JPS60254105A - 光デバイスのフアイバ固定装置 - 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】 本発明は、光デバイスのファイバ固定装置の改良に関す
る。

従来のこの種の装置は、第１図に示すようにブロック１
に設けた貫通孔２の内部にセルフォックレンズ３を嵌挿
するとともに、そのブロック１の光入力面ｌａ側に球レ
ンズホルダ４および光デバイス５をねじ６によって固定
し、さらにブロック１の反対側である光出力面ｌｂ側に
は光ファイバ７を保持するファイバホルダ８が固定板９
を介して接着剤１０によって固着されている。ブロック
Ｉに球レンズホルダ４および光デバイス５を固定する場
合には、ねじ６を光デバイス５および球レンズホルダ４
の孔部５ａ。

４ａへ挿通させてブロック１のねじ孔ＪＣＫ螺人するこ
とによって固定させている。また、光デバイス５は光発
光素子（例えばレーザダイオード）１１を有し、この光
発光素子１１はブロック１に形成された貫通孔２の中心
軸線上に位置するように調整設定され、この光発光素子
１１より発せられた光りは球レンズホルダ４に設けた０
、８φ程度の貫通孔１２に圧入された球Ｌ／７ズｚａを
経てセルフォックレンズ３へ入射されるようになってい
る。さらに、セルフォックレンズ３に入射された光りは
同レンズ３で集光されて光ファイバ７の端面に入射され
所定の場所へ伝送される。

ところで、以上のような装置において光デバイス５の光
軸固定は次のような手順によって行なっている。

■先ス、ブロックＩにセルフォックレンズ３や光ファイ
バ７を取付ける前に、光発光素子１１と球レンズ１３の
光軸合せを行なう。この光軸合せは、ねじ６を用いてブ
ツロク１に堺レンズホルダ４と光デバイス５を仮締めす
るとともに、ブロック１の光出力側に所定の距離を隔て
て赤外線カメラを設置する。しかる後、光発光素子Ｚ１
よシレーザ光を発生させた状態で球レンズホルダ４と光
デバイス５を動かしながら赤外線カメラで最大の受光量
のところを見つけ出し、ブロック１の光出力面１ｂ側か
ら垂直位置にビームを調整し、そのときの位置をもって
球レンズホルダ４と光デバイス５を接着剤で仮固定し終
了する。

■次に、ブロック１の貫通孔２にセルフォックレンズ３
を挿入させた後、光発光素子１１゜球レンズ１３と、セ
ルフォックレンズ３との元軸合せを行なう。このときの
調整操作は球レンズホルダ４と、光デバイス５を同じに
動し、ブロック１の光出力面１ｂから垂直位置にビーム
を調整し、ねじ６を締付は終了する。

０以上のようにして光軸合せを行なった後、ブロック１
の光出力面Ｊｂ側に光ファイバ７を取付ける。この光フ
ァイバ７の取付けは、微動台（図示せず）で光ファイバ
７を把持して同ファイバ７の端部に配置される光センサ
などでモニタしながら少しずつ動かし、適宜なところで
接着剤１０を付けて光ファイバ７をブロック１に固定し
、これにより光デバイス５の光軸固定を完了する。

しかし、以上のような光軸固定手段をとった場合、次の
ような点が問題とされている。

イ、ねじ６を挿入したとき、同ねじ６の外径よりも球レ
ンズホルダ４および光デバイス５の孔部４ａ、５ａの内
径が大きいので、ねじ６に遊びが生じ、このため光発光
素子１１と球レンズ１３との光軸合せが非常に大変であ
る。

口１球レンズホルダ４と光デバイス５の光軸合せを行な
った後にねじ６を締付けると、その締付は時に球レンズ
ホルダ４と光デバイス５が相９対的に動くことが多く、
光軸合せが益々難しい。

ハ、′ｉ！た、光発光素子１１および球レンズＩ３と、
セルフォックレンズ３との光軸合せも、ねじ６を多少緩
めて球レンズホルダ４と光デバイス５を動かす必要があ
るため、光発光素子１１と球レンズ１３との光軸合せを
したときと同様の不具合が残る。

二、光軸合せが適切に行なわれないと、光ファイバ７へ
の光の結合効率が悪い。特に、上記■、■のような粗調
整による光軸合せの場合、その光軸合せの後に光ファイ
バ７などの角度Ａ整が必要となり、光の結合効率が非常
に悪くなる。

