JPH02284104A - 導波路型光モジュールと光ファイバの接続構造 - 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】 概要 導波路型光モジュールと光ファイバの接続構造に関し、 温度変化等に対する信頼性が高い接続構造の提供を目的
とし、 光導波部を有する導波路型光モジュールを上記光導波部
の端面が露出するように金属製の第１パイプ部材内に固
定し、光ファイバをその端面が露出するように細孔を有
する金属製の第２パイプ部材に挿入固定し、上記光導波
部の端面と上記光ファイバのコア端面とを対向させた状
態で上記第１パイプ部材と上記第２パイプ部材とをレー
ザ溶接にて固定して構成する。

産業上の利用分野 本発明は導波路型光変調器モジュール等の導波路型光モ
ジュールと光ファイバの接続構造に関する。

光通信システムを構築するためには、光源装置、受光装
置及び光伝送路等の基本構成要素の他に、光変調器及び
光スィッチ等の種々の光モジュールが必要とされる。光
モジュールの形態の一つとして、導波路型のものがある
。導波路型光モジュールは、導波路基板上にそれよりも
屈折率が高い光導波部を形成し、この光導波部内に光ビ
ームを閉じ込めた状態で光位相等を制御するように構成
されており、構造上小型化が容易で、ブレーナ技術等を
用いて量産することが出来るという利点の他、電界や磁
界を効果的に印加することが出来、消費電力を飛躍的に
低減することが可能であるという利点を有している。導
波路型光モジュールの具体例としては、チタン拡散ニオ
ブ酸リチウム導波路型光スイッチを用いて構成される半
導体レーザ用の外部変調器があり、光通慣システムの高
速化に寄与するものとして各所で研究が盛んになされて
いる。このような導波路型光モジュールを実用するに際
して、光ファイバとの接続構造の最適化が模索されてい
る。

従来の技術 第８図は導波路型光モジュールと光ファイバの従来の接
続構造を示す図である。同図（ａ）はこの接続構造を示
す斜視図、同図（ｂ）はその縦断面図である。１０２は
ニオブ酸リチウム（Ｌ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏｚ＞等からなる
導波路基板、１０４は導波路基板１゜２の表面の所定位
置にＴｉを熱拡散する等により形成した光導波部、１０
６はその端面が導波路基板１０２の端面と同一平面上に
なるように導波路基板１０２の縁部に接合された補強板
、１０８は光導波Ｂ１０４と光結合すべき光ファイバ、
１゜８ａは光ファイバ１０８のコアである。この従来例
では、光ファイバのコア１０８ａの端面が光導波部１０
４の端面に対向した状態で導波路型光モジュールと光フ
ァイバとの機械的な接続をなすために、光ファイバ１０
８の端部をルビー等からなるリング１１０に挿入固定し
て接合面積の増大を図り、リング１１０と導波路基板１
０２及び補強板１０６とを光学接着剤により接着して、
導波路型光モジュールと光ファイバとを接続している。

発明が解決しようとする課題 第８図に示した従来の接続構造であると、リング１１Ｏ
を用いて接着面積を増大させているので比較的強固な接
続が可能ではあるが、一般に、光学接着剤の固化後の熱
膨張係数は導波路基板等の熱膨張係数と異なるから、接
続部に著しい温度変化が与えられたり使用環境の温度変
化が繰り返されたりすると、接続状態が不完全となり、
最悪の場合破損に至る。

本発明はこのような問題点に鑑みて創作されたもので、
導波路型光モジュール使用時の温度変化等に対する信頼
性が高い接続構造の提供を目的としている。

課題を解決するための手段 上述した技術的課題は、その基本構造が第１図に示され
るような導波路型光モジュールと光ファイバの接続構造
により解決される。

本発明にかかる導波路型光モジュールと光ファイバの接
続構造では、同図（ａ）に示すように、光導波部１ａを
有する導波路型光モジュールｌを光導波部１ａの端面が
露出するように金属製の第１パイプ部材２内に固定し、
同図ら）に示すように、光ファイバ３をその端面が露出
するように細孔を有する金属製の第２パイプ部材４に挿
入固定し、同図（Ｃ）に示すように、光導波部１ａの端
面と光ファイバ３のコア３ａ端面とを対向させた状態で
第１パイプ部材２と第２パイプ部材４とをレーザ溶接に
て固定している。

作　　　用 本発明の構成によれば、導波路型光モジュール及び光フ
ァイバをそれぞれ金属製の第１及び第２パイプ部材に固
定し、第１パイプ部材と第２パイプ部材とをレーザ溶接
にて相互固定しているので、接着剤を用いることによる
従来の不都合が解消され、信頼性が向上する。本発明の
構成において、導波路型光モジュール及び光ファイバを
これらの端面が露出するように第１及び第２パイプ部材
内に固定しているのは、両端面を互いに対向させた状態
でバイブ部材同士を固定したときに、高い光結合効率を
達成するためである。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例において使用する導波路型光モ
ジュールの構成図であり、一定強度で人力したレーザ光
を強度変調して出力する導波路型光変調器モジュール（
以下「モジュール」という。）１０が図示されている。

