JPS63278006A

JPS63278006A - レ−ザダイオ−ド結合装置とその製法

Info

Publication number: JPS63278006A
Application number: JP11230387A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shimaoka; 誠嶋岡; Tetsuo Kumazawa; 熊沢　鉄雄; Sueo Kawai; 末男河合; Makoto Haneda; 誠羽田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1988-11-15

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、レーザダイオード結合装置及びその製法に係
り、特にレーザダイオードと光ファイバとの光結合に好
適なレーザダイオード結合装置及びその製法に関する。

〔従来の技術〕

レーザダイオードから放出されるレーザ光は、ダイオー
ドの垂直方向に対して約４０°、水平方向に対して約３
０°の広がりを持っている。−力先を伝送する光ファイ
バにはマルチモードファイバとシングルモードファイバ
があり、光の屈折率の差を利用してコア径内に光を閉じ
込める構造となっている。マルチモードファイバのコア
径がφ５０μｍでありシングルモードファイバのコア径
はφ１０μｍとなっている。したがって、広がりを持っ
て放出されたレーザ光をコア径内に効率よく導く方法と
して、微小なレンズを使って光を集光しコア径内に入れ
る場合があり、模式的には第２図に示すようになる。レ
ーザダイオード３から放出される光を球レンズ５で集光
し、球レンズの焦点近傍に光ファイバ７の端面コア部１
５を配置することにより光結合することができる。コア
径がφ５０μｍのマルチモードファイバに比べφ１０μ
ｍのシングルモードファイバでは面積が１７２５になり
結合させることがむずかしくなる。したがって、レーザ
タイオードの光を効率よく、しかも安定して光ファイバ
内に集光するためにはレーザダイオード１、球レンズ２
、晃ファイバ３を結ぶ光軸が一致しており、相対位置ず
れを起さないことが重要である。今光軸の方向を２方向
、光軸に対して垂直方向をＸ方向、光軸に対して水平方
向をＸ方向とする。レーザダイオード１のみがＸ＋　Ｘ
方向に位置ずれを起した場合、レーザダイオードが広角
出射であるため光結合への影響はないが２球レンズと光
ファイバ端面との相対位置ずれが起こると光結合は大き
く変化する。たとえば、直径０．８、屈折率１．５８の
球レンズを使用し、ＬＤ端と球レンズ端との距ｆ１１１
０．２９．球しンズ端とファイバ端との距離２．７の位
置で１．３μｍμｍ−ザダイオードとシングルモードフ
ァイバ（コア径１０μｍ）との光結合状況を調べると、
第３図のようになる。光ファイバ端をＸ方向に移動させ
た時の光結合効率変化を示したものであるが、最大結合
効率から１０％低下するためのファイバ先端位置ずれ量
：ΔＸは１３μｍとなり許容１範囲がせまい、同様に２
方向位置すれと結合効率との関係は１０％低丁に対して
４０μｍである。

尚、この種の装置として関連するものには例えば特開昭
５７−１１８２１２号公報が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来技術はスリーブ部にガイド部及
びストッパ部がそれぞれねじ固定する構造になっており
、初期的光結合に対しては結合可能であるが長期間の結
合あるいは多数図コネクタの着脱を繰り返しているとネ
ジ固定部が緩むことがあり問題があった。また、たとえ
ネジ固定部に接着剤等を注入して固定したとしても、長
期間の使用に際し接着剤が劣化することがあり問題があ
った。

たとえば、第４図に示すように、光コネクタのフェルー
ル４４はスリーブ４２にそう人してガイド４１にあるネ
ジと光コネクタ外周にあるガイドリング４５のネジとを
かん合固定する。この際フェルール４４の先端はストッ
パ４３に接し、位置が決まる。しかしながら、ガイド４
１とスリーブ４２は外周部フランジの２穴でネジ固定さ
れており、またストッパ４３も同様にネジ固定されるた
め、長期の固定に対しては位置ずれを起こす可能性があ
った。

本発明の目的は、低価格でしかも長期に安定したレーザ
ダイオード結合装置とその製法を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ガイド、スリーブ及びストッパを単一材質
でしかも切れ目のない構造で製造することにより達成さ
れる。

