりなる基板部材４であっ
て、基板部材４の一端にブロックを設け、ごのブロック
に、受光面、或いは出Ｕ＝１面が垂直になるように、光
電変換素子１を実装しである。

この光電変換素子１と光結合する光ファイバ１０は、端
末部の一次被覆を剥離して光フアイバ心線１〇八を裸出
させ、光フアイバ心線１０Ａの外周面にメタライズ層１
１を形成しである。

また、ファイバ先端面（即ら入出射端面）から十分に離
れた位置の光ファイバ１０の外周面に、フェルール１２
を装着しである。

光電変換素子１の光軸に平行して、基板部材４トに、光
電変換素子１乙こ近接して例えば■溝を有する金属ブロ
ック１心を設置し、さらに光電変換素子１より距離を隔
てた所望の位置に、■溝を有する他の金属ブロック１４
［３を設置しである。

そＵ７て、光ファ・イハＩＯを横にして、金属ブロック
１．ｌｌ’ｌの■）１１冒こメタライス層１１部分を、
金属ブロック１４Ｂの■溝にフェルール１２をそれぞれ
挿入し、ファイバ先端面を光電変換素子１＆こ近接させ
る。

その後、それぞれの■溝に熔融半田１３を注入し、光電
変換素子１と光ファイバ１０との光結合が最高になる如
くに、光ファ・イハ１０を位置調整し、その状態に光フ
ァイバ１０を保持して熔融半田１３を凝固させ、金属ブ
ロック１４＾、１４Ｂを介して、光ファイバ１０を基板
部材４に固定している。

第３図において、鉄・ニッケル・コバルト合金（例えば
商品名コバール）等の金属よりなるハウジング３には、
ハウジング端面６側が円形に開口した収容室５を設り、
収容室５の底板部分に相当するＪＪ　＋Ｆｘ部材４の中
心部に、光電変換素子１を搭載しである。

そして、光電変換素子Ｉの近傍の基板部材４部分に、一
対のリード端子２−Ｌ２−２をガラス封止して装着し、
それぞれのり一ト端子２−１．，２−２の先端を、光電
変換素子１の対応する電極に接続して、光電変換素子１
をハウシング＋＋　に実装し２てい／）。

一方、光ファイバ１０の入出射端面側ば、光フアイバ心
線１０Ａを裸出させ、この部分にセラミツクス等よりな
るフェルール内筒１５＾を嵌着している。

そして、フェルール内筒１５Ａを含めた光ファイバ１０
の端末部に、例えばステンレス鋼等よりなる円筒形のフ
ェルール１５を嵌着している。

したがって、光ファイバ１０の軸心はフェルール１５の
軸心に一致しでいる。

１６は、例えばステンレス鋼等よりなるフランジ板であ
って、フランジ板１６の軸心孔にフェルール１５を挿通
して、フェルール１５とフランジ板１６の軸心孔の周縁
部（図示した点１１部分）とをレザー溶接している。

フランジ板１６の端面をハウジング端面６に当接し、光
ファイバ１０の入出射端面を光電変換素子ｌの端面（受
光素子の場合は受光面、発光素子の場合は発光面）に対
向させている。

この際、フランジ板Ｘ６の端面をハウジング端面６に当
接した状態で、光ファイバ１０の入出射端面が、光結合
し得る距離まで光電変換素子１の端面に近接するよう、
固着位置を設定しである。

そして、フェルール１５を微動台のチー１１先端に装着
したチャックハント（いずれも図示せず）等で把持し、
微動台を操作して、光電変換素子ｌと光ファイバ１０と
の光結合度が最高になる如くに、光ファ・イハ１０をハ
ウジング端面６に平行する面内で微細に移動し、調整終
了後、レーザー光をフランジ板１６の外周部の要所要所
に照射して、点Ｐ２部分をレーザー溶接し、ハウジング
端面６に固着している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来例の前者、即ち光ファイバを半田
付けして固定する方法は、半田が経時変化してクリープ
現象が発生し、ファイバ先端面。

