JPH0538610U - 光結合構造およびそれに使用するスリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザと光ファイバとの間で安定した
光結合構造を行なう。 【構成】 光ファイバおよび固定用基体と熱膨張係数が
近似している値を有する材料からなる割り付きスリーブ
を、前記光ファイバに装着してあり、かつこの光ファイ
バを含む前記スリーブを固定手段により前記基体に固着
してある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、半導体発光素子または受光素子と光ファイバとの間で効果的な光 結合を行なうための光結合構造および前記光結合構造に使用するスリーブに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の光結合構造としては、特開昭６１−４３４９４号に開示されて いるものが知られている。

【０００３】 図４は、その説明に供する図である。発光素子としての半導体レーザと、光フ ァイバとの間に光結合を行なうものである。

【０００４】 図４において、１は半導体レーザ、２は光ファイバ、３は低温はんだ、４は金 属基体である。半導体レーザ１から出射された光ビームを、先端がレンズ状に加 工された光ファイバ２の中に伝搬させるため、半導体レーザ１から出た光ビーム を効果的に光ファイバ２へ導けるよう最適な位置に両者の位置を合わせた後、光 ファイバ２を低温はんだ３で金属基体４に固着させている。ここでの固着は、石 英を主成分とする光ファイバの表面に、ニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）などの金 属膜を、メッキとか真空蒸着などの方法で予め付着させ、この金属膜と基体４と をはんだで固定することにより、行なっていた。

【０００５】 この従来の光結合構造によれば、半導体レーザ１と光ファイバ２との間の絶対 的な位置関係を、経時的に位置変動が起きないように安定に保てる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）を主成分とする光ファイバ２に金属 膜を直接付着させた場合、この金属膜の光ファイバ２への密着性は必ずしも満足 のゆくものではないため、光ファイバ２をこの金属膜を介し金属基体４にはんだ ３で固定する従来の光結合構造では、光ファイバ２と金属基体４との間に、機械 的に強固な状態を維持させることができないという問題点があった。このような 問題点が生ずると、金属基体４上に搭載されている半導体レーザ１と光ファイバ ２との間の位置関係が安定して保たれなくなり、光結合時の光の結合量に変動が 生ずるので改善が望まれる。

【０００７】 この考案はこのような点に鑑みなされたものであり、従って、この考案の目的 は、光ファイバを基体に従来より強固に固定できる光結合構造と、これに用いて 好適なスリーブとを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上述の目的の達成を図るため、この考案によれば、 固定用基体に光ファイバを固定手段で固着してなる光結合構造において、 光ファイバおよび固定用基体と熱膨張係数が近似している値を有する材料から なるスリーブを、光ファイバに装着してあり、かつ光ファイバを含む前記スリー ブを固定手段により前記基体に固定してあることを特徴とする。

【０００９】 この考案の実施に当たり、好ましくは、スリーブを割り付きスリーブとするの がよい。

【００１０】

【作用】

この考案によれば、例えば半導体レーザと光ファイバとの結合において、光フ ァイバの所定の部分に、光ファイバの主要成分であるＳｉＯ₂ と熱膨張係数が同 じか或いは近似している値を有する材料からなるスリーブを圧入などの方法によ り装着することにより、スリーブと光ファイバとの間の固定が先ず確保される。 そして、光ファイバは基体にこのスリーブを介して固定手段により固着される。 ここで、このスリーブは、光ファイバに金属膜を直接付着させていた場合と比べ 、基体への光ファイバ固定に好適な材質・形状のもの或いはメタライズされたも のとできる。この結果、光ファイバを基体に従来より強度を高めて固定できる。 また、スリーブを用いることにより、光ファイバにはメタライズ加工をしないで 良くなる。このため、光ファイバの固定の際の作業も簡易化されると考える。

【００１１】 また、スリーブに溝を切って、割り付きスリーブとする構成の場合、スリーブ にファイバをスムーズに装着できる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照し、この考案の好適実施例を説明する。

【００１３】 なお、図面は考案が理解できる程度に、各構成成分の寸法、形状および配設位 置を概略的に示しているにすぎない。また、以下の説明では、特定の材料および 特定の数値的条件を挙げて説明するが、これら材料および条件は単なる好適例に すぎず、従ってこれらに何ら限定されるものではない。

【００１４】 はじめに、この考案の光結合構造に用いて好適なスリーブについて説明する。

【００１５】 図１は、その説明に供する斜視図であり、光ファイバ１２に、溝１５ａを切っ たスリーブ１５を装着した状態を、出射ビーム１６と共に示したものである。

【００１６】 図１に示すように、スリーブ１５は、内径を光ファイバ１２よりも僅かに小さ くしてあり、かつスリーブ１５に光ファイバ１２を圧入する際スムーズに装着で きるように、溝１５ａを切った、いわゆる割り付きスリーブとなっている。例え ば、光ファイバがクラッド径１２５μｍのシングルモードファイバの場合、スリ ーブの材料を、熱膨張係数が約４．４×１０^-6／℃の値を有するコバールとする と、スリーブの内径は約１２０μｍとするのが望ましい。

