CN108369321B - 光纤引出部结构、光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及来自光模块的光纤的引出部结构等。光纤引出部结构(10)以光纤(15)贯穿的大致筒状的通用口(19)与壳体(3)连接的方式构成。通用口(19)由套筒(21)和盖部(23)构成，该套筒(21)与壳体(3)的外周连接，该盖部(23)与套筒(21)的前端侧连接。在通用口(19)(套筒(21))的内部设置有固定部件(25)，该固定部件(25)用于将光纤(15)固定于通用口(19)上。在盖部(23)上形成有缩径部(29)和扩径部(31)。
Description
技术领域
本发明涉及来自光模块的光纤的引出部结构等。
背景技术
至今，使用将从半导体激光器输出的光耦合至光纤的光模块。光模块配置有激光器和与激光相对应的透镜等，各激光光耦合至光纤中。
在从光模块的壳体引出光纤的光纤引出部上设置有可挠性管。通过使用可挠性管，能够防止在光纤引出部中因光纤急剧弯折而引起的断线等(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-341138号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，由于以往的引出部结构由于使用用于保护光纤的橡胶制等的管，因此部件数量多，结构复杂，因此成本高。另外，若光输出的高输出增加，则担心光纤的包层模的光漏出到光纤外部的管内，管被加热，从而使管劣化或烧坏。
本发明是鉴于这种问题而做出的，目的在于提供一种来自光模块的光纤的引出部结构等，其结构简单且难以发生光纤断裂。
用于解决问题的方案
为了达到所述目的，第一发明是光模块的光纤引出部结构，其具有：壳体，其容纳有光学部件；套筒，其配置于所述壳体的外部，并且光纤从所述壳体的内部贯穿所述套筒；固定部件，其设置于所述套筒的内部，并且将所述光纤固定于所述套筒上；以及盖部，其设置于所述套筒的前端，并且形成有缩径部和扩径部，该缩径部在所述光纤的轴向截面中，形成于从所述光纤与所述固定部件的固定部隔开预定距离的位置，且插通有所述光纤，该扩径部形成于比所述缩径部靠前端侧的位置，且内径大于所述缩径部的内径，所述缩径部在所述光纤的轴向截面中，相对于所述光纤的轴向在预定的长度范围内以大致相同的直径形成，所述扩径部以与所述缩径部连接的方式形成。
所述盖部优选由难燃性材料构成。在该情况下，所述难燃性材料可以为金属，也可以为难燃性树脂。
所述扩径部的内径可以从所述缩径部朝向所述盖部的前端逐渐扩大。
在所述光纤的轴向截面中，所述扩径部可以以相对于所述光纤的轴向的角度阶梯性变大的方式形成。
在所述光纤的轴向截面中，所述扩径部可以以随着朝向前端侧而内径变大的方式形成为曲线。
所述套筒与所述壳体可以为一体结构。
所述盖部与所述套筒可以为一体结构。
所述固定部件可以为玻璃制。
在所述套筒与所述固定部件之间设置有金属制的筒部件，所述筒部件的内表面可以是吸收透射所述光纤的光的表面状态。
在该情况下，所述套筒的内表面可以是吸收透射所述光纤的光的表面状态。
根据第一发明，由于在套筒上形成有缩径部和扩径部，因此能够抑制光纤在套筒的出口侧急剧弯折。由此，能够抑制光纤的断线等。另外，由于套筒上不需要橡胶制的管等，因此不存在由光纤的包层模的漏光所引起的管的劣化或烧坏等的危险，结构简单。
另外，若盖部由难燃性材料构成，则能够抑制盖部因热所导致的燃烧。此时，作为难燃性材料，尤其优选金属或难燃性树脂。
另外，扩径部的内径以从缩径部朝向盖部的前端逐渐扩大的方式形成，由此能够更切实地抑制光纤在套筒的出口侧急剧弯折。
另外，套筒的前端设置有盖部，缩径部和扩径部形成于盖部上，由此制造容易，结构也简单。
另外，缩径部形成为预定的长度，由此能够切实地抑制光纤在光纤的固定部的近旁弯折。