即ち本発明の装置は、円筒状のスリーブの開口部に、光
ファイバを固定した光コネクタ先端のフェルール部を嵌
合せしめ、かつ該スリーブの反対側に前記光ファイバ端
部と光学的に結合するレーザダイオードを固定したレー
ザダイオード結合装置において、前記フェルールを導び
くスリーブの周囲に前記光コネクタをねじ締結するガイ
ド部を形成すると共に前記スリーブに前記フェルールが
当接して該フェルールを位置決めするストッパ部を形成
し、かつ前記ガイド部と前記ストッパ部付きスリーブと
が互いに単一材質で切れ目なく一体形成されていること
を特徴とする。また本発明の製法は、円筒状スリーブと
このスリーブの周囲のガイド部と並びにスリーブの孔内
のストッパ部とを塑性加工で一体に形成し、該スリーブ
の孔内に光ファイバ付きフェルールを嵌合させると共に
該フェルールを支持する光コネクタと前記ガイド部とを
ねジ締結し、該ねじ締結の締め付けにより前記孔内への
フェルール侵入を増すと共に前記ストッパにて前記フェ
ルールの侵入を停止せしめるようにすることを特徴とす
る。尚、パ単−材質で切れ目なく″とは、接着材等の介
在がなく、複数構成部品の組合せを除く趣旨である。

〔作　用〕

ガイド及びスリーブは単一材質で切削し、ネジ固定部を
なくした構造とする。またストッパについては、上記切
削加工後スリーブ端面に塑性加工で内面の一部あるいは
内面全周にわたって段差を形成する。このような形状と
することにより、ガイドとスリーブ間のネジ固定及びス
リーブ端面へのストッパネジ締め構造を単一材質でしか
も切れ目のない構造にすることができ、長期間安定した
形状を保つことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

レーザダイオード３を固定するステム１は、円板で鉄材
からなる。この中央にポスト６が配置され、側面にＳｉ
Ｃなどのセラミックスからなるサブマウント２を介して
レーザダイオード３を接合固定している。レーザダイオ
ードの位置は、ステムの中心でしかも垂直方向に発振で
きるように固定する。

ポスト上へのサブマウント及びレーザダイオード固定は
Ｐｂ−８ｎなどの低融点材料が使用されている。レーザ
ダイオードから発振した光はステムの上方向で同時に下
方向にも伝ばする。ステム１に配置し゛たホトダイオー
ド４で下方向の光をモニターすることにより上方向の光
をコントロールする。上方かｄ発振した光は、円筒形の
キャップレンズ５と光軸合せを行い、窒素雰囲気中でス
テム１にリングウェルトン、キャップ内の気密をとる。

キャップレンズの曲率、キャップレンズとレーザダイオ
ードとの距離によってキャップレンズから出る光の焦点
位置は決まる。シングルモードファイバ７のコア端面が
焦点位置近傍に来るようにレーザダイオードとキャップ
レンズとの距離をあらかじめ決めておく。シングルモー
ドファイバ７のコア端面の固定は、光コネクタ　（ＦＣ
型）で行う。まず、シングルモードファイバ７の保護部
ナイロン７′を一部取り除いた後、パイプ８内でファイ
バ７の変形を防ぐためガラスパイプを接着固定する。つ
ぎにパイプ８内にファイバをそう入して行き、ＡＱ２０
．などからなるフェルール１０へそう入固定する。フェ
ルールの円径はφ０．１２８で加工されており、φ０．
１２５のファイバは精度よく固定できる構造となってい
る。フェルールとファイバとのギャップは接着剤を注入
し強固に固定する。フェルールの端面ばファイバが突き
出た形になっているがこれを研磨することによりフェル
ールとファイバの端面ば同一平面になる。

