JPH0364843B2 - - Google Patents

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JPH0364843B2
JPH0364843B2 JP58035532A JP3553283A JPH0364843B2 JP H0364843 B2 JPH0364843 B2 JP H0364843B2 JP 58035532 A JP58035532 A JP 58035532A JP 3553283 A JP3553283 A JP 3553283A JP H0364843 B2 JPH0364843 B2 JP H0364843B2
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JP
Japan
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optical
base
protrusions
light emitting
optical element
Prior art date
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JP58035532A
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English (en)
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JPS59162516A (ja
Inventor
Minoru Shikada
Toshihiko Sugie
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NEC Corp
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP3553283A priority Critical patent/JPS59162516A/ja
Publication of JPS59162516A publication Critical patent/JPS59162516A/ja
Publication of JPH0364843B2 publication Critical patent/JPH0364843B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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    • G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光導波路等の2つの光学素子間が光学
的な結合を保つたまた高い精度で位置合わせ固定
された光学装置に関する。
近年光半導体素子や光導波路等の性能の飛躍的
向上により、光フアイバ通信、光情報処理等が実
用化段階に達するに到つている。しかし、これら
光フアイバ通信、光情報処理においては、光源、
伝送路、受光素子、光回路等が光学的な結合を保
つために通常数μmから数百μmの精度で位置合
わせ固定され、しかも高い信頼性で保持されなけ
ればならない。
従来この固定手段としては、接着や半田付けが
行なわれて来た。しかし接着においては接着剤の
固定強度が十分には強くなく長期の信頼性に欠け
る、固着に時間がかかり作業性があまり上らない
等の問題があつた。又半田付けにおいては、固定
強度や作業性には問題が少ないものの、半田加熱
時の熱が光半導体素子に信頼性等の面で悪影響を
与えたり、同じく半田加熱時の熱による部材の熱
膨張や半田の凝固時の収縮が光学的な結合を低下
させる等の問題があつた。
本発明の目的はこのような問題点を解決し、半
田等加熱を必要とする接合材料を使用する時、加
熱による信頼性の低下、光学的結合の低下等がな
い光結合装置を提供することにある。
本発明の光結合装置は、第1の光学素子を保持
する第1の基台と、前記第1の光学素子に光学的
に結合する第2の光学素子を保持する第2の基台
とから成り、前記第1の基台に複数の突起を設
け、前記第2の基台の前記突起に対応する位置に
前記突起と嵌合するあなを設けた構成となつてい
る。
本発明は、第1の光学素子を有する第1の基台
と第2の光学素子を有する第2の基台とを接合材
を使つて固定する際固着個所を第1の基台に設け
た突起部と第2の基台に設けた孔部との間だけに
限定するものである。
こうすると、接合材を加熱する際の熱の拡がり
が小さくなり、第1、第2の光学素子に熱的に悪
影響を及ぼすことや、基台が熱膨張して光学素子
間の光学的結合を低下させることがなくなる。
また接合材は突起部とその突起部がゆるく嵌合
するあな部との間を埋めることになるが、接合材
が凝固、収縮する際生じる応力は突起部の中心軸
の回りにほぼ等方的に生じるので、互いに相殺さ
れて突起部、あな部同志の位置ずれはほとんど生
じない。従つて光学素子間の光学的結合を低下さ
せることがない。また各あな部は、光学素子の光
軸を中心とした円周方向に等間隔に、もしくはほ
ぼ対称に配置されているので、熱膨張による位置
ずれが、光軸に垂直な方向に相殺されて、ますま
す光学的結合の低下を小さくできる。
次に図面を用いて本発明を詳しく説明する。
第1図は従来例を説明するための斜視図、第2
図は同じく断面図である。この従来例は発光ダイ
オード1の出力光を光フアイバ2に結合させる光
