JPH06102432A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 挿入損失の温度特性に優れ、かつ小型で低コ
ストな光モジュールを提供すること。 【構成】 少なくとも２つの光部品を突き合わせ接合す
るためのホルダを備えた光モジュールにおいて、光部品
１１、１３、１７が同一の略円形断面外形を有する金属
製ホルダ１０、１４、１６に収容されていることを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つの光部
品を突き合わせ接合するためのホルダを備えた光モジュ
ールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の光モジュールの外観斜視図
である。

【０００３】同図において、単心光ファイバ１及び４心
テープ状光ファイバ（以下４心テープファイバ）２がそ
れぞれ精密Ｖ溝３、４上に接着固定されている。これら
の精密Ｖ溝３、４は断面が凹字形状の金属製ホルダ５、
６内にそれぞれ接着固定されている。

【０００４】他方、石英系１×４（１入力４出力）スタ
ー型のカプラ素子７が断面が凹字形状の金属製ホルダ８
上に接着固定されている。各光部品１〜４、７は金属製
ホルダ５、６、８ごと端面が鏡面研磨され、各光ファイ
バ１、４の光軸とカプラ素子７の光軸とが一致するよう
にアライメントされた後、金属製ホルダ５、６、８の接
合部がＹＡＧレーザにより溶接固定されて光モジュール
が形成されている。

【０００５】この光モジュールの４心テープファイバ２
の各光ファイバにレーザ光を入射すると、合波されたレ
ーザ光が単心光ファイバ１から出射し、逆に単心光ファ
イバ１にレーザ光を入射すると、分岐されたレーザ光が
４心テープファイバ２の各光ファイバから出射するよう
になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光モジュールは、温度が変化すると挿入損失の
変動が大きくなり、挿入損失の温度特性が低下してしま
う。これは各金属製ホルダ５、６、８の断面の形状が、
金属製ホルダ５、６、８上の各光部品１〜４、７の中心
（重心）あるいは光軸に対して点対称ではないため、温
度変化時の膨張、収縮によって接合面で光軸ずれが生じ
るためである。

【０００７】また、従来の光モジュールは、金属製ホル
ダ５、６、８上の光部品１〜４、７の一部が露出してお
り、これを保護するため、別途パッケージ内に収容する
必要があり、その結果、光モジュールが大型化すると共
にコストが高くなってしまう。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、挿入損失の温度特性に優れ、かつ小型で低コストな
光モジュールを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも２つの光部品を突き合わせ接合
するためのホルダを備えた光モジュールにおいて、光部
品が同一の略円形断面外形を有する金属製ホルダに収容
されているものである。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、光部品が同一の略円形断面
外形を有する金属製ホルダに収容されているので、温度
変化によって金属製ホルダが膨張、収縮しても断面中心
では膨張、収縮に伴う変位量が略ゼロとなり、光部品を
この断面中心に配置することで光部品が一定方向の力を
受けることがなくなる。すなわち、挿入損失の温度特性
が向上する。また、光部品が金属製ホルダに収容される
ことによりパッケージの必要がなくなり、小型化するこ
とができると共にコストを抑えることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１２】図１は本発明の光モジュールの一実施例の
一部断面斜視図である。

【００１３】同図において、円柱状のホルダ１０の中心
部には、中心軸に沿って挿入孔１０ａが形成されてい
る。この挿入孔１０ａ内には、例えば４心テープファイ
バ１１の各光ファイバ（図示せず）が接着固定されると
共に押さえ蓋１２が取り付けられた精密Ｖ溝１３が接着
固定されている。ホルダ１０の一方の面（図の右側）は
各光ファイバの端面、押さえ蓋１２及び精密Ｖ溝１３と
同一面となっており、各光ファイバの端面は、押さえ蓋
１２及び精密Ｖ溝１３の端面ごと鏡面研磨されている。

【００１４】ホルダ１０と同一の略円形断面外形を有す
る円柱状のホルダ１４の中心部には、中心軸に沿って挿
入孔１４ａが形成されている。この挿入孔１４ａ内に
は、石英系１×４スター型のカプラ素子１５等が接着固
定されている。ホルダ１４の軸方向の長さは、カプラ素
子１５の長手方向の長さに等しく、入出射面とホルダ１
４の両端面とが同一面となっており、カプラ素子１５の
両端面はホルダ１４ごと鏡面研磨されている。

【００１５】ホルダ１４と同一の略円形断面外形を有す
るホルダ１６の中心部には、中心軸に沿って図示しない
挿入孔が形成されている。この挿入孔内には、単心光フ
ァイバ１７を保持するパイプ（図示せず）が挿入され、
接着固定されている。単心光ファイバ１７の端面はホル
ダ１６の一方の端面（図の左側）と同一面になるように
露出しており、かつホルダ１６の端面ごと鏡面研磨され
ている。

【００１６】各ホルダ１０、１４、１６の断面形状は上
述したように同一の略円形であり、かつ各光部品１１、
１２、１３、１５、１７を装着した際に光軸が断面中心
を通るように設計されている。

【００１７】これら各ホルダ１０、１４、１６の端面同
士が突き合わされて、単心光ファイバ１７からレーザ光
が入射され、テープファイバ１１の各光ファイバから出
射するレーザ光の光量が最大となるように光軸がアライ
メントされた後、各ホルダ１０、１４、１６の接合部の
側面上が例えばＹＡＧレーザによりスポット溶接あるい
は連続溶接され、光モジュールが形成される。

【００１８】この光モジュールの４心テープファイバ１
１の各光ファイバにレーザ光を入射すると、合波された
レーザ光が単心光ファイバ１７から出射し、逆に単心光
ファイバ１７にレーザ光を入射すると、分岐されたレー
ザ光が４心テープファイバ１１の各光ファイバから出射
するようになっている。