即ち入出射端面が移動する恐れがあり、光結合度の信顧
度がやや低いという問題点がある。

また、光フアイバ心線を直接半田付けしているので、環
境温度の変化により半田の熱応力が光フアイバ心線に繰
り返し附加されて、光ファイバの伝送損失が変動する恐
れがあった。

後者、即ちフェルールとフランジ板、フランジ板とハウ
ジングをそれぞれレーザー溶接して固定する方法は、レ
ーザー溶接部が冷却する際に、光ファイバが溶接方向に
微小量（２μｍ〜３μＭ）引っ張られ、ファイバ先端面
、即ち入出射端面が最適位置からずれるという問題点が
あった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、光結
合度が安定して高く、且つ光ファイバの固定部が経時変
化することがなくて伝送損失が安定した、光ファイバの
調整固定方法を提供するご゛とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

−１−記の目的を達成するために本発明は、第１図に例
示したように、ハウジング３の収容室５に実装した光電
変換素子１と、ハウジング端面６部分でハウジング３に
固定した光ファイバ１０とが、光結合してなる光モジュ
ールにおいて、収容室５のｌ）旧］面とハウジング端面
６との間に、所望に深い（第１図に示すほぼＣ２の長さ
）空洞８を設けたハウジング３とする。

一方、光ファイバ１０の端末にフェルール１５を装着し
、フェルール１５をそれぞれの軸心孔に挿通して、リン
グ板２０をフェルール１５の先端部に、フランジ板２１
をフェルール１５の後端部に、それぞれ装着する。

そして、ファイバ先端を収容室５に挿入しフェルール１
５を把持操作して、ファイバ先端の位置を所望に調整し
た後に、リング板２０の外周部を収容室端面７にレーザ
ー溶接する。

次にフェルール１５を操作して再度ファイバ先端を微小
に位置調整した後に、フェルール１５をフランジ板２１
に、フランジ板２１の外周部をノ＼ウジング端面６に、
それぞれレーザー溶接して光ファイノ＼１０をハウジン
グ３に固定するものとする。

〔作用〕

第１図に示したように、本発明にかかわるハウジング３
は、ファイバ先☆：１１面と収容室端面７との距離ｅ１
が、収容室端面７とフランジ板２１との距離！２よりも
十分に小さい。

いま、ファイバ先端位置を調整し、フ、ηルール１５を
リング板２０に、リング板２０を収容室端面７にそれぞ
れレーザー溶接して固定すると、設定した調整位置から
、溶接歪に起因してファイバ先端が多少ずれる。

このため、次にフェルール１５の後端部を操作して、フ
ァイバ先端を微小に動かし再調整を実施し、その後フェ
ルール１５の後端部をフランジ板２１に、フランジ板２
１をハウジング端面６に、それぞれレーザー溶接して固
定している。

このフランジ板２１部分をレーリ′−熔接することに起
因して、再調整後においても、光ファイバ１０はフラン
ジ板２１の軸心孔部分か、熔接歪に起因して多少（２μ
ｍ〜３μｍ）すれる。

しかし、このフランジ板２１部分の熔接歪は、フェルー
ル１５かリング板２００輔心孔を支点と−４る梃子状の
運動を行う結果、フランジ板２１部分のすれ平に較べて
、ファイバ先端位置のずれが非常に小さい。

即ら、光ファイバ１０の先端部を先にレーザー溶接し、
再調整後に光ファ・イハ１０の後部をレーナ熔接するご
とにより、熔接歪の影響を極力小さくすることができ、
ファイバ先端面が再調整位置から殆どずれることがなく
て、光結合度か高い。

また、レーザー溶接しているので、半田付けと異なり経
時変化する恐れかなくて、光結合度が安定している。

さらにフェルールを介して光ファイバを保持固定してい
るので、環境温度が変化し′ζも光ファイバに局部的の
応力が附加される恐れがなくて、光ファイバの伝送（Ｄ
失が安定し７て小さい。

