JPS59109014A - 光フアイバと中子との固着方法 - 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】 （１）発明の技術分野 本発明は周囲温度の変化、衝撃、経年変化等によって中
子と光ファイ、６の先端部との相対的位置関係が変化し
ないようになしうる光ファイノ々と中子との固着方法の
改良に関する。

（２）技術の背景 光通信系に使用され、石英ガラス（Ｓ１０□）を主成分
とする光ファイノ々は、様々な環境の下において、少な
い損失と高い安定度をもってその光伝播機能を保持する
ことが求められており、特に周囲の気象条件等、自然環
境の変化等にも十分耐え得ることが望ましい。

ところで、光ファイノ々の端部は、発光素子、受光素子
等の光半導体装置と接続されているが、光ファイノ々と
この半導体装置とを結合するために光半導体結合器と呼
ばれる光学部品が一般に用いられており、更に、この光
半導体結合器と光ファイバとを確実に固定支持するため
に中子と呼ばれる支持部材が使用される。すなわ、ち、
この中子を介して光ファイノ々と光半導体結合器とを結
合することによ怪）、これらの間の相対的位置を固定し
、光源から放出される光出力を、低損失をもって、かつ
、周囲の温度の変化や、衝撃等の影響を受けることなく
、伝播しようとするもの↑ある。

（３）　　従来技術と問題点　　□ 第１図に光ファイバ々が中子を介して光半導体結合器と
更には光半導体装置と結合される場合の配置を概念的に
示す。図において、工は光ファイバ々であ番）、１′は
１フアイ・？１を保護する機能を有する被覆部材であり
、２は金属、酸化アルミニウムセラミック等よりなる中
子であり、３は光半導体結合器であり、４は発光素子、
受光素子等の光半導体装置である。

従来技術にあっては、一般に、被覆された光ファイバ々
（以下、コーテッドファイバ々という。）１の先端部を
被覆部材１′から５　（＝）程度を露出させ、中子２０
舅通孔に挿入し、ファイ・々の被覆部１′と接触する中
子２の内面Ａとを接看剤を使用して固定したのち、突出
したファイノ々先端部を切断研磨して端面Ｂを形成する
方法が用いられていた。

ここ−１、伝播損失を小さくするためには中子２と光半
導体結合器３との相対的位置関係な厳智に保持する必要
があるが、光ファイバｌと光学４休結合器３との結合は
中子２を介してなされるから、光ファイバ々１の端面Ｂ
と中子の端′＠０とが正確に一致していることが重要に
なる。

従来技術にあっては、光ファイバ１と中子２との固定が
必ずしも強固に行なわれないため、外部からの衝撃等に
弱く、又、温度等の環境条件にもとづき、光ファイバ々
１の端面Ｂと中子の端面Ｏとの相対的位置関係が変化し
やすく、特に、周囲温度の変化が比較的大きいマンホー
ル内等で使用される場合には、通常の使用状態において
も温度変化は５０（℃）を超え、そのため、光ファイバ
１とその被覆部１′との膨張率の違いから、光７アイ・
々１の端面Ｂが中子２の端面０から突出して段差が生じ
、伝播損失を小さく保つことが困難である等の不利益が
生じる。

（４）発明の目的 本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、周囲
温度の変化、外部からの衝撃、あるいは経年変化婢によ
って中子の端面と光ファイバの端面との相対的位置関係
が変化せず、光ファイバ々と光学導体結合器との相対的
位置が一定に保持され、結果として、伝播損失が少なく
、動作が安定で寿命を長くなしうる等の利益を実現しう
る、光ファイ・々と中子との固着方法を提供することに
ある。

（５）　　発明の構成 本発明の目的は、光ファイバ々が挿通される貫通孔及び
該光ファイＡの被覆部が受容される凹部とを備えた中子
に、低融点金属材料を収容した後、前記中子に選択的に
被覆部材を有する光ファイバを挿入し、前記低融点金属
材料を溶融、同化して前記光７アイノ々を中子の貫通孔
内に固着し、前記光ファイバ々の被覆部と前記中子の凹
部との間に固着剤を注入して前記光ファイバ々の被覆部
を中子に固着する工程を有することにより達成される。