ホ、光ファイバ７などを角Ｖ調整するとき、接着剤１０
を除去して再度接着剤１０を付着させるため、接着剤Ｉ
Ｏの厚ざが不均一となり、熱収縮の違いによって光軸ず
れを起す。なお、調整角度が太きいときには、初めから
光軸合せの作業をやり直す必要がある。

へ、また、接着剤１０の硬化時間が１２時間以上もかが
シ、そのため光軸ずれを起こす例が多い。

ト、また、光デバーイス５の光軸固定後に０〜４０℃の
温間サイクルで光軸の安定度試験を行なっているが、接
着剤１０の軟化などによって光ファイバ７が動き出し、
光出力変動が大きくガる問題がある。

チ、光ファイバ番らの光出力変動が太きいときファイバ
ホルダ８および固定板９を取外して再度位置決めを行な
った後接着剤１０を付着させる必要があるが、接着剤１
０の熱収縮性などを含めて取付は位置の再現性が悪い欠
点がある。

本発明は上記実情にかんがみてなされたもので、接着剤
による光軸固定手段に代えてコレットおよび袋式固定ナ
ツトなどを用いて光ファイバを位置調整しながら光デバ
イスの光軸に固定し、温度の影響を受ける接着剤によっ
て生ずるブＣ軸ずれの問題を解消し、かつ光軸合せが比
較的容易に行なえ、光軸ずれが生じた場合でも再現性に
優れている光通信用デバイスの光軸固定装置を提供する
ことにある。

以下、本発明の一実施例について第２図および第３図を
参照して説明する。第２図は装置の一部を断面にして示
す上面図、第３図は本装置に使用されるコレットの図で
ある。第２図において２０はブロックを示し、これの光
入力面２０１側には光デバイス２１が球レンズホルダを
介することなく直接ねじ２２によってねじ止めされてい
る。この光デバイス２１はレーザダイオードなどの光発
光素子２３を備えておシ、図示されていないが外部から
の指令信号などに基づいてペンシル光が出力されるよう
になっている。また、ブロックＩの上面部には内底部に
レンズ収納蒔、？　ｏ　ｚ　ｆ形成してなる長円形の凹
部２０３が設けられている。このレンズ収納溝２０２は
、光デバイス２１の光発光素子２３がら発する光の光軸
上に位置し、かつ該光軸と直交する方向の断面が例えば
半円形状に形成され、その内部ＫＦｉセルフォックレン
ズ２４が収納される。このセルフォックレンズ２４は一
義的ニレンズ収納溝２０２によって位置決めされておシ
、そのレンズ上面部は逆手円形状の彎曲部を持ったレン
ズ固定板２５によって押えられている。２６はレンズ固
定板２５を凹部２０３の内底部に固定するねじである。

さらに、レンズ収納溝２０２の一端部よシ光軸土にそっ
て光発光素子２３側にレンズ保持溝２０４が形成されて
おり、これに球レンズ２７が保持されている。

また、ブロック２００元出力面２０８側には、その外周
にネジ山２０６が形成され、その内部に洲口部２０７を
形成し、このレンズ収納溝２０２とレンズ保持ｔｊ２０
４と開口部２０７とで中空部をなし、この開口部２０７
の外周部には接栓に似た接続部２８が設けられている。

前記開口部２０’ｌは、レンズ収納溝２０２の他端面に
接しかつレンズ収納溝２０２よりも大径に形成されてい
る。

２９は光ファイバであり、これはコレット３０の挿通孔
３０ａに挿通されている。このコレット３０は、第３図
に示すように中心軸上に挿通孔３０ａが設けられ、その
頭部側を膨出部３θｂとし、かつ頭部側よシ後部側へ複
数の切欠部３０ｃ・・・が設けられている。また、コレ
ット３０の後部にはネジ部３０ｔｌが設けられている。