【００１７】 スリーブの材料は、熱膨張係数の値が同じか、あるいは近似しているものであ ればよく、他に熱膨張係数が５×１０^-6／℃の値を有する４２アロイなどを使用 することができる。

【００１８】 上述のような構成とすることにより、スリーブを光ファイバに機械的に強固に 固着できるため、後に説明するように、非常に安定した光結合構造が得られる。

【００１９】 なお、スリーブの基体１４への固定をはんだで行なう場合には、はんだのぬれ 性を向上させるためスリーブにＡｕなどによるメタライズを行なうのが良い。こ のようなメタライズは、光ファイバに直接メタライズする場合より強固となるこ とは明らかである。

【００２０】 また、スリーブは、光ファイバに圧入装着できる適宜寸法のものを選べば、必 ずしも割り付きスリーブでなくてよい。

【００２１】 次に、上述の割り付きスリーブ１５を用いた例により光結合構造の第１の実施 例を説明する。図２は、光ファイバに 装着されたスリーブの部分を固定用基体 に固着した第１の実施例を示す斜視図である。図において、１１は半導体レーザ 、１２は先端部分をレンズ状に加工した光ファイバ、１４は固定用基体、１５は 割り付きスリーブ、１５ａは溝、１６は出射ビーム、１７は固定手段、すなわち スリーブと基体とを強固に固着するためのはんだなどの固定材料である。

【００２２】 図２について説明する。まず、半導体レーザ１１を駆動し、出射ビーム１６を 光ファイバ１２の先端部分に照射する。次に、光ファイバ１２を微動させて、出 射ビームが光ファイバ内に効率よく入るように調心する。光ファイバ１２の最適 な位置が決まれば、その位置に光ファイバ１２をはんだなどの固定手段で固定す る。

【００２３】 スリーブには金などを付着させてあるので、はんだなどの固定材料により強固 な固定が確保できる。

【００２４】 図３は、光ファイバに装着させたスリーブの部分を固定用基体に固着した第２ の実施例を示す斜視図である。図に示すように、上述の第１の実施例で用いたは んだなどの固定材料の代わりに、固定手段として、ＹＡＧレーザのスポット光な どにより固定用金属溶接部１８を形成して溶接固定する。この際も、第１の実施 例と同様に光ファイバ１２を最適位置に調心した後、溶接固定する。

【００２５】 以上の実施例においては、割り付きスリーブを例に説明したが、この考案はこ れに限定されるものではなく、スリーブの内面に凸状の係合部を形成して光ファ イバとの摩擦係合をよくすることができる。また、光ファイバをスリーブに装着 する際、圧入によるほか、かしめを利用して行なってもよい。

【００２６】 また、上述の実施例では、発光素子と光ファイバとの光結合構造につき説明し たが、この考案の構造は、受光素子と光ファイバとの間の光結合にも適用できる 。また、この考案は、コア径の小さいシングルモード光ファイバを用いる場合に 特に好適であるが、勿論、マルチモードファイバを用いる場合にも適用できる。

【００２７】

【考案の効果】

上述した説明からも明らかなように、光ファイバと半導体レーザとの最適な絶 対的位置関係を安定して得るために、スリーブを光ファイバに圧入などの方法で 装着し、このスリーブと固定用基体をはんだなどで固定するので、光ファイバ表 面に金属膜をメッキとか或いは真空蒸着によって形成し、この金属膜と固定用基 体とをはんだなどで固定する従来の方法と比較して、極めて信頼度の高い高性能 な安定した光結合構造が得られる。

【００２８】 また、光ファイバ側にはメタライズ等の加工が不要となるので、光ファイバ固 定作業を簡易に行なえると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の光結合構造に使用する割り付きスリ
ーブを光ファイバに装着した様子を示す斜視図である。

【図２】この考案による光結合構造の第１の実施例を概
略的に示す斜視図である。

【図３】この考案による光結合構造の第２の実施例を概
略的に示す斜視図である。

【図４】従来技術による光結合構造の断面図である。

【符号の説明】

１１：半導体レーザ １２：光ファイバ １４：固定用基体 １５：割り付きスリーブ １５ａ：溝 １６：出射ビーム １７：固定材料 １８：固定用金属溶接部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定用基体に光ファイバを固定手段で固
   着してなる光結合構造において、 光ファイバおよび固定用基体と熱膨張係数が近似してい
   る値を有する材料からなるスリーブを、前記光ファイバ
   ーに装着してあり、かつ光ファイバを含む前記スリーブ
   を固定手段により前記基体に固着してあることを特徴と
   する光結合構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光結合構造に使用する
   スリーブであって、 前記スリーブが、割り付きスリーブであることを特徴と
   するスリーブ。