另外，通过将扩径部的相对于光纤的轴向的角度以阶梯性变大的方式形成，从而能够更加切实地抑制光纤的局部性弯折。
同样地，在光纤的轴向截面中，扩径部以随着朝向前端侧而内径扩大的方式形成为曲线，由此能够更加切实地抑制光纤的局部性弯折。
另外，如果固定部件为玻璃制，则能够将光纤的包层模的漏光导入至玻璃制的固定部件中。此时，由于固定部件的外周上设置有金属制的筒部件，该属制的筒部件上施加有光吸收性的表面电镀等，因此能够由筒部件吸收漏光，并且将产生的热经由套筒散热至壳体以及外部。此外，筒部件不是必需的，能够用吸收漏光的部件代替，例如，可以是在套筒内壁上施加的光吸收性的表面电镀等。在该情况下，导入玻璃制的固定部件中的包层模的漏光透射玻璃固定部件，入射至施加在套筒部件内壁上的光吸收性的表面电镀等中，由此能够吸收漏光，并且将产生的热经由套筒散热至壳体。
另外，在固定部件与盖部之间设置有空隙，在光纤的轴向截面中，盖部的与固定部件的对置面朝向筒部件的方向倾斜，由此能够使从固定部件射出的漏光向筒部件方向反射，并作为热由筒部件高效率地吸收。
第二发明是一种光模块，其具有：第一发明所涉及的光纤引出部结构；半导体激光器，其配置于所述壳体的内部；以及透镜，其用于使所述半导体激光器的光光耦合至所述光纤中。
根据第二发明，能够得到一种光模块，该光模块结构简单，且能够抑制光纤的断裂等。
发明效果
根据本发明，能够提供一种来自光模块的光纤的引出部结构等，其结构简单且难以发生光纤断裂。
附图说明
图1是表示光模块1的立体图。
图2是图1的A部的局部剖视图，是表示光纤引出部结构10的图。
图3是表示弯折光纤15的状态的图。
图4A是表示盖部23a的图。
图4B是表示盖部23b的图。
图5是表示光纤引出部结构10的另一个方式的剖视图。
图6是表示光纤引出部结构10的另一个方式的剖视图。
图7是表示光纤引出部结构10a的剖视图。
图8是表示光纤引出部结构10a的另一个方式的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示光模块1的立体图。此外，图1是壳体3的上表面以及图中跟前侧的一部分侧壁的透视图。光模块1主要由壳体3、半导体激光器5、透镜7、9、13、反射镜11、以及光纤15等构成。
壳体3具备底部和侧面。侧面相对于壳体3的底部大致垂直地立起。壳体3的内部容纳有各种光学部件。
在壳体3的内部中，底部以高度逐渐变高的方式形成为台阶状。每个台阶上为半导体激光器设置面17。即，在光模块1上，多个半导体激光器设置面17形成为台阶状。每个半导体激光器设置面17上设置有半导体激光器5。
在半导体激光器5的前方(射出方向)配置有透镜7。另外，在透镜7的前方配置有透镜9。每个半导体激光器5都配置有透镜7、9，并且透镜7、9配置于相同的半导体激光器设置面17上。透镜7、9将从半导体激光器5射出的光分别向纵向以及横向校准。
在透镜9的后方固定有反射镜11。反射镜11配置于半导体激光器设置面17上。反射镜11将由所述透镜7、9校准后的光反射为大致垂直。此外，相对于各半导体激光器5的透镜7、9、反射镜11能够全部使用相同的形状。
在壳体3的底部朝向与半导体激光器5的射出方向垂直的方向固定有透镜13。透镜13会聚由反射镜11反射的激光。另外，在透镜13的背面侧以贯穿壳体3的方式设置有光纤15。由透镜13会聚的激光光耦合至光纤15中。
即，在光模块1中，多个半导体激光器5同时设置于各个高度的半导体激光器设置面17上，分别向大致相同的方向射出激光。在半导体激光器5的射出方向上，在相同方向上依次配置有透镜7、9、反射镜11。因此激光经由透镜7、9照射到反射镜11上。并且，在各反射镜11中，朝向大致相同的方向反射激光。由各反射镜11反射后的激光由透镜13会聚而耦合至光纤15中。此外，半导体激光器5的数量和配置等不限于图示的例子。例如，半导体激光器5的个数不限于图示的例子，根据布局，反射镜11不是必需的。