このモジュール１０は、Ｌ　ｒ　Ｎ　ｂ　Ｏ３からなる
平板状の導波路基板１２にＴｉ　　（チタン）を拡散さ
せることによってＹ分岐導波路を２つ組合せた形状の光
導波部１４を形成し、この光導波部１４の分岐部分１４
ａ。

１４ｂにそれぞれ駆動電圧印加用の電極１６，１８を装
架して構成されている。光導波部の分岐部分１４ａ、１
４ｂの屈折率は印加電界の方向等に応じて変化するから
、装架電極１６．１８間に電位差を与えると、同位相で
分岐された分岐光は異なる位相変化を受けることになる
。一方、光導波部１４は、Ｙ分岐部を除いて、基本モー
ド光のみを伝播する単一モード先導波路とされているか
ら、分岐光の位相差が０であるときには出力される干渉
光の強度は最大となり、分岐光の位相差がπであるとき
には干渉光の強度は最小となる。又、位相差が０とπと
の間であるときには、位相差に応じた干渉光強度となる
。従って、変調信号に応じて装架電極１６．１８に印加
する電圧を変化させることによって、光強度変調機能が
達成される。

第３図は本発明の実施例においてモジュール１０を第１
パイプ部材内に固定した状態を示す斜視図である。第１
パイプ部材２４は、円柱状のＳＵＳ材を半割にした形状
の第１の部分２０と第２の部分２２とから構成されてお
り、第１の部分２０にはモジュールＩＯを収容するため
の溝２０ａが、第２の部分２２には第１の部分の溝２０
ａに対応した位置に溝２２ａが形成されている。そして
、モジュール１０の両端面は、第１パイプ部材２４の両
端面とそれぞれ同一平面をなすように露出している。第
１パイプ部材の第１の部分２０と第２の部分２２との接
合は、例えばレーザ溶接により行うことが出来る。又、
モジュール１０を第１の部分の溝２０ａに固定するには
、モジュール１０及び溝２０ａの相互接触面のそれぞれ
にＡｕ（金）を蒸着しておき、半田付は固定すれば良い
。又、モジュールｌＯを導電性接着剤を用いて溝２０ａ
に固定することも出来る。第１パイプ部材の第２の部分
２２にも溝２２ａを形成しているのは、モジュール１０
の装架電極１６．１８等と導電性の第２の部分２２とが
接触することを防止するためである。尚、装架電極１６
．１８についての配線は、図示はしないが、例えば、第
１パイプ部材の第２の部分２２の側方に貫通孔を形成し
、この貫通孔にガラス材等の絶縁体を介して針状の端子
を立設し、この端子と装架電極１６．１８とを接触させ
ておくことにより行うことが出来る。

第４図は本発明の実施例において光ファイバを第２パイ
プ部材内に固定した状態を示す斜視図である。第２パイ
プ部材２６は、円柱形状のＳＵＳ材にその幾何学的中心
軸に沿って小径のファイバ挿入孔２６ａと大径のファイ
バ被覆挿入孔２６ｂとを連続に形成して構成されている
。先端近傍の被覆３０が除去された光ファイバ２８は、
その先端部がファイバ挿入孔２６ａから露出するように
ファイバ挿入孔２６ａに挿入され、ファイバ被覆３０は
ファイバ被覆挿入孔２６ｂに挿入され、光ファイバ２８
及びファイバ被覆３０と第２バイブ部材２６との接合は
例えば光学接着剤によりなされる。

第５図は本発明の実施例においてモジュール１０を第１
パイプ部材２４内に固定する方法の一例を説明するため
の図である。まず、同図（ａ）に示すように、第１の部
分となるべき直方体形状の金属ブロック２０′に溝２０
ａを形成して、この溝２０ａにモジュール１０を固定し
、他方、第２の部分となるべき円柱形状の金属ブロック
２２”にも溝２２ａを形成しておく。そして、同図１１
））に示すように、金属ブロック２０°、２２°をこれ
らの溝形成面同士が対向するように密着させ、レーザ溶
接により一体化した後、この一体化物を研削、研磨する
等によりＰで示される円柱外形とするものである。尚、
金属ブロックを一体化した後・に円柱外形に成形するの
ではなく、円柱形状の金属ブロックをその幾何学的な中
心軸を含む面で切断した後、谷溝を形成し、一方の溝に
モジュールを固定して切断部分同士を一体化するように
してもよい０ 第６図は本発明の実施例においてモジュールを第１パイ
プ部材内に固定する方法の他の例を説明するための図で
ある。この例では、円柱形状の金属ブロックに切り込み
部３２ａを形成しておき、この切り込み３２ａ内にモジ
ュール１０を固定した後、切り込み３２ａのパイプ部材
側面側の開口部を蓋部材３４により閉塞している。蓋部
材３４と第１パイプ部材３２の接合は、例えばレーザ溶
接によりなされる。