結合装置の例である。
第1の光学素子の発光ダイオード1は第1の基
台であるステム3に固定されている。そしてステ
ム3には側板8が固定されている。一方第2の光
学素子である光フアイバ2は第2の基台である端
末金具9に固定されている。端末金具9およびス
テム3は微動機構(図示せず)で保持され、発光
ダイオード1の出力光が光フアイバ2に効率良く
結合するように位置調整される。この位置調整さ
れた状態で側板8と端末金具9の空隙全体に半田
ゴテを介して半田材14が流し込まれ、それによ
つて端末金具9がステム3上にハンダ付けされて
いる。
このような従来例において端末金具9と側板8
の間を良好にハンダ付けするためには、端末金具
9および側板8のハンダ付け箇所全面がハンダ材
14の融点近くまで加熱されなければならない。
この場合これらの熱がステム3、発光ダイオー
ド1、そして光フアイバ2にまで拡がつて、これ
らの部材を100℃以上も温度上昇させた。このた
め発光ダイオード1の信頼性が低下したり、熱膨
張等による位置ずれのために結合効率が20%以上
も低下する等の欠点があつた。
次に本発明の実施例を詳しく説明する。
第3図は本発明の第1の実施例を説明するため
の斜視図、第4図は同じく断面図である。この第
1の実施例は、第1の光学素子である発光ダイオ
ード1と第2の光学素子である光フアイバ2を光
学的に結合させる光結合装置15の例である。
発光ダイオード1は第1の基台であるステム3
に固定されている。ステム3には、発光ダイオー
ド1の出力光の光軸を中心とした円周方向に等間
隔に3ケ所に突起部4を有する側板8が固定され
ている。一方光フアイバ2は第2の基台である端
末金具9に固定されており、さらに端末金具9に
は突起部4がそれぞれゆるく嵌合できる孔部10
が3ケ所設けられている。
端末金具9及びステム3は微動機構(図示せ
ず)で保持され、発光ダイオード1の出力光が光
フアイバ2に効率良く結合するように、かつ突起
部4がそれぞれ孔部10にゆるく嵌合するように
位置調整される。この位置調整された状態で突起
部4と孔部10の間のそれぞれの間隙に半田ゴテ
を介して半田材14が流し込まれ、それによつて
発光ダイオード1と光フアイバ2の光学的結合を
高効率に保つたまま、端末金具9がステム3上に
固定される。
このようにして得られた光結合装置15におい
ては、半田材14の使用箇所が突起部4と孔部1
0の嵌合部だけに限定されているので、半田材1
4を加熱する際ステム3や端末金具9への熱の伝
導が少ない間に半田付作業を完了できる。従つて
発光ダイオード1や光フアイバ2等の光学素子に
対し、加熱による信頼性の低下等の悪影響を及ぼ
すことや、ステム3、端末金具9等が熱膨張して
発光ダイオード1、光フアイバ2間の結合効率を
低下させることが少ない。また半田材14は、突
起部4と孔部10の間を埋めることになるが、半
田材14が凝固、収縮する際生じる応力は、突起
部4の中心軸の回りにほぼ等方的に生じるので、
互いに相殺されて位置ずれはほとんど生じない。
また、孔部10等が発光ダイオードの出力光の光
軸を中心とした円周方向に等間隔に配置されてい
ることもあつて、位置ずれをますます小さくして
いる。従つて発光ダイオード1、光フアイバ2間
の結合効率を低下させることがない。実際第1の
実施例において半田材14を半田付けする際の温
度上昇は、発光ダイオード1で15℃、光フアイバ
2で50℃程度であつた。また発光ダイオード1と
光フアイバ2の結合効率の合低下は5%以下と実
用上問題にならない値に抑えることができた。従
来方法においては発光ダイオード、光フアイバと
も100℃以上温度上昇し、結合効率の低下も20%
以上生じたのに比べ大きな改善ができた。
第5図は本発明の第2の実施例を説明するため
の斜視図である。第3の実施例は導波路形の光ス
イツチ25と入、出射側光フアイバ26,27,
28とを結合させる光結合装置15の例である。
光スイツチ25は光学結晶であるLiNbO3板3
0上に第1、第2の光導波路31,32をTiの
熱拡散によつて作成した一般に良く知られている
もので、電極板33への印加電圧を変えることに
より、第1の光導波路31の伝搬光を第2の導波
路32に結合させるか、あるいは第1の光導波路
31をそのまま伝搬させるかの2つの状態のいず
れかに切換えることができる光スイツチである。
この実施例では入射側光フアイバ26の伝搬光を
光スイツチ25の第1の光導波路31にまず結合
させ、次に切換えられて第2の光導波路32また
は第1の光導波31を出射する伝搬光を第1、第
2の出射側光フアイバ27,28にそれぞれ結合
させている。
光スイツチ25は第1の基台であるステム3に
固定されている。ステム3には第1の突起部5が
4ケ所および第2の突起部6が4ケ所設けられて
いる。一方入射側光フアイバ26は第2の基台で
ある第1の保持板38に、第1、第2の出射側光
フアイバ27,28は第2の保持板39に固定さ
れている。なお、第1、第2の出射側光フアイバ
27,28の間隔は第1、第2の光導波路31,
32の間隔と同じになるよう予め合わせてある。
第1、第2の保持板38,39には第1の突起部
4および第2の突起部6がそれぞれゆるく嵌合で
きる第1の穴部11が4ケ所、第2の穴部12が
4ケ所設けられている。これら穴部の形状は、接
合材の流し込みおよび硬化を容易にするために、
第1、第2の実施例とは多少異なるものにした。
第1、第2の光導波路31,32に対する入、