图2是图1的A部的放大剖视图，是光模块1的光纤引出部结构10相对于光纤15的轴向的剖视图。光纤引出部结构10以光纤15贯穿的大致筒状的套筒21与壳体3连接的方式构成。套筒21例如是圆筒形，但也可以是其他形状。
光纤引出部结构10由套筒21和盖部23构成，该套筒21配置于壳体3的外部，该盖部23与套筒21的前端侧连接。套筒21以及盖部23与壳体3的侧壁为相同或不同的原料，例如由铜合金等构成，但并不限于此，盖部23优选由金属或难燃性树脂等的难燃性材料构成。在套筒21以及盖部23的表面上与壳体3同样地施加有例如镀金、镀Ni等。
在套筒21的内部设置有用于将光纤15固定于套筒21上的固定部件25。固定部件25例如为氧化锆制。光纤15贯穿固定部件25。即，光纤15从壳体3的内部贯穿套筒21。
在此，光纤15在从壳体3的内部至套筒21的内部的预定的范围内，为剥离了外周的树脂包覆的光纤裸线15a。固定部件25保持光纤裸线15a。此外，光纤裸线15a的前端(树脂包覆有无的边界)配置于固定部件25的前端近旁的位置，且插通于固定部件25中的光纤裸线15a和固定部件25的光纤插通孔的内壁被固定，而且固定部件25和光纤15的树脂包覆的剥边部由固定部27利用粘接剂等固定。优选地，该固定部27例如由粘接剂等构成，并且对透射光纤15的激光的波长，光吸收系数小。
在盖部23的内部形成有缩径部29和扩径部31。内径相对小的缩径部29是光纤15能够插通的程度的孔径，并形成于盖部23的后侧(固定部件25侧)。缩径部29是在盖部23的径向截面的大致中心位置上保持光纤15的部位。缩径部的尺寸还取决于光纤包覆径，例如，在光纤15的直径是250μm的情况下，缩径部是300μm～500μm左右。
在缩径部29的前方以与缩径部29连接的方式形成有扩径部31。扩径部31是内径从缩径部29朝向盖部23的前端逐渐扩大的部位。此外，在光纤15的轴向截面中，光纤15的轴向与扩径部31的内表面形成的角度例如是45°，但角度可以是任意的。另外，不一定限于内径从缩径部29朝向盖部23的前端逐渐扩大的情况，若在比缩径部29靠前端侧的位置形成内径大于缩径部29的内径的扩径部31，则扩径部31与缩径部29之间也可以产生台阶差。
盖部23的缩径部29在光纤的轴向截面中，相对于光纤15的轴向在预定的长度范围内以大致相同的直径形成于盖部23的内部。即，缩径部29自盖部23的后端侧形成为预定的长度。
图3是表示对从盖部23引出的光纤15施加朝向与光纤15的轴向大致垂直的方向的力(图中箭头D)的状态的图。若相对于轴向大致垂直地弯折光纤15，则光纤15从缩径部29沿着扩径部31被弯折。因此，能够抑制向光纤15施加局部性的大的弯折。
在此，在固定部件25的前端与盖部23之间形成有空隙。由此，在光纤15的轴向截面中，缩径部29形成于从光纤15与固定部件25的固定部27隔开预定距离的位置。通过如此，当光纤15发生弯折时，能够抑制光纤15的弯折对固定部27近旁的影响。
此外，从固定部27至缩径部29的前端部(与扩径部31的边界部)的距离(图2的B)例如可以是1～5mm左右。另外，扩径部31的长度(图2的C)例如可以为2mm左右。此外，在本发明中，缩径部29形成为预定长度时的固定部27与缩径部29之间的距离为从固定部27至缩径部29的前端的距离。由此在本实施方式中，缩径部29形成于从固定部27隔开预定距离的位置。
此外，在固定部件25与盖部23之间还可以不具有预定长度的间隙。即，若能够确保从固定部27至缩径部29的前端的距离(图中B)，则固定部件25的前端可以与盖部23的后端接触。
此外，扩径部31的形状不限于直线状的锥形状。例如图4A所示的盖部23a那样，在光纤15的轴向截面中，还可以以相对于光纤15的轴向的角度随着朝向前端而阶梯性变大的方式形成扩径部31。即，在光纤15的轴向截面中，还可以使扩径部31相对于光纤15的轴向的角度多个阶梯地变化。