本発明の発明者は、従来技術にあって上記の欠点を生ず
る原因は、中子とコーテッドファイバとが接着されてい
る部分が、ファイバの被覆部材と中子との接触部分のみ
であり、露出されたファイノ々先端部は全く固定されて
いないことにあると考え、ファイバ々の先端部と中子の
貫通孔とを、例えば金属等を使用して、融着することに
より確実に同定すれば、上記の欠点を解消しうるとの着
想な得た。

そのために例えば、低融点を有し、はんだとして機能す
る金属ノぐラダをファイバ々の先端部と、中子の貫通孔
との間隙に導入して、加熱融着することが有効である、
しかし、ファイバの材剥である石英ガラス（Ｓ１０□）
と、上記の金属ノミラダとは必ずしも密着性が良好でな
いため、密着性が良くない場合は、ファイバ々の先端部
の表面を予め、メタライズすることにより、溶融した金
属パウダが、７アイノ々の先端部と完全に密着する。

なお、上記の金属パウダは、低融点を有し、はんだとし
ての機能を有し共晶金属を形成する二種以上の金属を使
用し、また、メタライズ材は、ファイバ々の材料である
石英ガラス（Ｓｉｎ２）との密着性が良好で、かつ、金
属パウダと共晶金属を形成しうる金属よりなることが有
効である。−例として、金属パウダとしてはインジウム
（工ｎ）、インジウムスズ（工ｎ５ｎ）、または金スズ
（ＡｕＳｎ　）の混合物、メタライズ材としては、クロ
ム（ａｒ）／二ｙ　ケ／Ｌ／（Ｎｉ）／金（Ａｕ）より
なる三重層を使用することができる。

更に、上記の構成において、金属パウダをファイノ々先
端部と中子の貫通孔との間に一様に行きわたらせるため
には、ファイバ９先端部を貫通孔に沿って、数回にわた
り往復させることが有効〒ある。

（６）　　発明の実施例 以下図面を参服しつつ、本発明の一実施例に係る光ファ
イバ々と中子との固着方法について説明し、本発明の構
成と特有の効果とを明らかにする。

第２図は、中子の装着に先立ち光ファイバ１１の先端部
が露出されかつメタライズされた光ファイバ々の断面図
である。図において、１１は直径１２５〔μｍ〕程度の
光７アイノ々であり、先端部が５（ｍｍ）程度露出され
ており、１１′は光ファイバ１１の被覆部材であ番）、
直径は０．９（ｍｘ）程度である。１１’は中子の装着
に先立ち、メタライズされた部分１あり、本実施例〒は
、真空蒸看法を使用Ｌ２てクロム（Ｏｒ）／ニッケル（
Ｎｔ）／金（Ａｕ）よりなる三重層が形成されている。

この三重層において、下層のクロム（Ｏｒ）は、石英ガ
ラス（Ｓｉｎ、）との密着性が良好であり、上層の金（
Ａｕ）は、後述する金属パウダと共晶金属を形成しやす
い点から選択されており、中層のニッケル（Ｎｉ）は、
上層の金（Ａｕ）と下層のクロム（Ｏｒ）とを接着させ
る機能を有する０第３図は、上記の光ファイバに装着さ
れるべき中子の断面図であり、１２は、通常、金属、酸
化ア　　′ルミニウム（ＡＩ！２ｏ３）セラミック等よ
りなる中子であ番）、光ファイ・々の被覆部材１１’の
直径とほぼ等しい直径を有する凹部１２′と、光ファイ
・々の先端部とほぼ同程度の直径を有する貫通孔１２″
とを有するＯ１３は、メタライズされたファイバ先端部
１１″を貫通孔１２′の内面に融着するための金属パウ
ダであり、本実施例では、インジウム（Ｉｎ）、インジ
ウムスズ（工ｎｓｎ　）または金スズ（ＡｕＥｌｎ）と
の混合物ｔあり、共晶金属を作りやすく、低融点を有す
るようにスズ（Ｓｎ）の含有量が考慮することが望まし
い。