〔実施例］ 以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、企図を通して同一・？１号し」同　対象物を示す。

第１図は本発明方法の実施例を示す断面図である。

第１図において、鉄・ニッケル・ｍｌハルト合金（例え
ば商品名コバール）等の金属よりなるハウジング３には
、ハウジング端面６側が円形に開Ｌ］した収容室５を設
け、収容室５の底板部分に相当する基板部材４の中心部
に、光電変模索−ｒ１を搭載し、光電変換素子１のそれ
ぞれの電極を、基板部材４にガラス封止して装着した一
対のり一ト端子２−１　、２−２に接続して、収容室５
内に収容実装しである。

また、ハうジング３には、収容室５の開し１面即ち収容
室端面７とハウジング端面６との間に、収容室５の深さ
よりも十分に深い（はぼｒ２の長さ）空洞８を設けであ
る。

一方、光ファイバ１０の入出射端面倒は、光ファ冊 イハ心線を裸出させ、ごの部分にセラミンクス等よりな
るフ、ルール内筒１５Ａを嵌着し、フェルル内ｉ：ｃＩ
Ｉ５Ａを含めた光ソー／イム１０の端末部に、空洞８（
の深さ、しりも１分に長い、円筒形のフェルール１５を
嵌着し７ている。

２０は、例えはスう一ンレス釦１等よりなるリング板で
あっ−ζ、その外径は収容室５の内径よりも」分に太き
い。

リング板２０の中心部に、フェルール１５がしっくりと
挿入される内径寸法の貫通孔を設けである。

このリング板２００軸心孔は、頂角か大きいテーパー孔
にして、フェルール１５とリング板２０とが軸心孔部分
て線接触ずろようにしである。

２１は、例えばステンレス鋼等よりなるフランジ板であ
って、その外径は空洞８の内径よりも十分に大きく、空
洞８の開口面に密着して固着された状態で、光７Ｈ変換
素子１等を↑、１止するようになっている。

また、フランジ板２１の中心部には、ツボ刃し−ル１５
かしっくりと挿入される内径の貫通孔を設けである。

上述のように構成したハウジング３．フェルール１５．
リング板２０．フランジ板２Ｉを用い、下記のようにし
て光電変模索７−１と光ファイバ１０とを光結合させる
ものとする。

フェルール１５をフランジ板２１の軸心孔、リンク板２
０の軸心孔に挿通して、フランジ板２１をフェルール１
５の後端部に、リング板２０をソア」レーハ月５の先端
部に、それぞれ位置させる。

そして、光ファイバ１０の先端部を収容室５内に差し込
み、フェルール１５の後端部を微動台のアム先端に装着
したチャンクハント２５で把持し、微動台を操作して、
ファイバ先端面を光電変換素子１の端面（受光素子の場
合は受光面、発光素子の場合は発光面）に近接して対向
さ−１、光電変換素子１と光ファイバ１０との光結合度
か最高になる如くに、ファイバ先端面を微細に移動調整
ずろ。

ファイバ先端面を最適（◇置に合わせた後に、レーザー
光をリング板２０の軸心孔の外周部の要所要所（点Ａ、
で示す）に照射して、フェルール１５１；３ とリング板２０とをレーザー溶接して固着する。

また、レーデ−光をリング板２０の外周部の要所要所（
点Δ２で示す）に照射して、リング板２０を収容室端面
７にレーザー溶接して固着する。

そし”ζ、フェルール１５の後端部を把持し操作して、
レーサー溶接により微小にずれたファイバ先端位置を、
再度調整する。

この際ファイバ先端面と収容室端面７（即らリング板２
０の位置）との距離！１は、収容室端面７とフランジ板
２１との距離ｐ、２より遥かに小さく、且゛つ、リング
板２０の軸心孔をテーパー孔にして、フェルール１５と
リング板２０とを線接触させているので、ファイバ先端
はリング板２０の軸心孔を支点として歳差運動するよう
に微小に動く。