このパイプの外周にはフレーム１１、リング１２等を取
り付け、光コネクタとして組み立てる。

このコネクタのパイプをスリーブ１３にそう人する。パ
イプの外径はφ２，４９９で加工されており、一方、ス
リーブ１３の内径はφ２．５０１ｍの精度で固定できる
。

キャップレンズから出る光の焦点位置にフェルール端面
が位置するようにスリーブ１３側であらかじめ突起を付
けておく。スリーブ１３にそう人したパイプはこの位置
で停まる。パイプがこの位置で常に固定されるようにフ
レーム１１およびリング１２のねジ１４で調整する。上
記方法で、スリーブとパイプを固定後、レンズキャップ
から出。

る光とシングルモードファイバ端面との位置調整を行い
、ステムとスリーブ本体とをＹＡＧ溶接あるいは半田、
Ａ、　ｕ　−Ｇ　ｅ　、　Ａ　ｕ　−Ｓ　ｉ　、　Ａ　
ｕ　−Ｓｎなどのろう材を介した接合固定を行う。

本発明における第１の手段としては、スリーブ１３内で
パイプ８の先端を位置決めするための突起をスリーブ内
面全周に設ける。この方法としては、第５図に示すよう
に、プレス加工により行う。

まず、パイプ先端の位置決、めをするために、上型１６
をスリーブ内にそう人する。この先端部径はパイプ８と
同様でφ２．４９９で加工されている。

上型を所定の位置に設けた後、スリーブの端面を下型１
６で加圧成型する。たとえばスリーブの材質を５ＵＳ４
０３とし、スリーブ内径φ２．５０１、下型の径をφ３
．０として荷重１．２トンで０゜３の深さまで加圧する
と突起部の内径はφ１．５０となる。スリーブ内径に対
し片側０．５の突起が形成され、パイプのストッパーと
して十分な段差が得られる。しかもスリーブ内径は上型
そう人によって内径が変化することもない。この段差は
、かならずしも内面全周に形成するだけでなく、内面の
少なくとも３点に形成されても同様の効果がある。した
がって、下型１７の形状は円柱の外に３角柱、４角柱な
どの角柱あるいはだ円柱でもよゝい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ファイバガイド
するためのガイド、スリーブ及びストッパ部を単一材質
で切れ目なく形成することができ光コネクタ脱着時ある
いは外部からの機械的あるいは熱的電動に対しても光出
力が変動せず安定した光出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るレーザダイオード結合
装置の組立縦断面図、第２図はレーザダイオード球レン
ズと光ファイバとの光結合関係を示す模式図、第３図は
光ファイバがＸ方向に位置ずれした時の結合効率変化を
示す特性図、第４図は従来例に係るレーザダイオード結
合装置の組立縦断面図、第５図は本発明の一実施製造例
に係る塑性加工前の加工装置及び被加工品の配置図、第
６図は同しく塑性加工中の配置図である。１・・・ステム、３・・・レーザダイオード、４・・・
フォトダイオード、５・・・球レンズ、１３・・・スリ
ーブ、１４・・・ガイド、８・・・パイプ、７・・・フ
ァイバ。

Claims

【特許請求の範囲】１、円筒状のスリーブの開口部に、光ファイバを固定し
た光コネクタ先端のフェルール部を嵌合せしめ、かつ該
スリーブの反対側に前記光ファイバ端部と光学的に結合
するレーザダイオードを固定したレーザダイオード結合
装置において、前記フェルールを導びくスリーブの周囲
に前記光コネクタをねじ締結するガイド部を形成すると
共に前記スリーブに前記フェルールが当接して該フェル
ールを位置決めするストッパ部を形成し、かつ前記ガイ
ド部と前記ストッパ部付きスリーブとが互いに単一材質
で切れ目なく一体形成されていることを特徴とするレー
ザダイオード結合装置。２、円筒状スリーブとこのスリーブの周囲のガイド部と
並びにスリーブの孔内のストッパ部とを塑性加工で一体
に形成し、該スリーブの孔内に光ファイバ付きフェルー
ルを嵌合させると共に該フェルールを支持する光コネク
タと前記ガイド部とをねじ締結し、該ねじ締結の締め付
けにより前記孔内へのフェルールに侵入を増すと共に前
記ストッパにて前記フェルールの侵入を停止せしめるよ
うにすることを特徴とするレーザダイオード結合装置の
製法。