第４図は、光ファイバ々を上記の中子１２に挿入し、か
つ、ンアイノセの先端部を貫通孔から引き出した　　□
状態にある光ファイバ々と中子との断面図である。

このとき、光７アイノ々の全体を中子の貫通孔に沿つて
（すなわち、図において左右に）何度も往復して摺動さ
せることにより金属ノ９つ／１３を、ンアイノ々のメタ
ライズされた先端部１１′と中子１２の貫通孔との間１
１Ｊ１４へ一様に行きわたらせる。続いて、第５図に示
されるようにこれらを１２５〜１３０〔℃〕程度の温度
において加熱することによって領域１４の金属パウダな
溶融させたのち、固化させ７アイ・々のメタライズ部１
１″と中子１２の貫通孔とを図にＥをもって示される如
く融着させる。この工程によりファイ゛ノ々の先端部と
中子の貫通孔とは確実に固定される。しかるのち、ファ
イバ々の被覆部材１１′と中子の凹部１２’とを固定す
るため、これらの間隙Ｆに、例えば、エポキシ樹脂系の
接着剤等を注入して固化させる。最後に、中子１２の端
面よ番１突出した７アイノ々の先端部を切断したのち、
その端面を研磨し、ファイバの端面Ｈと中子の端面Ｇと
を正確に一致させる。

以上の工程によれば、中子と光ファイバ々とは、ファイ
バ々の被覆部Ｆと先端部Ｅとの２ケ所で確実に固定され
、周囲の温度変化、経年変化あるいは外部からの衝撃等
によって中子と光ファイバ々との端面の相対的位置関係
が変化することなく、長期間安定な動作を継続するうえ
′ｔ％極めて有効ｔある。

なお、本実施例においては、ファイバ々の先端部と中子
の貫通孔とを融着するために金属・ぞラダを使用したが
、その他に、例えば、第６図に示されるようにこれと同
様な要件を満足する金属よりなるリング１５を中子の凹
部１２′に挿入し、このリング１５の穴に上記と同様メ
タライズされた光ファイバ々の先端部１１′を通し、加
熱して上記のメタルリングを溶融したのち固化させ、中
子１２に固着させても、全く同じ効果が得られる。すな
わち、メタライズされたファイバの先端部とメタルリン
グとの接触部にとが融着し、かつ、メタルリングと中子
の凹部１２′との接触面Ｊとが融着することにより、フ
ァイノ々先端部を確実に固定することが可能となる。

（７）発明の詳細 な説明せるとおり、本発明によれば、周囲温度の変化、
外部からの衝撃、あるいは経年変化等によりて中子の端
面と光ファイバ々の端面との相対的位置関係が変化せず
、光ファイノ々七光半導体結合器との相対的位置が一定
に保持され、結果として、伝播損失が少なく、動作が安
定で寿命を長くなしつる等の利益を実現しうる、光ファ
イバと中子との固着法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術を使用して固定された状態にある光フ
ァイノ々と中子、及び光半導体結合器、光半導体素子の
位置関係を示す概念図であり、第２図乃至第５図は、本
発明の一実施例に係る光ファイノ々に中子を固定する方
法の主要工程完了後の光ファイノ々、または中子または
その両者の断面図であり、第６図は、本発明の他の実施
例に係る光ファイノ々に中子を固定する方法を使用して
固定された状態にある光ファイ−々と中子との断面図で
ある。 ■、１１・・・光ファイバ、１′、１１′・・・光、フ
ァイノ々の被覆部、了・・・光ファイノ々の先端部に形
成された金属Ｎ　（Ｏｒ　／　Ｎｉ、　／　Ａｕ三重層
）、２．１２−・・中子、１２′・・・中子に設けられ
た四部、ｔｉ・・・中子に設けられた貫通孔、３・・・
光半導体結合器、４・・・光中導体素子、１３・・・金
属パウダ（Ｉｎ、　ＩｎＳｎ、　　またはＡｕＥ］ｎの
混合物）、１４・・・光ファイ・々先端部と中子の貫通
孔との間隙、１５−・・メタルリング（工ｎ　−、Ｉ　
ｎ　Ｓ　ｎ　％または、ＡｕＳｎ　の混合物）０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ファイノ２が挿通される貫通孔及び該光ファイノ々の
   被覆部が受容される凹部とを備えた中子に、低融点金属
   材料を収容した後、前記中子に選択的に被覆部材を有す
   る光７アイノ々を挿入し、前記低融点金属材料を溶融、
   固化して前記光ファイノ々を中子の貫通孔内に固着し、
   前記光ファイノ々の被覆部と前記中子の凹部との間に固
   着剤を注入して前記光ファイノ々の被覆部を中子に固着
   する工程を有することを特徴とする光ファイノ々と中子
   との固着方法。