JPS63161410A

JPS63161410A - 光通信用フアイバモジユ−ルの組立て治具装置

Info

Publication number: JPS63161410A
Application number: JP30765486A
Authority: JP
Inventors: Hideki Katano; 片野　英樹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1986-12-25
Publication date: 1988-07-05

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は光半導体素子とファイバを用いた光通信用ファ
イバモジュールを組み立て製造するときに使用する光通
信用ファイバモジュールの組立て治具装置に関する。

（従来の技術）従来、レーザダイオードとファイバを用いた光通信用フ
ァイバモジュールにおいてはそのレーザダイオードとフ
ァイバとの光軸の調整はきわめて重要であり、その調整
には譚、サブミクロンのオーダでの精度が要求される。

ところで、従来、この種の光通信用ファイバモジュール
の構造は第４図で示すようにレーザダイオードを内蔵し
たレンズキャップ１のレンズ２から出射する光をファイ
バ３に入射させる構造になっている。この光通信用ファ
イバモジュールを組立て製造する場合においてはファイ
バ３を支持するホルダ４をレンズキャンプ１の上面に載
せ、この間に隙間がなくなるように押し当てながらすり
合せして光軸調整した後、レーザ溶接によって固定する
ようにしている。

しかし、この従来の構“造ではそのレンズキャップ１が
空洞構造になっているため、上記光軸調整時にレンズキ
ャップ１が揺ぎ、リニアに光軸の調整ができない。また
、光学的な結合系の剛性も低いものであった。

そこで、第５図で示すような構造の光通信用ファイバモ
ジュール（未公開技術）が考えられた。

すなわち、光半導体素子を内蔵したレンズキャップ１に
カバー５を受けるステム６を設け、このカバー５を貫通
したファイバ３の先端を上記光半導体素子に光軸合せを
して光学的に対向させるとともに、このファイバ３を支
持するホルダ（ファイバサポート）４を上記ステム６に
取着固定したものである。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、光通信用ファイバモジュールを組み立てるに
あたり、一般的にははんだ付けによる方法が多く採用さ
れてきたが、このはんだ付けによる方法でははんだの熱
がレーザダイオードに悪い影響を与え、また、熱応力に
より固定されるべきものが位置ずれを起こしてしまう。

そこで、はんだよりも低温で接合できるＹＡＧレーザ溶
接を　　。

採用することが考えられている。

しかしながら、ホルダ４とステム６を合せてこの合せ面
をＹＡＧレーザ溶接で固着する場合、そのホルダ４とス
テム６との合せ面に隙間があるため、ホルダ４とステム
６の両者の物質の収縮の差によりその隙間の分だけ引っ
張り合い、一旦光軸を調整して位置決めされたホルダ４
やステム６が位置ずれしてしまい、光軸系がずれてしま
う。また、このように位置ずれを起こして組み立てられ
てしまうと、ハンダ付けのときにはハンダを溶かして再
度やり直すことができるが、レーザ溶接の場合にはこれ
が困難である。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的
とするところは光軸を調整して位置決めしたとき、その
光軸系のずれを軽減して正確に組み立てることができる
光通信用ファイバモジュールの組立て治具装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段および作用）上記問題点
を解決するために本発明は光半導体素子を内蔵するキャ
ップにステムを設け、上記光半導体素子に光軸合せをし
て光学的に対向するファイバを支持するファイバサポー
トを上記ステムに取着固定してなる光通信用ファイバモ
ジュールを組み立てるときに使用する光通信用ファイバ
モジュールの組立て治具装置において、上記キャップの
ステムおよびこれに接合するファイバサポートの７ラン
ジ部のいずれか一方を受ける受け台と、この受け台とは
反対側から上記キャップのステムおよびこれに接合する
ファイバサポートの７ランジ部の他方を押える複数の加
圧治具と、この各加圧治具を操作する機構とを具備した
ものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図にもとづ
いて説明する。第１図中１０は光通信用ファイバモジュ
ールを示すものである。この光通信用ファイバモジュー
ル１０は第３図で示すように内部が空洞なキャップ１１
を有し、このキャップ１１内には光半導体、たとえばレ
ーザダイオード１２を設置しである。このキャップ１１
の土壁部には上記レーザダイオード１２から出射するレ
ーザ光を集光するためのレンズ１３が設けられている。

そして、このレンズ１３によるレーザ光の集光位置には
ファイバ１４の入射端が光学的に対向している。ファイ
バ１４の入射端側部分１５はファイバサポート１６の小
径筒状部１７に挿入され、ＹＡＧレーザ等により溶接固
定されている。

