JPH08160271A - 光学部品の接合方法 - Google Patents
光学部品の接合方法Info
- Publication number
- JPH08160271A JPH08160271A JP30775194A JP30775194A JPH08160271A JP H08160271 A JPH08160271 A JP H08160271A JP 30775194 A JP30775194 A JP 30775194A JP 30775194 A JP30775194 A JP 30775194A JP H08160271 A JPH08160271 A JP H08160271A
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- Japan
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- optical
- metal thin
- thin film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半田によって光学部品を強く接合する方法を
提供する。 【構成】 光学部品１の光非透過部分の表面または／お
よび光学部品の保持部材５の表面に金属薄膜を多層に形
成する。多層の金属薄膜のうち最外層２を９９．５％以
上の金にし、その表面を半田１０付けして光学部品を接
続する。
提供する。 【構成】 光学部品１の光非透過部分の表面または／お
よび光学部品の保持部材５の表面に金属薄膜を多層に形
成する。多層の金属薄膜のうち最外層２を９９．５％以
上の金にし、その表面を半田１０付けして光学部品を接
続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に利用されてい
る光アイソレータ等に組み込まれる光学部品の接合方法
に関するものである。
る光アイソレータ等に組み込まれる光学部品の接合方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムや光計測器等では、偏光
子や検光子等の各種光学部品が用いられている。これら
の光学部品は、光アイソレータ等に組み込まれる。光ア
イソレータは伝送路に設けられ、予定の伝送方向に進む
光だけを透過させ、光源に戻る反射光を選択的に遮断す
るものである。光アイソレータの性能を向上させるため
には、組み込まれた光学部品が強く接合されていなけれ
ばならない。
子や検光子等の各種光学部品が用いられている。これら
の光学部品は、光アイソレータ等に組み込まれる。光ア
イソレータは伝送路に設けられ、予定の伝送方向に進む
光だけを透過させ、光源に戻る反射光を選択的に遮断す
るものである。光アイソレータの性能を向上させるため
には、組み込まれた光学部品が強く接合されていなけれ
ばならない。
【０００３】光アイソレータは通常、光ファイバ等と接
合して使用される。光ファイバには伝送光が流れている
ので、時間の経過と共にファイバの温度が上昇する。フ
ァイバの温度上昇に伴って、光アイソレータ内部の温度
も上昇する。
合して使用される。光ファイバには伝送光が流れている
ので、時間の経過と共にファイバの温度が上昇する。フ
ァイバの温度上昇に伴って、光アイソレータ内部の温度
も上昇する。
【０００４】光アイソレータ内の光学部品は有機接着剤
で接合されていた。光アイソレータの温度上昇や外部の
温度変化によって、接着剤からガスが発生したり、接着
剤が膨張して光学部品の固定位置がずれたりすることが
あった。このため光アイソレータを有効に使用できる温
度範囲は狭くなり、近年では接着剤の替わりに、スズと
鉛との合金である半田で光学部品同士を接合している。
通常、光学部品の表面には金属薄膜が形成されており、
この金属薄膜の表面に半田を付着させ、半田の接合力で
光学部品同士を接合していた。
で接合されていた。光アイソレータの温度上昇や外部の
温度変化によって、接着剤からガスが発生したり、接着
剤が膨張して光学部品の固定位置がずれたりすることが
あった。このため光アイソレータを有効に使用できる温
度範囲は狭くなり、近年では接着剤の替わりに、スズと
鉛との合金である半田で光学部品同士を接合している。
通常、光学部品の表面には金属薄膜が形成されており、
この金属薄膜の表面に半田を付着させ、半田の接合力で
光学部品同士を接合していた。
【０００５】しかしながら、光学部品を半田で接合する
場合、外部の温度変化によって、半田にクリープが発生
することがある。さらに半田と接合している金属薄膜の
純度が低い場合、半田を溶融する際の加熱で金属薄膜が
変質し、光学部品を接合できなくなったり、接合された
光学部品間の接合強度も低いものとなってしまう。
場合、外部の温度変化によって、半田にクリープが発生
することがある。さらに半田と接合している金属薄膜の
純度が低い場合、半田を溶融する際の加熱で金属薄膜が
変質し、光学部品を接合できなくなったり、接合された
光学部品間の接合強度も低いものとなってしまう。
【０００６】光学部品を半田で強く接合する手段のひと
つとして、半田を溶融する際に融剤を添加する方法があ
る。しかし、融剤を添加すると光学部品の特性が劣化す
る。さらにこれらの光学部品で光アイソレータを組み立
てた場合、融剤の残渣のために光アイソレータの耐久性
が低くなる。特に、高温、高湿度で錆が発生してしま
う。