【００１９】次に実施例の作用を述べる。

【００２０】４心テープファイバ１１、カプラ素子１５
及び単心光ファイバ１７等の光部品が同一断面外形を有
するステンレス製のホルダ１０、１４、１６にそれぞれ
収容されているので、温度変化によって各ホルダ１０、
１４、１６が膨張、収縮しても断面中心では膨張、収縮
に伴う変位量が略ゼロとなり、光部品１１、１２、１
３、１５、１７をこの断面中心に配置することで光部品
１１、１２、１３、１５、１７が一定方向の力を受ける
ことがなくなる。すなわち、挿入損失の温度特性が向上
する（図２（ａ）、（ｂ）参照）。また、各光部品１
１、１２、１３、１５、１７がステンレス製ホルダ１
０、１４、１６に収容されており、光部品１１、１２、
１３、１５、１７が露出しておらず、機械強度も十分で
あり、パッケージの必要がなくなり、小型化することが
できると共にコストを抑えることができる。

【００２１】ここで、図２（ａ）は光モジュールを温度
サイクル試験を行ったときの挿入損失変化量と温度との
関係を示す図、同図（ｂ）は温度サイクルを示す図であ
る。同図（ａ）、（ｂ）の横軸は共に時間軸を示し、同
図（ａ）の縦軸は挿入損失変化量を示し、同図（ｂ）の
縦軸は温度を示している。

【００２２】同図（ａ）において、実線は図１に示した
光モジュールの挿入損失変化量を示し、破線は図４に示
した従来の光モジュールの挿入損失変化量を示してい
る。

【００２３】温度サイクルは０〜＋７０℃で２サイクル
の温度変化となっており、波長１．３μｍ帯のレーザ光
を入射させたとき従来の光モジュールでは０．３ｄＢを
超える損失増加を示したが、本願の光モジュールではわ
ずか０．１ｄＢ未満と非常に良好な温度特性を得ること
ができた。

【００２４】図３は他の実施例の一部断面斜視図であ
る。

【００２５】図１に示した光モジュールとの相違点は、
各ホルダ２０、２１、２２の形状が円柱状ではなく、平
行な平面（基準面）２０ａ、２１ａ、２２ａが両側面
（図では上下面）に形成された疑似円柱状である点であ
る。

【００２６】各ホルダ２０、２１、２２は互いに同一の
疑似円形断面外形を有する金属製のホルダであり、中心
部には中心軸に沿った挿入孔が形成されている。挿入孔
には図１に示した光モジュールと同様にテープファイバ
１１、精密Ｖ溝１２、カプラ素子１５及び単心光ファイ
バ１７等が挿入され接着固定されている。これらの光部
品１１、１２、１５、１７が接着固定された各ホルダ２
０、２１、２２は光軸がアライメントされた後ＹＡＧ溶
接されて光モジュールが形成される。

【００２７】この光モジュールの各ホルダ２０、２１、
２２は、断面外形が円ではないため挿入損失が若干犠牲
にはなるものの、光モジュールの製造時、特に光軸のア
ライメントの際、ホルダ２０、２１、２２の外周部に、
ホルダ２０、２１、２２の断面の中心軸に対して線対称
かつ光部品１１、１２、１５、１７の光軸の配列方向と
平行な基準面を設けたので各ホルダ２０、２１、２２を
安定に固定することが容易であり、精密Ｖ溝１３とカプ
ラ素子１５間の光軸アライメント時、回転角θの調整が
容易となるため作業性が大幅に向上する。

【００２８】以上において本実施例では、光部品が同一
の略円形断面外形を有する金属製ホルダに収容されてい
るので、挿入損失の温度特性に優れ、かつ小型で低コス
トな光モジュールを実現することができる。

【００２９】尚、本実施例では光部品に４心テープファ
イバ、単心光ファイバ及び１×４スター型のカプラ素子
を用いて説明したが、これらに限定されるものではな
く、２心以上のテープファイバ、発光素子、受光素子等
他の光部品に適用してもよいのはいうまでもない。ま
た、ホルダの数も図では３つであるが光部品の数に応じ
てホルダの数を増減してもよい。さらに、ホルダの材質
もステンレスに限定されるものではなく、他の金属を用
いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００３１】(1) 光モジュールの挿入損失の温度特性が
向上する。

【００３２】(2) 小型で低コストの光モジュールが得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光モジュールの一実施例の一部断面斜
視図である。

【図２】（ａ）は光モジュールを温度サイクル試験を行
ったときの挿入損失変化量と温度との関係を示す図、
（ｂ）は温度サイクルを示す図である。

【図３】他の実施例の一部断面斜視図である。

【図４】従来の光モジュールの外観斜視図である。

【符号の説明】

１０、１４、１６ ホルダ １０ａ、１４ａ 挿入孔 １１ ４心テープファイバ（光部品） １２ 押さえ蓋 １３ 精密Ｖ溝（光部品） １５ カプラ素子（光部品） １７ 単心光ファイバ（光部品）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樟山 裕幸 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの光部品を突き合わせ接
   合するためのホルダを備えた光モジュールにおいて、前
   記光部品が同一の略円形断面外形を有する金属製ホルダ
   に収容されていることを特徴とする光モジュール。
2. 【請求項２】 前記光部品の光軸が、前記金属製ホルダ
   の断面中心を通ることを特徴とする請求項１に記載の光
   モジュール。
3. 【請求項３】 前記金属製ホルダの断面の中心軸に対し
   て線対称かつ前記光部品の光軸の配列方向と平行な基準
   面が、前記金属製ホルダの外周部に設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の光モジュール。