另外，如图4B所示的盖部23b那样，在光纤的轴向截面中，还可以以随着朝向前端侧而内径扩大的方式以曲线形成扩径部31。即，在光纤15的轴向截面中，扩径部31还可以形成喇叭状。
另外，可以不是将套筒21和壳体3分开构成再连接在一起，而是如图5所示，使壳体3与套筒21形成为一体结构。另外，可以不是将套筒21和盖部23分开构成再连接在一起，而是如图6所示，使盖部23与套筒21为一体结构。即，只要将套筒21配置于壳体3的外部，且在套筒21的前端侧配置有盖部23即可。
如上说明，根据本实施方式，盖部23上形成有缩径部29和扩径部31。由此，当将光纤15向与轴向大致垂直的方向弯折时，由于光纤15是从缩径部29沿着扩径部31被弯折的，因此能够抑制光纤15的局部性的大的弯折。因此能够抑制光纤15的断裂等。
另外，由于不像以往那样，需要使用橡胶制的管等，因此不会由光纤的包层模的漏光所引起的发热而导致管劣化或烧坏，结构也简单。
另外，由于缩径部29与固定部27隔开预定距离，因此能够抑制光纤15的弯折对固定部27的影响。
另外，通过将缩径部29形成为预定的长度以上，从而能够切实地确保固定部27与缩径部29(的前端)之间的距离。
接下来，对第二实施方式进行说明。图7是表示光纤引出部结构10a的图。此外，在以下说明中，对发挥与光纤引出部结构10相同的功能的结构，赋予与图1～图4A、图4B相同的附图标记，省略重复的说明。
光纤引出部结构10a与光纤引出部结构10为大致相同的结构，但在使用筒部件33的方面不同。此外，在以下的说明中，示出了扩径部31的形态是直线的例子，但如图4A、图4B所示，也可以是阶梯式或曲线。
筒部件33是金属制。筒部件33设置于套筒21与固定部件25之间。筒部件33的内表面是吸收透射光纤15的光的表面状态。在此，是吸收光的表面状态是指，在激光的波长中，具有光吸收性，例如在该波长中，吸收率是30％以上，优选是70％以上。为了形成这种吸收光的表面状态，例如有表面黑化处理或电镀等方法。
在本实施方式中，固定部件25是在例如玻璃部件这种在传播的激光的波长带中具有透光性的部件。光纤15与固定部件25之间利用在激光的波长带中光吸收系数小且折射率与固定部件25大致相等的粘接剂等进行固定。因此能够使来自光纤15(光纤裸线15a)的包层模的漏光导入至固定部件25的内部。并且，在固定部件25的外周上，利用在传播的激光的波长带中光吸收系数小且折射率与固定部件25大致相等的粘接剂等固定有筒部件33。由此，传播过固定部件25的光向筒部件33的内表面入射，该光的一部分被筒部件33的内表面吸收，并转换为热。
筒部件33因吸收漏光而产生的热传导到与筒部件33接触的套筒21以及盖部23，并从套筒21以及盖部23的外表面散热至外部，或者，通过热传导向壳体侧散热。此外，为了用筒部件33高效率地吸收光作为热，只要施加在传播的激光的波长带中具有光吸收性的表面处理即可，例如，在筒部件33的表面实施黑Ni电镀或Cu系的黑化处理电镀等即可。
如此，通过将光纤裸线15a的包层模的漏光作为热而经由固定部件25释放到外部，从而漏光导光到光纤15的包覆部中并泄漏到光纤15的包覆中，能够抑制该泄漏部分发热而形成高温。
此外，上述的筒部件33不是必需的，在套筒21的内表面施加光吸收性的表面电镀等，并使其成为吸收光的表面状态时，还可以利用在传播的激光的波长带中光吸收系数小且折射率与固定部件25大致相等的粘接剂等直接对固定部件25和套筒21进行固定。
在此，导入到筒部件33中的光的一部分从筒部件33的前端侧射出至盖部23侧。固定部件25与盖部23之间设置有空隙。另外，盖部23的背面为锥形状，并且在光纤的轴向截面中，盖部23的与固定部件25的对置面朝向筒部件33的方向(外周侧)倾斜。
在此，如上所述，在盖部23的表面可以施加镀金等。在该情况下，从筒部件33射出的光由盖部23的背面高效率地反射。此时，由盖部23反射后的光经由固定部件25，或者直接朝向筒部件33。因此，由盖部23反射后的光也能够被筒部件33高效率地吸收。因此能够抑制漏光向光纤15的返回等。