つとして、半田を溶融する際に融剤を添加する方法があ
る。しかし、融剤を添加すると光学部品の特性が劣化す
る。さらにこれらの光学部品で光アイソレータを組み立
てた場合、融剤の残渣のために光アイソレータの耐久性
が低くなる。特に、高温、高湿度で錆が発生してしま
う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためになされたもので、半田によって光学部品
を強く接合する方法を提供することを目的とする。
解決するためになされたもので、半田によって光学部品
を強く接合する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の光学部品の接合方法を図１により
説明する。同図に示されるように、光学部品１の光非透
過部分の表面または／および光学部品の保持部材５の表
面に金属薄膜を多層に形成する。多層の金属薄膜のうち
最外層２を９９．５％以上の金にし、その表面を半田１
０付けして光学部品を接続する。最外層２は、金のメッ
キ、金の蒸着、金のスパッタリングによって形成され
る。
めになされた本発明の光学部品の接合方法を図１により
説明する。同図に示されるように、光学部品１の光非透
過部分の表面または／および光学部品の保持部材５の表
面に金属薄膜を多層に形成する。多層の金属薄膜のうち
最外層２を９９．５％以上の金にし、その表面を半田１
０付けして光学部品を接続する。最外層２は、金のメッ
キ、金の蒸着、金のスパッタリングによって形成され
る。
【０００９】
【作用】光学部品１および光学部品の保持部材５の最外
層２は９９．５％以上の金である。最外層２の表面に半
田１０を加熱溶融しても、最外層２は金の含有率が高い
ため、熱によって表面に析出する不純物が極めて少な
い。析出する不純物が少ないと、半田１０と最外層２と
の接合力が強くなる。したがって、半田１０は光学部品
１を強く接合することができる。
層２は９９．５％以上の金である。最外層２の表面に半
田１０を加熱溶融しても、最外層２は金の含有率が高い
ため、熱によって表面に析出する不純物が極めて少な
い。析出する不純物が少ないと、半田１０と最外層２と
の接合力が強くなる。したがって、半田１０は光学部品
１を強く接合することができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明を適用する光学部品の接合方
法の一実施例を示す断面図である。同図に示されるよう
に、光学部品１の非透光部の表面には、複数の金属薄膜
が形成されている。最外層２となる金属薄膜は９９．５
％以上の金である。最外層２以外の層は金属薄膜であれ
ばよく、何層形成されていてもよい。
法の一実施例を示す断面図である。同図に示されるよう
に、光学部品１の非透光部の表面には、複数の金属薄膜
が形成されている。最外層２となる金属薄膜は９９．５
％以上の金である。最外層２以外の層は金属薄膜であれ
ばよく、何層形成されていてもよい。
【００１１】光学部品の保持部材５は表面に、複数の金
属薄膜が形成されているものである。光学部品１と同様
に、最外層２となる金属薄膜は９９．５％以上の金であ
り、最外層２以外の層は金属薄膜であればよく、何層形
成されていてもよい。
属薄膜が形成されているものである。光学部品１と同様
に、最外層２となる金属薄膜は９９．５％以上の金であ
り、最外層２以外の層は金属薄膜であればよく、何層形
成されていてもよい。
【００１２】最外層２には半田１０が付着しており、半
田１０により光学部品１と光学部品の保持部材５とが接
合されている。
田１０により光学部品１と光学部品の保持部材５とが接
合されている。
【００１３】図２は光学部品の一実施例の断面図であ
る。同図に示されるように、光学部品１はガラス材料か
らなり、非透光部に三層の金属薄膜が形成されている。
三層の金属薄膜のうち最外層２は９９．５％以上の金で
ある。非透光部と接触している内層３はクロムを主成分
としており、内層３と最外層２との間の中間層４は白金
を主成分としている。
る。同図に示されるように、光学部品１はガラス材料か
らなり、非透光部に三層の金属薄膜が形成されている。
三層の金属薄膜のうち最外層２は９９．５％以上の金で
ある。非透光部と接触している内層３はクロムを主成分
としており、内層３と最外層２との間の中間層４は白金
を主成分としている。
【００１４】図３は光学部品の保持部材の一実施例の断
面図である。同図に示されるように、保持部材５は金属
材料からなり、表面に二層の金属薄膜が形成されてい
る。二層の金属薄膜のうち最外層２は９９．５％以上の
金である。表面部と接触している内層３はニッケルを主
成分としている。
面図である。同図に示されるように、保持部材５は金属
材料からなり、表面に二層の金属薄膜が形成されてい
る。二層の金属薄膜のうち最外層２は９９．５％以上の
金である。表面部と接触している内層３はニッケルを主
成分としている。
【００１５】図４は本発明を適用する光学部品の接合方
法で組み立てられた光アイソレータの断面図である。同
図に示されるように、外筒２１内に偏光子２５、ファラ
デー回転子２３、検光子２６が光の入射側から順に配置
されている。ファラデー回転子２３は磁石２２によって
囲まれている。偏光子２５、磁石２２および検光子２６
はホルダー２４によって保持されている。偏光子２５、
ファラデー回転子２３、検光子２６の非透光部には金属