即ち、リング板２０とフェルール１５、収容室端面７と
リング板２０とを、レーザー溶接し“ζあるにもかカラ
）らず、ファイバ先Φ；１１位置を再調整することがで
きる。

再調整後、レーザー光をフランジ板２１の軸心孔の外周
部の要所要所（点Ｂ１て示す）に照射して、フェルール
１５とフランジ板２１とをレーザー溶接して固着する。

また、レーザー光をフランジ板２１の外周部（点Ｂ２で
示す）に照射して、フランジ板２１をハウジング端面６
にレーザー溶接して固着し、空洞Ｅ３０）開口をフラン
ジ板２１て寒くものと覆る。

上述のように空洞８の深さを１分に深くし、光ファイバ
１０の先端部を先にレーザー溶接し、Ｉ斥調整後に光フ
ァイバ１０の後部をレーザー溶接しているので、作用の
欄で説明したように、熔接歪の影舌が小さくて、ファイ
バ先端面が再調整位置から殆どずれることがなく光結合
度が高い。

また、レーザー溶接して光ファイバ１０を固定している
ので、半田付り、ｌ固定とは異なり経時変化する恐れが
なくて、ファイバ先端がずれる恐れがなくて、光結合度
が安定している。

さらにフェルールを介して光ファイバを保持固定してい
るので、環境温度が変化しても光ファイバに局部的の応
力が附加される恐れがなく−Ｃ１光ファイバの伝送損失
が安定して小さい。

なお、リング板２０とフェルール１５とのレーザー溶接
する時期は、ファイバ先端の位置を調整した後でなくて
、予め所定の（＼）置にレーザー溶接しても良い。

この所定の位置とは、リング板２０の端面を収容室端面
７に当接した状態で、光ソア・イノ＼１０の入出射端面
が光電変換素子１の端面に１分に近接する位置を言う。

〔発明の効果〕

以り説明したように本発明は、光ファイバの先端部を先
にレーザー溶接し、再調整後に光ファイバの後部をレー
ザー溶接するという調整固定方法であって、熔接歪の影
啓が小さくて光結合度が高く、またフェルールを介して
光ファイバをハウジングに固着しているので、環境温度
が変化しても光ファイバに局部的の応力が附加される恐
れがなくて、光ファイバの伝送損失が小さく安定してお
り、さらにまた固着部が経時変化することがな（で、フ
ァイバ先端がずれる恐れがなく光結合度が安定している
等、実用」二で優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施例の断面図、第２図は従来例
の断面図、 第３図は他の従来例の断面図である。 図において、 ｌは光電変換素子、　　２−１．２−２はり一ド端了、
３はハウジング、　　４は基板部材、 ５は収容室、　　　　　６はハうジング端面、７は収容
室端面、　　８は空ｎａ＋、 １０は光ファイバ、　　１５はフェルール、１’６．２
１はフランジ板、２０はリング板、２５はチャックハン
ドをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ハウジング（３）の収容室（５）に実装した光電変換素
   子（１）と、ハウジング端面（６）部分で該ハウジング
   （３）に固定した光ファイバ（１０）とが、光結合して
   なる光モジュールにおいて、 該収容室（５）の開口面と該ハウジング端面（６）との
   間に、所望に深い空洞（８）を設け、 該光ファイバ（１０）の端末に装着したフェルール（１
   ５）を、それぞれの軸心孔に挿通して、リング板（２０
   ）を該フェルール（１５）の先端部に、フランジ板（２
   １）を該フェルール（１５）の後端部にそれぞれ装着し
   、 ファイバ先端を該収容室（５）に挿入して、ファイバ先
   端の位置調整を行い、その後、該リング板（２０）を収
   容室端面（７）にレーザー熔接し、次にファイバ先端位
   置の再調整を行った後、該フェルール（１５）を該フラ
   ンジ板（２１）に、該フランジ板（２１）を該ハウジン
   グ端面（６）に、それぞれレーザー熔接して、該光ファ
   イバ（１０）を該ハウジング（３）に固定することを特
   徴とする光ファイバの調整固定方法。