３１は凹形の袋式固定ナツトであって、これには挿通孔
３１ａ、が設けられ、かつ内側壁部にねじ山３１ｂが形
成され、接続部２８のねじ山２０６に接続される。そし
て、この袋式固定ナツト３ノの挿通孔３１ａにコレット
３０が挿通され、この固定ナツト３１と接続部２８との
間には、接続部２８側よシｘ−ｙ調整体３２、ベアリン
グ３３および板ばね３４がその順序で介在され・ている
。このＸ−Ｙ調整体３２は、管体の先端部が突出され、
その頭部３２ａの内側に段部３２ｂが形成されてお９、
固定ナツト３１を螺進させたとき、板ばね３４、ベアリ
ング３３を介してＸ−Ｙ調整体を固定させる。ナツト３
５はコレット３０のねじ部３０ｔｌに螺合し、これによ
りＸ−Ｙ調整体３２の段部、？　２　ｂがコレット３ｏ
の頭部３０ｂを押圧して光ファイバ２９をコレット中心
軸上に位置させるように締付けるものである。前記ベア
リング３３は、３つの環体３３ａ〜３３ｃよりなシ、そ
の中央環体３３ｂに複数の球体３３（ｌが内装され、固
定ナツト３１を回転させたとき、後部環体３３ｃが前部
環体３３ａの面部を回転する球体３３ｄを介して回転す
るようになっている。また、スプリング３４は例えば断
面波形状のものが使用される。

しかして、以上のような装置は、第４図に示すようにブ
ロック２０１１Ｉｌが固定台又は粗調整台４０などに設
置され、一方、光フアイバ２９側がｘ、ｙ、ｚ＠ｅ微動
台４Ｉの把持アーム４２に把持されて光軸合せが行なわ
れる。

次に、第２図に示す装置の光軸合せについて述べる。

■先ず、セルフォックレンズ２４および光ファイバ２９
を取付ける前に、レンズ保持溝２０４に球レンズ２７を
正大保持させた後、ブロック２０に光デバイス２１をね
じ２２にょシ仮締めし、さらに光発光素子２３の光軸上
に位置してブロック２０の光出力面ＺＯＳ側に所定圧離
隔てて赤外線カメラ（図示せず）を設置し、光発光素子
２３と球レンズ２７との光軸合せを行なう。この場合、
光発光素子２３より光を発生させた状態で光デバイス２
１を動かしながら赤外線カメラで最大の受光量のところ
を見つけ出してブロック２０の光出力面側ＺＯＳから垂
ｒα位置にビームを調整し、ねじ２２を締付けて固定す
るものであるが、従来の装置と異なシ、球レンズ２７Ｆ
ｉ、レンズ保持溝２０４でａｔ決めされているので、光
デバイス２１のみ動かして調整でき、光軸合せが非常に
容易になる。

■次に、レンズ収納溝２０２にセルフォックレンズ２４
を収納するが、このレンズ２４は同レンズ収納溝２０２
によって一義的に位置決めされるため、従来のように再
度球レンズホルダや光デバイスを動かす必要がない。こ
のようにしてセルフォックレンズ２４をレンズ収納溝２
０２に収納した後、レンズ固定板２５でセルフォックレ
ンズ２４を押さえる。

■次に、コレット３θにＸ−Ｙ調整体３２、ベアリング
３３、スプリング３４および袋式固定ナツト３１をその
順序で外嵌させた後、コレット３０のねじ部３０ｄにナ
ツト３５を螺着せしめる。この状態においてコレット３
０の挿通孔３０ａに光ファイバ２９を挿通させて例えば
光ファイバ２９の先端がコレット３０の先端面部より僅
かに突出するようにナツト３５にて仮締めをする。しか
る後、袋式固定ナツト３ｚを接続部２８のねじ山２０６
に螺合せしめて仮締めを行なう。このとき、コレット３
θの膨出部３０ｂの一部および光ファイバ２９の先端は
接続部２８の中空部２０７内に位置される。

■次に、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸微動台４１の把持アーム４２によ
り光ファイバ２９の所定個所を把持してｘ−ｙ−ｚ軸の
調整を行なう。このＸ・Ｙ−Ｚ軸微動台４１によって光
ファイバ２９と発光素子２３の光軸及び焦点が合致した
ところで、袋式固定ナツト３Ｉを螺進させていくト、ス
プリング３４およびベアリング３３を介してＸ−Ｙ平面
で調整する調整体３２がブロック２０に固定される。次
にねじ３５を螺進させると調整体３２の段部３２ｂがコ
レット３０の膨出部３０ｂを外側より中心方向に向けて
押圧するので、コレット３０の切欠部３０ｃが徐々にせ
ばまりながら元ファイバ２９を光軸上に立贋させてコレ
ット３０の内部に固定する。このとき、袋式固定ナツト
３１の螺進に対しては、ベアリング３３が介挿されてい
るので、調整体３２が回らず、これによりコレット３０
に内挿されている光ファイバ２９も回るようなことはな
い。元ファイバ２９は、コレット３０によって光軸上に
徐々に位置設定され位置ずれは殆んどない。