根据第二实施方式，能够得到与第一实施方式相同的效果。另外，能够使包层模的漏光传播到固定部件25，并高效率地释放出在筒部件33中产生的热。因此能够抑制由漏光所引起的光纤15的发热、或漏光再次耦合至光纤15中。
此外，在本实施方式中，也可以不是将套筒21和壳体3分开构成再连接在一起，而是如图8所示，使壳体3和套筒21形成为一体结构。
以上参照附图，并在典型尺寸的基础上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不受上面所述的实施方式左右。显然本领域技术人员在权利要求书所记载的技术思想的范畴内能够想到各种变化例或修改例，这些当然也属于本发明的技术范围内。
例如，缩径部29可以从盖部23的后端形成，在缩径部29的后侧可以形成扩径部(倒角部)。即，缩径部29可以形成于盖部23的任意位置。
附图标记说明
1：光模块
3：壳体
5：半导体激光器
7：透镜
9：透镜
10、10a、10b、10c：光纤引出部结构
11：反射镜
13：透镜
15：光纤
15a：光纤裸线
17：半导体激光器设置面
21：套筒
23、23a、23b、23c：盖部
25：固定部件
27：固定部
29：缩径部
31：扩径部
33：筒部件
Claims (12)
1.一种光纤引出部结构，是光模块的光纤引出部结构，其特征在于，具有：
壳体，其容纳有光学部件；
套筒，其配置于所述壳体的外部，并且光纤从所述壳体的内部贯穿所述套筒；
固定部件，其设置于所述套筒的内部，并且将所述光纤固定于所述套筒上；以及
盖部，其设置于所述套筒的前端，并且形成有缩径部和扩径部，该缩径部在所述光纤的轴向截面中，形成于从所述光纤与所述固定部件的固定部隔开预定距离的位置，且插通有所述光纤，该扩径部形成于比所述缩径部靠前端侧的位置，且内径大于所述缩径部的内径，
所述缩径部在所述光纤的轴向截面中，相对于所述光纤的轴向在预定的长度范围内以大致相同的直径形成，
所述扩径部以与所述缩径部连接的方式形成，
所述盖部和所述套筒分开形成，并且所述盖部的背面向前端侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的光纤引出部结构，其特征在于，
所述盖部由难燃性材料构成。
3.根据权利要求2所述的光纤引出部结构，其特征在于，
所述难燃性材料为金属。
4.根据权利要求2所述的光纤引出部结构，其特征在于，
所述难燃性材料为难燃性树脂。
5.根据权利要求1所述的光纤引出部结构，其特征在于，
所述扩径部的内径从所述缩径部朝向所述盖部的前端逐渐扩大。
6.根据权利要求5所述的光纤引出部结构，其特征在于，
在所述光纤的轴向截面中，所述扩径部以相对于所述光纤的轴向的角度阶梯性变大的方式形成。
7.根据权利要求5所述的光纤引出部结构，其特征在于，
在所述光纤的轴向截面中，所述扩径部以随着朝向前端侧而内径扩大的方式形成为曲线。
8.根据权利要求1所述的光纤引出部结构，其特征在于，
所述套筒与所述壳体为一体结构。
9.根据权利要求1所述的光纤引出部结构，其特征在于，
所述固定部件为玻璃制。
10.根据权利要求9所述的光纤引出部结构，其特征在于，
在所述套筒与所述固定部件之间设置有金属制的筒部件，所述筒部件的内表面是吸收透射所述光纤的光的表面状态。
11.根据权利要求9所述的光纤引出部结构，其特征在于，
所述套筒的内表面是吸收透射所述光纤的光的表面状态。
12.一种光模块，其特征在于，具有：
权利要求1～11中任一项所述的光纤引出部结构；
半导体激光器，其配置于所述壳体的内部；以及
透镜，其用于将所述半导体激光器的光光耦合至所述光纤中。
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