薄膜（不図示）が形成されている。半田１０によって各
光学部品および保持部材が接合される。
法で組み立てられた光アイソレータの断面図である。同
図に示されるように、外筒２１内に偏光子２５、ファラ
デー回転子２３、検光子２６が光の入射側から順に配置
されている。ファラデー回転子２３は磁石２２によって
囲まれている。偏光子２５、磁石２２および検光子２６
はホルダー２４によって保持されている。偏光子２５、
ファラデー回転子２３、検光子２６の非透光部には金属
薄膜（不図示）が形成されている。半田１０によって各
光学部品および保持部材が接合される。
【００１６】光アイソレータに入射した光は偏光子２５
を通過し、ファラデー回転子２３によって偏光面が４５
度回転する。回転によって光の偏光面が検光子２６と一
致するので、光は検光子２６を通過できる。反射光は逆
方向から検光子２６に入射した後、ファラデー回転子２
３に入射する。逆方向からの反射光はファラデー回転子
２３によって偏光面が４５度回転して、偏光子２５の偏
光面と直交する。このため反射光は、偏光子２５で遮断
される。
を通過し、ファラデー回転子２３によって偏光面が４５
度回転する。回転によって光の偏光面が検光子２６と一
致するので、光は検光子２６を通過できる。反射光は逆
方向から検光子２６に入射した後、ファラデー回転子２
３に入射する。逆方向からの反射光はファラデー回転子
２３によって偏光面が４５度回転して、偏光子２５の偏
光面と直交する。このため反射光は、偏光子２５で遮断
される。
【００１７】ステンレス３０４を加工して磁石２２、ホ
ルダー２４を作製し、この表面にニッケルのメッキを施
し３μｍの内層３を作製した。さらに内層３が形成され
ている磁石２２等を金のメッキ液に浸漬して金のメッキ
を施し、１μｍの最外層２を形成した。メッキ液中の金
の含有率は９９．９９％以上であり、最外層２を蛍光エ
ックス線で測定したところ、金の含有率は９９．９％で
あった。またステンレスの替わりにコバールを母材とし
た場合には、内層３を厚さ４μｍ、最外層２を厚さ１．
５μｍにするのが好ましい。
ルダー２４を作製し、この表面にニッケルのメッキを施
し３μｍの内層３を作製した。さらに内層３が形成され
ている磁石２２等を金のメッキ液に浸漬して金のメッキ
を施し、１μｍの最外層２を形成した。メッキ液中の金
の含有率は９９．９９％以上であり、最外層２を蛍光エ
ックス線で測定したところ、金の含有率は９９．９％で
あった。またステンレスの替わりにコバールを母材とし
た場合には、内層３を厚さ４μｍ、最外層２を厚さ１．
５μｍにするのが好ましい。
【００１８】次いで、ガラスを加工して偏光子２５、フ
ァラデー回転子２３を作製した。ファラデー回転子２３
の表面には、液層エピタキシャルガ−ネット膜が形成さ
れている。各部品の非透光部にクロムを１００ｎｍの厚
さで蒸着して内層３を形成させた後、内層３の上部に白
金を２００ｎｍの厚さで蒸着して中間層４を作製した。
さらに中間層４の上部に、金を８００ｎｍ（０．８μ
ｍ）の厚さで蒸着し、最外層２を作製した。このときの
最外層２の金の含有率は９９．９９％以上であった。
ァラデー回転子２３を作製した。ファラデー回転子２３
の表面には、液層エピタキシャルガ−ネット膜が形成さ
れている。各部品の非透光部にクロムを１００ｎｍの厚
さで蒸着して内層３を形成させた後、内層３の上部に白
金を２００ｎｍの厚さで蒸着して中間層４を作製した。
さらに中間層４の上部に、金を８００ｎｍ（０．８μ
ｍ）の厚さで蒸着し、最外層２を作製した。このときの
最外層２の金の含有率は９９．９９％以上であった。
【００１９】半田１０を３８０℃に加熱溶融して、前記
の光学部品の最外層２に付着させた。半田１０は金が８
８％、ゲルマニウムが１２％の組成であり、融点が３５
６℃である。最後に偏光子２５と検光子２６との相対角
度が４５度となるように調整した後、半田１０により検
光子２６側の外筒２１とホルダー２４とを接合し、光ア
イソレータを完成させた。このときの半田１０は金が８
０％、スズが２０％という組成であり、融点が２８０℃
であった。
の光学部品の最外層２に付着させた。半田１０は金が８
８％、ゲルマニウムが１２％の組成であり、融点が３５
６℃である。最後に偏光子２５と検光子２６との相対角
度が４５度となるように調整した後、半田１０により検
光子２６側の外筒２１とホルダー２４とを接合し、光ア
イソレータを完成させた。このときの半田１０は金が８
０％、スズが２０％という組成であり、融点が２８０℃
であった。
【００２０】半田１０による各部品の接合は、窒素やア
ルゴン等の不活性ガスの存在下で、あるいは不活性ガス
に水素ガスを混合して行った。この際、光学特性に影響
を及ぼす融剤は添加しなかった。
ルゴン等の不活性ガスの存在下で、あるいは不活性ガス
に水素ガスを混合して行った。この際、光学特性に影響
を及ぼす融剤は添加しなかった。
【００２１】この光アイソレータで耐衝撃性試験を行っ
た。高温（１２５℃）、低温（−５０℃）、高温高湿
（１００℃、９０％）と試験条件を変化させ、それぞれ
の条件下で光アイソレータに２０００グラムの衝撃を与
えた。光アイソレータに特性変動、劣化、外観変色は観
察されなかった。
た。高温（１２５℃）、低温（−５０℃）、高温高湿
（１００℃、９０％）と試験条件を変化させ、それぞれ
の条件下で光アイソレータに２０００グラムの衝撃を与
えた。光アイソレータに特性変動、劣化、外観変色は観
察されなかった。