このようにして袋式固定ナツト３１によって光ファイバ
２９は発光素子２３の光軸に固定される。

なお、上記実施例では、レンズ保持溝２θ４に球レンズ
２７を正大保持させたが、貫通孔に圧入するものであっ
てもよい。

以上詳記したように本発明によれば、光ファイバをコレ
ットに内挿させて外部より挿圧力を加えて光ファイバの
光軸固定を行なうので、光ファイバの位置決めが正確に
なされ、再現性にすぐれ、作業が非常に容易になる−、
また、袋式１司定ナツトにベアリングを入れてコレット
をブロックの接続部に接続するため、袋式固定ナツトの
回転によって光ファイバが回るようなこともなく、この
点でも位置決めおよび再現性が極めて高いなどの効果を
有する光通信用デバイスの光軸固定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成図、第２図は本発明装置の一部
断面して示す構成図、第３図は第２図に示す装置で使用
されるコレットの外観図、第４図は光軸合せを行なうと
きの模式図である。 ２０・・・ブロック、２Ｉ・・・光デバイス、２３・・
・発光素子、２４・・・セルフォックレンズ、２７・・
・球レンズ、２８・・・接続部、２９・・・光ファイバ
、３０・・・コレット、３１・・・袋式固定ナツト、３
２・・・調整体、３３・・・ベアリング、３４・・・ス
プリング、３５・・・コレット調整ねじ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦に 第１図 第２図 ？ Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発光素子（２３）と、該発光素子の出力光を伝送するだ
   めの光ファイバ（２９）と、該発光素子の出力光を該光
   ファイバの入力端に収束させるために互いの光軸を合わ
   せて順次配置された球レンズ（２７）及びセルフォック
   レンズ（２４）とを備えた光デバイスのファイバ固定装
   置において：前記球レンズ及びセルフォックレンズを配
   置させるために同心状に並べられ、かつ、光の出射側に
   前記光ファイバの入力端を挿入することができるように
   開口した中空部（２ｏ４，２ｏｚ、ｚｏ７）と、膝元の
   出射側の外周部に設けられたねじ部（２０６）とから成
   るブロック（２０）と；該光ファイバを挿入する挿通孔
   （３０ａ）を備え、一端が軸方向の複数の切欠き（３０
   ｃ）と該一端に向けて順次増大する面を有する頭部（３
   ０ｂ）とから成り、他端がねじ部（３０ｄ）から成り、
   前記挿通孔に挿入された光ファイバの入力端を該一端に
   保持して前記ブロックの光出射側に固定するためのコレ
   ット（３０）と；該コレットを挿通する貫通孔を備え、
   一端が該貫通孔近傍において前記コレット頭部の順次増
   大する面に当接し、かつ、端縁部において前記ブロック
   の開口部の周　。 辺（２０８）に当接する頭部（Ｊ２ａ）から成る調整体
   （３２）と；一端が該調整体の他端に当接し、該コレッ
   トのねじ部（３０ｄ）にねじ込まれることによって該コ
   レットを該調整体に抑圧固定するとともに該コレットの
   頭部（ｓｏｂ）を中心方向に収縮させて前記光ファイバ
   （２９）を該コレットに固定するコレット固定ねじ（３
   ５）と・該調整体を挿入したベアリング（３３）と、・
   ｐノ 該調整体の他端を挿入する貫通孔（３７ａ）を備えた底
   部と、該底部から延在し内部に該ベアリング（３３）及
   び該調整体の頭部（Ｊ２−）を収納する筒体と、該筒体
   の端部に設けられ該ブロックのねじ部（２０６）にねじ
   込まれるねじ部（３１ｂ）とから成り、該ベアリングを
   介して該調整体を核ブロックの光の出射側に抑圧固定す
   る袋式固定なつと（３１）を具備し：光ファイバを光軸
   上で固定可能にしたことを特徴とする光デバイスのファ
   イバ固定装置。