つまり、ファイバサポート１６は上記キャップ１１を覆
うとともに、その開口周縁のフランジ部１８が、後述す
る方法により上記キャップ１１のステム１９に取着固定
されている。また、キャップ１１を包囲するファイバサ
ポート１６の外側は図示しないカバーによって包囲され
、このカバーの周縁端は上記キャップ１１のステム１９
に対してＹＡＧレーザ溶接等により取着固定されている
。

また、上記ファイバ１４はカバーの上部を貫通して外部
に導出するとともに、そのカバーに対して取着固定され
ている。ファイバサポート１６とカバーとによるファイ
バ１４に対する各固定部の間に位置するそのファイバ１
４の途中部分は小径でフレキシブルな部分２１が形成さ
れている。

この光通信用ファイバモジュール１０は組み立てられる
とき次に示すような組立て治具装置によって支持される
。すなわち、キャップ１１のステム１９の下面を全周に
わたり載置する受け台２２を設けてなり、この受け台２
２の周囲には等角間隔で同心放射的に４つの作動レバー
２３が配設されている。そして、この各作動レバー２３
の向き合う内側の各端部にはそれぞれ押えアーム２４が
突設されている。この各押えアーム２４・・・はは第２
図で示すようにキャップ１１のステム１９に接合したフ
ァイバサポート１６のフランジ部１８を上から同じ圧力
で押え付けるようになっている。

また、各作動レバー２３は第１図で示すようにその中間
部分が支持アーム２５に上下回動自在に枢着され、いわ
ゆる独立懸架方式で支持されている。

また、支持アーム２５の外方側端部にはそれぞれエヤー
シリンダ２６が連結されている。そして、この各エヤー
シリンダ２６により上記作動レバー２３を個別的に回動
操作するようになっている。

すなわち、各押えアーム２４・・・はそれぞれ異なる作
動レバー２３とエヤーシリンダ２６とにより個別的に独
立して操作される。なお、各押えアーム２４・・・の先
端部２７は左右上面を斜めに切り落として尖らしである
。

次に、この構成の組立て治具装置を用いて光通信用ファ
イバモジュール１０を組み立てる手順を説明する。

まず、キャップ１１のステム１９を受け台２２に載せ、
そのキャップ１１にはファイバサポート１６を被せる。

そして、キャップ１１のステム１９に対してファイバサ
ポート１６のフランジ部１８を確実に合せた状態とした
上で、各エヤーシリンダ２６を作動してそれぞれの作動
レバー２３を個別に回動し、各押えアーム２４・・・の
先端部２７をファイバサポート１６のフランジ部１８に
押し付ける。そして、加圧することによりキャップ１１
のステム１９に対してファイバサポート１６のフランジ
部１８を加圧固定する。この固定されたファイバサポー
ト１６の小径筒状部１７に対してファイバ１４の入射端
側部分１５を垂直に挿入して位置決めする。この状態で
レーザダイオード１２に電流を流しそのレーザダイオー
ド１２を発光させる。このレーザ光をレンズ１３により
集光しファイバ１４に入射させ、このファイバ１４の出
射端からの出力をパワーメータにて測定する。そして、
そのファイバ１４の入射端側部分１５をＸＹＺの各方向
に移動調整してファイバ１４の出射端からの出力パワー
が最大値の位置を選択しこの位置に固定する。さらに、
はんだ付けによる熱の影響を考慮して３０〜４０　ｉｎ
　Ｚ方向上側に動かしておく。ここで、はんだ３０を注
入してその小径筒状部１７をはんだこてや高周波で加熱
し、はんだ付けを行なう。

この後、各エヤーシリンダ２６の駆動力を弱めて各押え
アーム２４・・・による加圧力を零にする。

そして、ファイバサポート１６を固定しながらキャップ
１１のステム１９をＸＹ方向に動かして上記ファイバ１
４の出射端からの出力パワーが最大値の位置を捜す。出
力パワーが最大値の位置にきたら、再び各押えアーム２
４・・・による加圧力を加えるが、このときにはゆっく
りと加圧しながらキャップ１１のステム１８をＸＹ方向
に微調整する。

そして、キャップ１１のステム１８とファイバサポート
１６のフランジ部１８との合せ面がしっかりと合い、し
かも、ファイバサポート１６のフランジ部１８が押えア
ーム２４・・・で変形しない程度の加圧力になるまで加
圧しなからＸＹ方向の微調整を行なう。しかして、この
微調整が完了したところが、出力パワーが最大値となる
。