モジュール１０が内部に固定された第１パイプ部材２４
又は３２と光ファイバ２８が挿入固定された第２パイプ
部材２６とを相互固定するに際しては、第１パイプ部材
におけるモジュール１０が霧出している端面と第２パイ
プ部材における光ファイバ２８が露出している端面とを
密着させておき、モジュール１０と光ファイバ２８との
光結合効率をモニタリングしながら、光結合効率が最大
となるように第１パイプ部材と第２パイプ部材との相対
的な位置関係を調整して位置の確定をなし、確定した位
置にて当接面の側方からレーザ溶接を行うようにすれば
良い。レーザ溶接には例えばＹＡＧレーザ溶接器を用い
ることが出来る。

このように本発明によれば、モジュール１０を保持して
いる部分と光ファイバ２８を保持している部分との接合
に接着剤が不要であるから、温度変化等に対する信頼性
が向上する。

第７図は本発明の実施例において第１パイプ部材と第２
パイプ部材とをレーザ溶接にて固定する方法の他の例を
説明するための図である。この例では、第１パイプ部材
２４と第２パイプ部材２６とを直接にレーザ溶接により
接合するのではなく、両バイブ部材２４．２６を円筒状
部材３６内に挿入し、第１パイプ部材２４と円筒状部材
３６とを並びに第２パイプ部材２６と円筒状部材３６と
をレーザ溶接するようにしている。この構造によれば、
両バイブ部材２４．２６間の固定強度が増大するととも
に、モジュール１０と光フアイバ２８間に屈折率整合用
の図示しないシリコーンゴム等の介在物を容易に介在さ
せることが出来るようになる。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、導波路型光モジュ
ールと光ファイバとを接続するに際して、接続部におけ
る接着剤が不要になり、温度変化等に対する信頼性が向
上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構造の説明図、 第２図は実施例において使用する導波路型光モジュール
の構成図、 第３図は実施例において導波路型光モジュールを第１パ
イプ部材内に固定した状態を示す斜視図、第４図は実施
例において光ファイバを第２パイプ部材内に固定した状
態を示す斜視図、第５図は実施例において導波路型光モ
ジュールを第１パイプ部材内に固定する方法の一例を説
明するための図、 第６図は実施例において導波路型光モジュールを第１パ
イプ部材内に固定する方法の他の例を説明するための図
、 第７図は実施例において第１パイプ部材と第２パイプ部
材とをレーザ溶接にて固定する方法の他の例を説明する
ための図、 第８図は従来技術の説明図である。 １．１ １ａ。 １、　２ ３．２ ４．２ ０・・・導波路型光モジニール、 １４・・・先導被部、 ４．３２・・・第１パイプ部材、 ８・・・光ファイバ、 ６・・・第２パイプ部材。 （ｂ） （Ｃ） 導儂路梨光七！ノエール 光４遺るｐ 第１パイフ°あＰ）マ 元フプイバ ロア 第２　バイ１゜４阿才 オζ季６ｅ月の基４８未鳥２造の５も８月（２）第１図 ２日　、光ファイバ 芙方芭イ多°ｊに８・・１児ファイバ北第２バイブ４Ｐ
オｊ内１；固えした４人町（と、デ、″ｉシＨ見悶第４
図 芙方也１列にル’７４皮路型児仁か−ルと第１パイフ。 抑矛才旧１こ固定する方シ五の一イ列６兇ｐ月１ろｒ；
めの図第５図 １０　　　　剖り皮ン各梨光変訓１％ｅ〜ノユール１４
　°　光導遺９Ｐ 矢り也づ多Ｊ【＝ｂ−・て（を用１ろ導畑３各型光モ公
−ルの槙爪の第２図 尖Ｊ芭イ列Ｌ；お・・て樺５皮に’Ｒ３ヒ七うら２−ル
Σネ１バルブ番ＰＪｆ内ｌて固定Ｌｒ；夢Ｊも２斤・Ｌ
斜μ見圀第３図 尖犯例１：ｈ１’？導遥路型光七ジュール元第１パイプ
き鮮２１１１：ｌｌ″−固支する方う天の他のイ列乞３
え朗１ろへのの区］第６図 Ｐ＄１パイプ舎Ｐ才才と第２パイプ告Ｐオオ乙とし−が
一５容搏１；７固定する万ユのイ也のブ列と８免Ｂ月７
６ｒ：のの口第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光導波部（１ａ）を有する導波路型光モジュール（１）
   を上記光導波部（１ａ）の端面が露出するように金属製
   の第１パイプ部材（２）内に固定し、 光ファイバ（３）をその端面が露出するように細孔を有
   する金属製の第２パイプ部材（４）に挿入固定し、 上記光導波部（１ａ）の端面と上記光ファイバ（３）の
   コア（３ａ）端面とを対向させた状態で上記第１パイプ
   部材（２）と上記第２パイプ部材（４）とをレーザ溶接
   にて固定したことを特徴とする導波路型光モジュールと
   光ファイバの接続構造。