出射側光フアイバ27,28の位置合わせ、およ
び第1、第2の突起部5,6と第1、第2の穴部
11,12の位置合わせは第1、第2の実施例の
場合と同様である。第3の実施例では熱硬化性の
接着剤エポキシ樹脂44を接合材として用い、そ
れぞれ、第1、第2の突起部5,6と第1、第2
の穴部11,12との間隙に流し込み、赤外線ラ
ンプ(図示せず)の出力光を小さく集光して接合
材44に当て数分で硬化させた。
第2の実施例においても第1の実施例と同様に
位置ずれ、温度上昇等の少ない光結合装置を得る
ことができた。第2の実施例では接合材としてエ
ポキシ樹脂44を用いたが、この樹脂を高い温度
に上げることができるので、短い作業時間でしか
も大きな固定強度を得ることができ、従来の接着
剤の欠点を補うことができた。
本発明に関しては上記実施例の他にも多くの変
形が考えられる。第1の光学素子としては発光ダ
イオード1、光スイツチ25の例を、第2の光学
素子としては光フアイバ2の例を示したが、これ
らの他にも、フオトダイオード等の受光素子、半
導体レーザ、ガスレーザ等の発光素子、球レン
ズ、屈折率2乗分布形集束性ロツドレンズ、平面
導波路等の受動素子、超音波光変調素子等の能動
素子他さまざまな光学素子が第1、第2の光学素
子として使用可能である。
突起部4,5,6やあな部10,11,12と
しては、上記実施例の形状のものの他に、突起部
表面、あな部内側に段や溝を設けて半田材14等
との固着をより強固にすることも可能である。接
合材としては半田材14、エポキシ樹脂44の他
にも、各種ロウ材、接着剤等が使用可能である。
また加熱法の例として半田ゴテ加熱、赤外線加熱
の例を示したが、その他にもバーナー、高周波、
レーザ光等による加熱等いろいろな方法が適用可
能である。
尚実施例では第1の基台はステム、第2の基台
が端末金具やホルダになつているが、この逆にし
てもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例を示す斜視図、第2図は同じく
断面図、第3図は本発明の第1の実施例を示す斜
視図、第4図は同じく断面図、第5図は第2の実
施例を示す斜視図である。ここで1は発光ダイオ
ード、20は半導体レーザ、25は光スイツチで
それぞれ第1の光学素子に対応する。3はステム
で基台に対応する。2,26,27,28は光フ
アイバ、22は球レンズでそれぞれ第2の光学素
子に対応する。9は端末金具、24は球レンズホ
ルダ、38,39は保持板でそれぞれ第2の基台
に対応する。4,5,6が突起部、10,11,
12があな部である。また14が半田材、44が
エポキシ樹脂で接合材に対応する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1の光学素子を保持する第1の基台と、前
    記第1の光学素子に光学的に結合する第2の光学
    素子を保持する第2の基台とからなり、前記第1
    の基台に、前記第1の光学素子の光軸を中心とし
    た円周方向に等間隔に、もしくはほぼ対称位置
    に、複数の突起を設け、前記第2の基台の前記突
    起に対応する位置に、前記突起と嵌合する穴部が
    設けられているとともに、前記第1、第2の光学
    素子が光学的に結合された状態で、すくなくとも
    前記穴部と前記突起部の間に注入された加熱を要
    する接合材によつて前記第1、第2の基台同志が
    固定されていることを特徴とする光結合装置。
JP3553283A 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置 Granted JPS59162516A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3553283A JPS59162516A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3553283A JPS59162516A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59162516A JPS59162516A (ja) 1984-09-13
JPH0364843B2 true JPH0364843B2 (ja) 1991-10-08

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ID=12444340

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3553283A Granted JPS59162516A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08310632A (ja) * 1995-05-19 1996-11-26 Temusu:Kk ベルトコンベア

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH591038A5 (ja) * 1975-06-27 1977-08-31 Lucifer Sa

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JPS59162516A (ja) 1984-09-13

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