そこで、この加圧状態を保持しながら、第２図で示すよ
うにキャップ１１のステム１９に対してファイバサポー
ト１６のフランジ部１８上の複数か所のそれぞれにその
垂直方向からＹＡＧレーザ光を照射し、スポット状に溶
接して固定する。この場合、各ポイントＡ−Ｈを１つ溶
接する度にキャップ１１のステム１９のＸＹ方向の微調
整を繰り返す。つまり、１ポイントずつ溶接しながら微
調整を繰り返す。さらに、この場合、各ポイントＡ−Ｈ
が順次対角線になるようにＡ、Ｂ、Ｃ，・・・Ｈの順序
で溶接する。

しかして、上記ファイバサポート１６の小径筒状部１７
とファイバ１４の入射端側部分１５とのクリアランスを
大きくできるため、その両者の位置調整が容易である。

また、はんだ付けによる熱膨張による位置ずれの影響が
ファイバサポート１６とステム１９とのＸＹ方向の再調
整で大幅に軽減できる。

さらに、ファイバサポート１６のフランジ部１８とステ
ム１９との合せ面を加圧することで、ＹＡＧレーザ溶接
時に起こるＸＹ方向の収縮の差による位置ずれを大幅に
軽減することができる。

つまり、ＹＡＧレーザ光を垂直方向から照射し、溶接す
ることで、その溶接時の収縮がほぼ２方向にだけ起こる
と考えられるが、これを各押えアーム２４・・・で加圧
し、この加圧力で起こらないようにしたからである。

また、このとき各押えアーム２４・・・によりそれぞれ
同じ圧力で同時に加圧しており、通常はファイバサポー
ト１６のフランジ部１８の全面がキャップ１１のステム
１９の表面にならって合せ面の隙間がなくなるように押
え付けられていると考えられるが、仮に多少の位置ずれ
が起こる場合があっても１ポイント溶接するごとに位置
補正をかけ、位置ずれを補正していくので、最終的には
高精度で組み付けることができる。

また、各押えアーム２４・・・で押えた近傍を溶接する
ことで、フランジ部１８とステム１９とがしっかりと合
ったところを溶接できる。

さらに、ファイバサポート１６の小径筒状部１７にファ
イバ１４をはんだ付けするので、そのファイバ１４に負
荷がかかつても光軸のずれが生じなくなり、しかも、上
記キャップ１１とファイバサポート１６とをＹＡＧレー
ザ溶接により固定することによりほぼ完全に位置ずれな
く固定できる。

なお、本発明においては上記レーザダイオードなどの発
光素子に限らず、受光素子などにも適用できるものであ
る。また、上記構成の装置および方法はレーザ溶接にて
２つのものを固定する他の場合にも適用できる。さらに
、上記実施例においては受け台２２にステム１９を支持
させているが、フランジ部１８側を支持させるようにし
てもよい。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、光半導体素子を内
蔵するキャップとファイバサポートとをＹＡＧレーザ溶
接により固定する場合、その接合部分の物質的な収縮の
差により生じる位置ずれを軽減し、これによりほぼ完全
に位置ずれなくその両者を固定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すその側断面図、第２図
は同じくその実施例装置の要部の平面図、第３図は同じ
くその実施例装置の要部の側断面図、第４図は従来のフ
ァイバモジュールの側断面図、第５図は別のファイバモ
ジュールの側断面図である。１０・・・光通信用ファイバモジュール、１１・・・キ
ャップ、１２・・・レーザダイオード、１４・・・ファ
イバ、１６・・・ファイバサポート、１８・・・フラン
ジ部、１９・・・ステム、２３・・・作動レバー、２４
・・・押えアーム、２６・・・エヤーシリンダ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第　１　図」第　４　ロえ

Claims

【特許請求の範囲】

光半導体素子を内蔵するキャップにステムを設け、上記
光半導体素子に光軸合せをして光学的に対向するファイ
バを支持するファイバサポートを上記ステムに取着固定
してなる光通信用ファイバモジュールを組み立てるとき
に使用する光通信用ファイバモジュールの組立て治具装
置において、上記キャップのステムおよびこれに接合す
るファイバサポートのフランジ部のいずれか一方を受け
る受け台と、この受け台とは反対側から上記キャップの
ステムおよびこれに接合するファイバサポートのフラン
ジ部の他方を押え付ける複数の加圧治具と、この各加圧
治具を操作する機構とを具備したことを特徴とする光通
信用ファイバモジュールの組立て治具装置。