【００２２】最外層に含まれる金の含有率を変化させ、
前記と同様に光アイソレータを組み立て、光学部品の接
合強度、外観変色、耐久性を評価し、その結果を表１に
示す。
前記と同様に光アイソレータを組み立て、光学部品の接
合強度、外観変色、耐久性を評価し、その結果を表１に
示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１より金の含有率が９９．４％以下の場
合、接合強度が低下していることがわかる。含有率が９
９．４％以下でも融剤を添加すれば、部品同士の接合強
度は良好となるが、外観が変色したり耐久性が低下した
りする。含有率が８９％の場合に最外層２の表面を分析
すると、不純物としてコバルト、ニッケル、カリウムが
検出された。
合、接合強度が低下していることがわかる。含有率が９
９．４％以下でも融剤を添加すれば、部品同士の接合強
度は良好となるが、外観が変色したり耐久性が低下した
りする。含有率が８９％の場合に最外層２の表面を分析
すると、不純物としてコバルト、ニッケル、カリウムが
検出された。
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の接
合方法は光学部品の接合力を強くするため、光アイソレ
ータを組み立てやすくなる。光学部品の接合力が強い光
アイソレータは耐久性が優れたものとなるので、幅広い
温度条件で長期の使用が可能である。
合方法は光学部品の接合力を強くするため、光アイソレ
ータを組み立てやすくなる。光学部品の接合力が強い光
アイソレータは耐久性が優れたものとなるので、幅広い
温度条件で長期の使用が可能である。
【図１】本発明を適用する光学部品の接合方法の一実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図２】光学部品の一実施例の断面図である。
【図３】光学部品の保持部材の一実施例の断面図であ
る。
る。
【図４】本発明を適用する光学部品の接合方法で組み立
てられた光アイソレータの断面図である。
てられた光アイソレータの断面図である。
１は光学部品、２は最外層、３は内層、４は中間層、５
は光学部品の保持部材、１０は半田、２１は外筒、２２
は磁石、２３はファラデー回転子、２４はホルダー、２
５は偏光子、２６は検光子である。
は光学部品の保持部材、１０は半田、２１は外筒、２２
は磁石、２３はファラデー回転子、２４はホルダー、２
５は偏光子、２６は検光子である。
Claims (4)
- 【請求項１】 光学部品の光非透過部分の表面または／
および光学部品の保持部材の表面に金属薄膜を多層に形
成し、該多層の金属薄膜のうち最外層を９９．５％以上
の金にし、その表面を半田付けすることを特徴とする光
学部品の接合方法。 - 【請求項２】 前記外層となる金属薄膜が金のメッキに
よって形成されることを特徴とする請求項１に記載の光
学部品の接合方法。 - 【請求項３】 前記外層となる金属薄膜が金の蒸着によ
って形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学
部品の接合方法。 - 【請求項４】 前記外層となる金属薄膜が金のスパッタ
リングによって形成されることを特徴とする請求項１に
記載の光学部品の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30775194A JPH08160271A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 光学部品の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30775194A JPH08160271A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 光学部品の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08160271A true JPH08160271A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17972838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30775194A Pending JPH08160271A (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 光学部品の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08160271A (ja) |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP30775194A patent/JPH08160271A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040302 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040430 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040824 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |