JP2001100066A

JP2001100066A - 光部品およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001100066A
Application number: JP2000217763A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Irie; 雄一郎入江; Jun Miyokawa; 純三代川; Takeo Shimizu; 健男清水
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化に伴う光ファイバの断線等のない信
頼性の高い光部品とする。【解決手段】金属製パッケージ９内にレーザダイオー
ド素子１を固定し、光ファイバの先端側にレンズ３を形
成したレンズドファイバ２の先端側を第１フェルール５
に挿通固定してベース１０に第１フェルール５を固定す
る。第１フェルール５の後端側に間隔を介して第２フェ
ルール６を設けてパッケージ９の挿入部２０に挿入固定
し、第２フェルール６にレンズドファイバ２の途中部を
挿通固定する。使用環境温度の上限値よりも低い温度に
おいて図１の（ａ）に示す第１フェルール５と第２フェ
ルール６との間のレンズドファイバ２に撓み１４を設
け、撓み１４を使用環境温度の上限値において第１フェ
ルール５と第２フェルール６との間のレンズドファイバ
２に許容範囲を越えた引張り応力が加えられることを抑
制する引張り応力付与抑制手段と成す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
るレーザダイオードモジュール等の光部品およびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光を発信するレーザダイオード
（ＬＤ）素子と、レーザダイオード素子からの光を伝播
する光ファイバとを予め光結合して、モジュール化した
レーザダイオードモジュールが用いられており、図４に
は、レーザダイオードモジュールの一例が断面図により
示されている。

【０００３】同図に示すレーザダイオードモジュール
は、金属製のパッケージ９を有し、パッケージ９内に固
定されたベース１０の固定部にヒートシンク１１を介し
てレーザダイオード素子１が配設固定されている。ま
た、光ファイバの先端側にレンズ３が形成されたレンズ
ドファイバ２の先端側が、パッケージ９の側壁に設けら
れた挿入部２０からパッケージ９内に挿入され、該レン
ズドファイバ２の先端側（レンズ３の加工部）はレーザ
ダイオード素子１の発光部に調心状態で対向している。
すなわち、レーザダイオード素子１とレンズドファイバ
２との励振効率（光結合効率）が最大になるように、レ
ーザダイオード素子１とレンズドファイバ２とが対向配
置されている。

【０００４】なお、前記パッケージ９は、例えばその底
板２２がＣｕＷにより形成され、その他の部位がコバー
ル（商標）に代表されるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金により
形成されている。

【０００５】前記ベース１０には、フェルール保持部１
６，１７を介して第１フェルール５が固定されて、第１
フェルール５には前記レンズドファイバ２の先端側が挿
通固定されている。第１フェルール５の後端側に間隔を
介して第２フェルール６が設けられており、第２フェル
ール６にはレンズドファイバ２の途中部が挿通固定され
ている。第２フェルール６は前記パッケージ９の挿入部
２０に挿入されて、パッケージ９に設けられたフェルー
ル嵌合部１５を介してパッケージ９の側壁に固定されて
いる。

【０００６】なお、第１フェルール５と第２フェルール
６との間のレンズドファイバ２には、その表面側に金属
メッキが施され、この金属メッキ部４の一端側が半田８
によって第２フェルール６に固定され、第２フェルール
６は、半田７によってフェルール嵌合部１５に固定され
ている。レンズドファイバ２の金属メッキ部４の第２フ
ェルール６への半田固定および、第２フェルール６のフ
ェルール嵌合部１５への半田固定により、パッケージ９
内を気密状態と成している。

【０００７】前記第１フェルール５は、例えばＹＡＧ溶
接等によってフェルール保持部１６，１７に固定されて
いる。また、前記ベース１０には、モニターフォトダイ
オード１３が固定されており、ベース１０の下部側には
レーザダイオード素子１の温度を一定に保つためのペル
チェ素子を備えたペルチェモジュール１２が設けられて
いる。

【０００８】上記のように、レンズドファイバ２を用い
てレーザダイオードモジュールを構成すると、部品構成
が簡単となるため、コストを安くできるという利点があ
り、また、レンズドファイバ２のレンズ３の形状を最適
化することにより、レンズドファイバ２とレーザダイオ
ード素子１との光結合効率を非常に高くすることがで
き、優れたレーザダイオードモジュールとすることがで
きる。

【０００９】なお、上記構成の従来のレーザダイオード
モジュールにおいては、図４の（ａ）に示すように、レ
ーザダイオードモジュール製造時の温度（例えば２５
℃）において、第１フェルール５と第２フェルール６と
の間のレンズドファイバ２に撓みが生じないように形成
されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザダイ
オードモジュールの信頼性を確保するためには、レーザ
ダイオードモジュールの使用環境温度において、レンズ
ドファイバ２の断線等が生じないことが望まれている。
現在のところ、レーザダイオードモジュールが使用され
る使用温度は、一般に０℃〜７５℃であり、また、レー
ザダイオードモジュールが保管されるときの環境温度
は、様々な気候を考慮すると、−４０℃〜８５℃にな
る。そのため、レーザダイオードモジュールの使用環境
温度は−４０℃〜８５℃となり、この温度範囲内におい
て、レンズドファイバ２の断線等がないレーザダイオー
ドモジュールが要求される。

【００１１】しかしながら、金属製のパッケージ９は、
ガラス系材料により形成されているレンズドファイバ２
に比べて熱膨張係数が大きく、熱により膨張しやすい。
そのため、使用環境温度が高くなるにつれて第１フェル
ール５と第２フェルール６との距離が大きくなる方向に
変化し、レーザダイオードモジュールの使用環境温度が
製造時の温度よりも高くなると、図４の（ｂ）に示すよ
うに、第１フェルール５と第２フェルール６との距離が
大きくなる。その一方で、レンズドファイバ２はパッケ
ージ９に比べると熱膨張係数が極めて小さく、前記使用
環境温度変化によって殆ど膨張しないので、第１フェル
ール５と第２フェルール６との間に固定されているレン
ズドファイバ２に引張り応力がかかってしまう。

【００１２】そして、レンズドファイバ２などの光ファ
イバは、前記の如く、ガラス系材料により形成されてお
り、引張り応力には非常に弱いため、従来のレーザダイ
オードモジュールにおいては、高温時にレンズドファイ
バ２に加わる引っ張り応力により、レンズドファイバ２
に断線が生じるといった問題が生じた。また、レンズド
ファイバ２が断線する代わりに、レンズドファイバ２と
第１または第２フェルール５，６との固定部が外れると
いった故障が生じることもあり、いずれにしても、レー
ザダイオードモジュールの信頼性を損なうことになり、
非常に問題であった。

【００１３】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、使用環境温度にお
いて光ファイバの断線が生じたり光ファイバとフェルー
ルとの固定部が外れたりすることなく、信頼性の高いレ
ーザダイオードモジュールなどの光部品およびその製造
方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明の光部品
は、光ファイバを挿通固定した第１フェルールが前記光
ファイバよりも熱膨張係数の大きい材料により形成され
たパッケージに固定され、前記第１フェルールと光ファ
イバ長手方向に間隔を介した位置において前記光ファイ
バを挿通固定する第２フェルールが前記パッケージに固
定されており、光部品の使用環境温度が高くなるにつれ
て前記第１フェルールと第２フェルールとの距離が大き
くなる方向に変化する光部品において前記使用環境温度
の上限値において前記第１フェルールと第２フェルール
との間の光ファイバに許容範囲を越えた引張り応力が加
えられることを抑制する引張り応力付与抑制手段が設け
られている構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００１５】また、第２の発明の光部品は、上記第１の
発明の構成に加え、前記引張り応力付与抑制手段は使用
環境温度の上限値よりも低い温度において第１フェルー
ルと第２フェルールとの間の光ファイバに形成された撓
みである構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１６】さらに、第３の発明の光部品は、上記第１
または第３の発明の構成に加え、前記パッケージ内に固
定されたベースの固定部にレーザダイオード素子が配設
固定され、光ファイバの先端側にレンズが形成されたレ
ンズドファイバの先端側が前記パッケージ側壁に設けら
れた挿入部からパッケージ内に挿入され、該レンズドフ
ァイバの先端側は前記レーザダイオード素子の発光部に
調心状態で対向しており、前記ベースに第１フェルール
が固定されて該第１フェルールには前記レンズドファイ
バの先端側が挿通固定されており、該第１フェルールの
後端側に間隔を介して第２フェルールが設けられて、該
第２フェルールには前記レンズドファイバの途中部が挿
通固定されており、該第２フェルールは前記パッケージ
の挿入部に挿入されてパッケージ側壁に固定されている
構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１７】さらに、第４の発明の光部品は、上記第３
の発明の構成に加え、２５℃における第１フェルールと
第２フェルールとの距離を７．５ｍｍ〜３０ｍｍとし、
２５℃における第１フェルールと第２フェルールとの間
のレンズドファイバの撓み量を３μｍ〜１５μｍとした
構成をもって課題を解決する手段としている。

【００１８】さらに、光部品の製造方法の第１の発明
は、上記第３または第４の発明の光部品の製造方法であ
って、レンズドファイバの先端側を第１フェルールに挿
通固定してベースに固定した後に、使用環境温度の上限
値付近の予め定めた温度条件下で第１フェルールと第２
フェルールとの間のレンズドファイバに撓みが形成され
ないようにしてレンズドファイバの途中部を固定した第
２フェルールをパッケージに固定する構成をもって課題
を解決する手段としている。

【００１９】さらに、光部品の製造方法の第２の発明
は、上記光部品の製造方法の第１の発明に加え、前記第
２フェルールをパッケージに固定する温度を８０℃〜１
１０℃とした構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００２０】さらに、光部品の製造方法の第３の発明
は、上記第３または第４の発明の光部品の製造方法であ
って、使用環境温度の上限値よりも低い第２フェルール
固定温度を予め決定し、前記使用環境温度の上限値にお
いて第１フェルールと第２フェルールとの間のレンズド
ファイバに許容範囲を越えた引張り応力が加えられるこ
とを抑制できる前記第２フェルール固定温度における光
ファイバの撓み量を求め、レンズドファイバの先端側を
第１フェルールに挿通固定してベースに固定した後に、
前記第２フェルール固定温度条件下で第１フェルールと
第２フェルールとの間のレンズドファイバに前記撓み量
の撓みを形成し、この状態でレンズドファイバの途中部
を固定した第２フェルールをパッケージに固定する構成
をもって課題を解決する手段としている。

【００２１】上記構成の本発明の光部品において、光フ
ァイバを挿通固定する第１フェルールと光ファイバ長手
方向に間隔を介した位置において、第２フェルールが前
記光ファイバを挿通固定し、光部品の使用環境温度が高
くなるにつれて前記第１フェルールと第２フェルールと
の距離が大きくなる方向に変化するが、前記使用環境温
度の上限値において前記第１フェルールと第２フェルー
ルとの間の光ファイバに許容範囲を越えた引張り応力が
加えられることを抑制する引張り応力付与抑制手段が設
けられているために、使用環境温度範囲内において、第
１フェルールと第２フェルールとの間の光ファイバに許
容範囲を越えた引張り応力が加えられることが抑制され
る。

【００２２】したがって、前記引っ張り応力により、第
１フェルールと第２フェルールとの間の光ファイバに断
線が生じたり、光ファイバと第１または第２フェルール
との固定部が外れるといったことを抑制できる。

【００２３】なお、上記引張り応力付与抑制手段は、例
えば前記使用環境温度の上限値よりも低い温度において
前記第１フェルールと第２フェルールとの間の光ファイ
バに形成された撓みにより容易に形成できる。また、こ
の撓みを引張り応力付与抑制手段とした本発明におい
て、撓みによる応力は、引張り応力に比べ、光ファイバ
全体に分散し、光ファイバのフェルールへの固定部など
の特定の場所に応力集中が生じることが抑制されるた
め、上記撓みによって光ファイバの断線が生じたり、光
ファイバとフェルールとの固定部が外れるといったこと
はない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る光部品の一
実施形態例が断面図により示されている。

【００２５】本実施形態例の光部品はレーザダイオード
モジュールである。本実施形態例は従来例とほぼ同様に
構成されており、本実施形態例が従来例と異なる特徴的
なことは、同図の（ａ）に示すように、使用環境温度
（例えば−４０℃〜８５℃）の上限値（８５℃）よりも
低い温度（例えば２５℃）において、第１フェルール５
と第２フェルール６との間のレンズドファイバ２に撓み
１４が形成されており、この撓み１４を、前記使用環境
温度の上限値において第１フェルール５と第２フェルー
ル６との間のレンズドファイバ２に許容範囲を越えた引
張り応力が加えられることを抑制する引張り応力付与抑
制手段と成していることである。

【００２６】具体的には、同図の（ａ）に示すように、
２５℃における第１フェルール５と第２フェルール６と
の距離（図のＡ）が１５ｍｍであり、２５℃における第
１フェルール５と第２フェルール６との間のレンズドフ
ァイバ２の撓み量が７．５μｍと成している（言い換え
ると、第１フェルール５と第２フェルール６との間のレ
ンズドファイバ２の長さが１５ｍｍ＋７．５μｍであ
り、この長さのレンズドファイバ２を撓ませてある）。

【００２７】本実施形態例のレーザダイオードモジュー
ルは、例えば以下のようにして製造されている。すなわ
ち、まず、パッケージ９のベース１０にヒートシンク１
１を介してレーザダイオード素子１を固定し、レンズド
ファイバ２の先端側を挿通固定した第１フェルール５を
フェルール保持部１６，１７を介して固定する。なお、
このとき、レーザダイオード素子１とレンズドファイバ
２との光結合率が最大となるように、レンズドファイバ
２をレーザダイオード素子１に対して調心して固定す
る。

【００２８】次に、使用環境温度の上限値付近の予め定
めた温度条件下（例えば８０℃〜１１０℃）で、図１の
（ｂ）に示すように、第１フェルール５と第２フェルー
ル６との間のレンズドファイバ２に撓みが形成されない
ようにして、レンズドファイバ２の途中部を固定した第
２フェルール６をパッケージ９に固定する。

【００２９】レンズドファイバ２の途中部を第２フェル
ール６に固定するのは、前記使用環境温度の上限値付近
の予め定めた温度条件下で行なってもよいし、この温度
よりも低い温度（例えば室温）で行なってもよい。な
お、上記温度条件は、レーザダイオードモジュール内で
各所利用されている半田が溶融しない温度を選定するこ
とが好ましい。例えば上記８０℃〜１１０℃で上記固定
を行なった場合、本実施形態例のレーザダイオードモジ
ュール内で各所利用されている半田（１２０℃程度で溶
融）が溶けることを防止することができる点で好まし
い。

【００３０】また、使用環境温度の上限値よりも低い第
２フェルール固定温度を予め決定し、前記使用環境温度
の上限値において第１フェルール５と第２フェルール６
との間のレンズドファイバ２に許容範囲を越えた引張り
応力が加えられることを抑制できる前記第２フェルール
固定温度におけるレンズドファイバ２の撓み量を求め、
前記の如く、レンズドファイバ２をレーザダイオード素
子１に対して調心して第１フェルール５をベース１０に
固定した後、前記第２フェルール固定温度条件下で第１
フェルール５と第２フェルール６との間のレンズドファ
イバ２に前記求めた撓み量の撓み１４を形成し、この状
態でレンズドファイバ２の途中部を固定した第２フェル
ール６をパッケージ９に固定してレーザダイオードモジ
ュールを製造してもよい。

【００３１】すなわち、この製造方法を適用してレーザ
ダイオードモジュールを製造するときには、例えば、第
２フェルール固定温度を２５℃に決定し、第１フェルー
ル５をベース１０に固定した後、２５℃で第１フェルー
ル５と第２フェルール６との間のレンズドファイバ２に
７．５μｍの撓み１４を形成してレンズドファイバ２の
途中部を固定した第２フェルール６をパッケージ９に固
定することになる。

【００３２】なお、２５℃における第１フェルール５と
第２フェルール６との間のレンズドファイバ２の撓み量
は、以下のようにして求められる。

【００３３】すなわち、レーザダイオードモジュールの
パッケージ９の伸び量は、使用環境温度の上限値Ｔmax
において最大となるので、温度Ｔmax時の第１フェルー
ル５と第２フェルール６の間の距離をＬ（Ｔmax）、室
温をＴroom、温度Ｔroom時の第１フェルール５と第２フ
ェルール６の間の距離をＬ（Ｔroom）とし、パッケージ
９の線膨張係数をαとする。そうすると、温度がＴroom
からＴmaxまで変化したときの第１フェルール５と第２
フェルール６との間の距離の伸び量、すなわち、第１フ
ェルール５と第２フェルール６との間の長さの金属パッ
ケージ９の伸び量ΔＬは、次式（１）により表わせる。

【００３４】 ΔＬ＝Ｌ（Ｔmax）−Ｌ（Ｔroom）＝Ｌ（Ｔroom）・α・（Ｔmax−Ｔroom）・・・・・（１）

【００３５】また、ガラス系材料からなるレンズドファ
イバ２の熱膨張は、金属製のパッケージ９の線膨張に比
べて無視できるほど小さいので、ＴminからＴmaxまでの
間で、レンズドファイバ２の長さは、温度に依存して変
化しないものと仮定すると、室温Ｔroomにおける第１フ
ェルール５と第２フェルール６との間のレンズドファイ
バ２の撓み量がΔＬ以上となればよい。

【００３６】例えば、上記式（１）において、Ｔroom＝
２５℃、Ｔmax＝８５℃、Ｌ（Ｔroom）＝１５ｍｍ、α
＝８．３×１０^−６／Ｋとすると、ΔＬ＝７．５μｍと
なる。なお、本実施形態例では、パッケージ９の底板２
２とその他の部位とが異なる材料により形成されてお
り、底板２２を形成するＣｕＷ（ここでは、Ｃｕが２０
重量％、Ｗが８０重量％）はコバールよりも熱膨張係数
が大きいので、前記αの値はＣｕＷの熱膨張係数の値と
した。

【００３７】一方、第１フェルール５と第２フェルール
６との間のレンズドファイバ２の撓み量は、レーザダイ
オードモジュールの使用環境温度の下限値Ｔminにおい
て最大となり、このレーザダイオードモジュールの使用
環境温度の下限値Ｔminにおける撓み量が大きすぎる
と、光ファイバの曲げ半径が小さくなり、光損失が大き
くなると共に、長期に渡って曲げ歪みが継続すると、光
ファイバの破損の可能性もある等、この撓みによる曲げ
歪みがレンズドファイバ２の特性に悪影響を与えること
になる。

【００３８】そこで、室温Ｔroomにおける第１フェルー
ル５と第２フェルール６との間のレンズドファイバ２の
撓み量を上記値ΔＬ＝７．５μｍとしたときに、レーザ
ダイオードモジュールの使用環境温度の下限値Ｔminに
おける撓みによる曲げ歪みがレンズドファイバ２の特性
に悪影響を与えないようにする必要がある。

【００３９】温度Ｔmin時の第１フェルール５と第２フ
ェルール６の間の距離をＬ（Ｔmin）とすると、Ｌ（Ｔm
in）は、以下の式（２）により求められる。

【００４０】Ｌ（Ｔmin）＝Ｌ（Ｔroom）−Ｌ（Ｔroom）・α・（Ｔroom−Ｔmin）・・・・・（２）

【００４１】したがって、Ｔminが−４０℃のときに
は、Ｌ（Ｔmin）が１５ｍｍ−８．１μｍとなる。

【００４２】また、第１フェルール５と第２フェルール
６との間のレンズドファイバ２の撓み状態を示すと、図
２に示す模式図のようになり、レンズドファイバ２の第
１フェルール５への挿通固定部およびレンズドファイバ
２の第２フェルール６への挿通固定部の近傍において
は、レンズドファイバ２が第１フェルール５と第２フェ
ルール６とを結ぶ直線Ｓに沿った状態となり、第１フェ
ルール５と第２フェルール６との間の中心部付近におい
ては、レンズドファイバ２が前記直線から大きく外れた
状態となる。

【００４３】ここで、第１フェルール５と第２フェルー
ル６との間のレンズドファイバ２の長さを４等分して、
各部分をａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、これらの各部分ａ，
ｂ，ｃ，ｄは、中心角度θ、半径ｒの円弧形状となる。

【００４４】そこで、第１フェルール５と第２フェルー
ル６との間のレンズドファイバ２の長さをＬｆとする
と、次式（３）、（４）が導かれる。

【００４５】４ｒθ＝Ｌｆ・・・・・（３）

【００４６】４ｒ・ｓｉｎθ＝Ｌ（Ｔmin）・・・・・（４）

【００４７】また、本発明者の検討によれば、光ファイ
バ（レンズドファイバ２）の曲げ半径ｒが３０ｍｍ以上
になるようにすることで、撓みにより光ファイバに加え
られる曲げ歪みが０．２％以下となり、光ファイバの信
頼性が確保されることが分かっているため、前記式
（３）、（４）から求められる光ファイバの曲げ半径ｒ
が３０ｍｍ以上となるようにすれば、レンズドファイバ
２の信頼性が確保されることになる。

【００４８】前記の如く、本実施形態例では、２５℃に
おける第１フェルール５と第２フェルール６との間の距
離を１５ｍｍ、その撓み量ΔＬを７．５μｍとしてお
り、第１フェルール５と第２フェルール６との間のレン
ズドファイバ２の長さＬｆは、１５ｍｍ＋７．５μｍで
あり、Ｌ（Ｔmin）は前記の如く１５ｍｍ−８．１μｍ
であるから、式（３）、（４）から、ｒ＝４７ｍｍとな
る。したがって、撓みによってレンズドファイバ２に加
えられる曲げ歪みが光ファイバの信頼性を確保できる範
囲内になり、光ファイバの信頼性が確保される。

【００４９】そこで、本実施形態例では、上記のよう
に、２５℃における第１フェルール５と第２フェルール
６との距離が１５ｍｍとなるようにし、２５℃における
第１フェルール５と第２フェルール６との間のレンズド
ファイバ２の撓み量が７．５μｍとなるようにした。

【００５０】本実施形態例によれば、レーザダイオード
モジュールの使用環境温度が高くなるにつれて、第１フ
ェルール５と第２フェルール６との距離が大きくなる方
向に変化するが、前記使用環境温度の上限値よりも低い
温度において、例えば図１の（ａ）に示すように、第１
フェルール５と第２フェルール６との間のレンズドファ
イバ２に撓み１４が形成されており、この撓み１４が前
記使用環境温度の上限値において第１フェルール５と第
２フェルール６との間のレンズドファイバ２に許容範囲
を越えた引張り応力が加えられることを抑制する引張り
応力付与抑制手段と成しているために、使用環境温度範
囲内において、第１フェルール５と第２フェルール６と
の間のレンズドファイバ２に許容範囲を越えた引張り応
力が加えられることを抑制できる。

【００５１】したがって、本実施形態例によれば、前記
引っ張り応力により、第１フェルール５と第２フェルー
ル６との間のレンズドファイバ２に断線が生じたり、レ
ンズドファイバ２と第１または第２フェルール５，６と
の固定部が外れるといったことを抑制できる。

【００５２】また、引っ張り応力付与制御手段として、
光ファイバの撓みという非常に単純な手段を用いること
により、引っ張り応力が光ファイバにかかることを簡単
に防止できる。また、光ファイバの撓み量を変更するこ
とも非常に簡単なので、パッケージの設計変更などにも
即座に対応できる。

【００５３】また、本実施形態例においては、前記使用
環境温度の上限値よりも低い温度において、第１フェル
ール５と第２フェルール６との間のレンズドファイバ２
に撓み１４が形成されているが、この撓み１４による応
力は、引張り応力に比べるとレンズドファイバ２全体に
分散し、レンズドファイバ２の第１、第２フェルール
５，６への固定部などの特定の場所に応力集中が生じる
ことが抑制されるため、長期に渡って上記撓み１４が継
続することによってレンズドファイバ２の断線が生じた
り、レンズドファイバ２と第１、第２フェルール５，６
との固定部が外れるといったことはなく、信頼性の高い
レーザダイオードモジュールとすることができる。

【００５４】さらに、本実施形態例のレーザダイオード
モジュールは、前記使用環境温度の下限値において第１
フェルール５と第２フェルール６との間のレンズドファ
イバ２に最大の撓み１４が生じるが、この最大の撓み１
４が生じた状態においても、前記の如く、第１フェルー
ル５と第２フェルール６との間のレンズドファイバ２の
曲げ半径ｒがレンズドファイバ２の信頼性を損なう値ま
で小さくならないため、撓み１４による曲げ歪みによっ
てレンズドファイバ２の特性の信頼性が損なわれること
を抑制でき、レンズドファイバ２の信頼性を確保するこ
とができる。

【００５５】以上のことから、本実施形態例によれば、
使用環境温度においてレンズドファイバ２の断線が生じ
たり、レンズドファイバ２と第１、第２フェルール５，
６との固定部が外れたりすることなく、かつ、レンズド
ファイバ２の撓み１４による曲げ歪みによってレンズド
ファイバ２の特性の信頼性を損なうことはなく、信頼性
の高いレーザダイオードモジュールとすることができ
る。

【００５６】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、２５℃における第１フェルール５
と第２フェルール６との距離を１５ｍｍとし、２５℃に
おける第１フェルール５と第２フェルール６との間のレ
ンズドファイバ２の撓み量を７．５μｍとしたが、第１
フェルール５と第２フェルール６との距離や第１フェル
ール５と第２フェルール６との間のレンズドファイバ２
の撓み量は特に限定されるものでなく、適宜設定される
ものである。

【００５７】すなわち、前記第１フェルール５と第２フ
ェルール６との距離は、レーザダイオードモジュールな
どの光部品の仕様に応じて適宜設定されるものである。

【００５８】また、第１フェルール５と第２フェルール
６との間のレンズドファイバ２の撓み量は、光部品の使
用環境温度の上限値において第１フェルール５と第２フ
ェルール６との間のレンズドファイバ２に許容範囲を越
えた引張り応力が加えられることを抑制でき、かつ、撓
みによってレンズドファイバ２の特性の信頼性を損なわ
ないようにできる適宜の値に設定されるものである。例
えば、２５℃における第１フェルール５と第２フェルー
ル６との距離が７．５ｍｍ〜３０ｍｍのレーザダイオー
ドモジュールにおいては、２５℃における第１フェルー
ル５と第２フェルール６との間のレンズドファイバ２の
撓み量を３μｍ〜１５μｍとすることが好ましい。

【００５９】また、上記実施形態例では、本発明をレー
ザダイオードモジュールに適用したが、本発明は、レー
ザダイオードモジュールに限定されるものではなく、光
ファイバを挿通固定した第１フェルールが前記光ファイ
バよりも熱膨張係数の大きい材料により形成されたパッ
ケージに固定され、前記第１フェルールと光ファイバ長
手方向に間隔を介した位置において前記光ファイバを挿
通固定する第２フェルールが前記パッケージに固定され
ており、光部品の使用環境温度が高くなるにつれて前記
第１フェルールと第２フェルールとの距離が大きくなる
方向に変化する様々な光部品に適用されるものである。

【００６０】例えば、図３に示すように、レンズドファ
イバ２の一端側を第１フェルール５に挿通固定し、第１
フェルール５と光ファイバ長手方向に間隔を介した位置
において、第２フェルール６にレンズドファイバ２を挿
通固定し、筒形状の金属製等のパッケージ１９の一端側
に第１フェルール５を半田７により固定し、他端側に第
２フェルール６を半田７により固定した光部品に本発明
を適用することができる。なお、図３の図中、８は半田
を示し、４は金属メッキ部を示している。

【００６１】このような光部品においても、例えば光部
品の使用環境温度の上限値よりも低い温度において、第
１フェルール５と第２フェルール６との間のレンズドフ
ァイバ２に撓み１４を形成し、この撓み１４を前記使用
環境温度の上限値において第１フェルール５と第２フェ
ルール６との間のレンズドファイバ２に許容範囲を越え
た引張り応力が加えられることを抑制する引張り応力付
与抑制手段とすれば、使用環境温度においてレンズドフ
ァイバ２の断線が生じたり、レンズドファイバ２と第
１、第２フェルール５，６との固定部が外れたりするこ
となく、かつ、レンズドファイバ２の撓み１４によって
レンズドファイバ２の特性の信頼性を損なうこともな
く、信頼性の高い光部品とすることができる。

【００６２】また、図３に示す光部品において、第１フ
ェルール５にレンズドファイバ２の先端側を挿通固定し
て、光部品をレンズドファイバモジュールとし、このレ
ンズドファイバモジュールを、図１に示したようなレー
ザダイオードモジュールに適用し、このレンズドファイ
バモジュールの先端側をベース１０に固定し、第２フェ
ルール６の挿入部位をパッケージ９の挿入部２０に固定
してもよい。このようにすると、予め第１フェルール５
と第２フェルール６とをパッケージ１９に固定してレー
ザダイオードモジュールを製造することができるため、
レーザダイオードモジュールの製造が容易となる。

【００６３】さらに、本発明の光部品において、第１フ
ェルールと第２フェルールとに挿通固定される光ファイ
バは必ずしもレンズドファイバ２とするとは限らず、レ
ンズドファイバ２以外の光ファイバとしてもよい。

【００６４】また、上記実施形態例におけるレンズドフ
ァイバ２にグレーティングを書き込んで、レーザダイオ
ード素子１との間で外部共振器を形成し、レーザ光を出
射させた場合には、使用環境温度内ではレンズドファイ
バに過度の引っ張り力が加わらないので、レンズドファ
イバ２の屈折率とグレーティング間隔はあまり大きく変
化しない。したがって、この構成によって前記レーザ光
の発振波長があまり大きくずれることがないという効果
を得ることができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明の光部品によれば、光ファイバを
挿通固定する第１フェルールと光ファイバ長手方向に間
隔を介した位置において第２フェルールが前記光ファイ
バを挿通固定し、光部品の使用環境温度が高くなるにつ
れて前記第１フェルールと第２フェルールとの距離が大
きくなる方向に変化するが、前記使用環境温度の上限値
において前記第１フェルールと第２フェルールとの間の
光ファイバに許容範囲を越えた引張り応力が加えられる
ことを抑制する引張り応力付与抑制手段が設けられてい
るために、使用環境温度範囲内において、第１フェルー
ルと第２フェルールとの間の光ファイバに許容範囲を越
えた引張り応力が加えられることを抑制できる。

【００６６】したがって、本発明の光部品によれば、前
記引っ張り応力により、第１フェルールと第２フェルー
ルとの間の光ファイバに断線が生じたり、光ファイバと
第１または第２フェルールとの固定部が外れるといった
ことを抑制できる。

【００６７】また、上記引張り応力付与抑制手段は前記
使用環境温度の上限値よりも低い温度において前記第１
フェルールと第２フェルールとの間の光ファイバに形成
された撓みとした第２の発明の光部品においては、引張
り応力付与抑制手段として光ファイバの撓みという非常
に単純な手段を用いて、引っ張り応力が光ファイバにか
かることを簡単に防止できる。また、光ファイバの撓み
量を変更することも非常に簡単なので、パッケージの設
計変更などにも即座に対応できる。

【００６８】なお、光部品の第２の発明において、前記
使用環境温度の上限値よりも低い温度において第１フェ
ルールと第２フェルールとの間の光ファイバに形成され
ている撓みによる応力は、引張り応力に比べ、光ファイ
バ全体に分散する。そのため、光ファイバのフェルール
への固定部などの特定の場所に応力集中が生じることが
抑制され、上記撓みによって光ファイバの断線が生じた
り、光ファイバとフェルールとの固定部が外れるといっ
たことはなく、信頼性の高い光部品とすることができ
る。

【００６９】また、第３の発明の光部品によれば、パッ
ケージ内に固定されたベースの固定部に固定したレーザ
ダイオード素子とレンズドファイバとを光結合し、レン
ズドファイバを光ファイバ長手方向に間隔を介して第１
フェルールと第２フェルールに挿通固定してなる光部品
を、前記優れた効果を奏する優れた光部品とすることが
できる。

【００７０】さらに、第４の発明の光部品によれば、第
３の発明の光部品の仕様に応じて、２５℃における第１
フェルールと第２フェルールとの間の距離を的確にする
ことができ、使用環境温度の上限値が８５℃程度のレー
ザダイオードモジュール等の光部品において、前記距離
における第１フェルールと第２フェルールとの間のレン
ズドファイバの撓み量を的確な値とすることができる。

【００７１】さらに、本発明の光部品の製造方法によれ
ば、第１フェルールと第２フェルールとの間のレンズド
ファイバの撓み量を的確な値として、前記優れた効果を
奏する光部品を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光部品の一実施形態例を、２５℃
における状態（ａ）と使用環境温度の上限値における状
態（ｂ）により示す要部構成図である。

【図２】上記実施形態例における使用環境温度の下限値
におけるレンズドファイバの曲げ歪み形態を模式的に示
す説明図である。

【図３】本発明に係る光部品の他の実施形態例を示す説
明図である。

【図４】従来のレーザダイオードモジュールの例を、２
５℃における状態（ａ）と使用環境温度の上限値におけ
る状態（ｂ）により示す要部説明図である。

【符号の説明】

１レーザダイオード素子２レンズドファイバ３レンズ４金属メッキ部５第１フェルール６第２フェルール７，８半田９，１９パッケージ１０ベース１４撓み

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバを挿通固定した第１フェルー
ルが前記光ファイバよりも熱膨張係数の大きい材料によ
り形成されたパッケージに固定され、前記第１フェルー
ルと光ファイバ長手方向に間隔を介した位置において前
記光ファイバを挿通固定する第２フェルールが前記パッ
ケージに固定されており、光部品の使用環境温度が高く
なるにつれて前記第１フェルールと第２フェルールとの
距離が大きくなる方向に変化する光部品において、前記
使用環境温度の上限値において前記第１フェルールと第
２フェルールとの間の光ファイバに許容範囲を越えた引
張り応力が加えられることを抑制する引張り応力付与抑
制手段が設けられていることを特徴とする光部品。
【請求項２】引っ張り応力付与抑制手段は使用環境温
度の上限値よりも低い温度において第１フェルールと第
２フェルールとの間の光ファイバに形成された撓みであ
ることを特徴とする請求項１記載の光部品。
【請求項３】パッケージ内に固定されたベースの固定
部にレーザダイオード素子が配設固定され、光ファイバ
の先端側にレンズが形成されたレンズドファイバの先端
側が前記パッケージ側壁に設けられた挿入部からパッケ
ージ内に挿入され、該レンズドファイバの先端側は前記
レーザダイオード素子の発光部に調心状態で対向してお
り、前記ベースに第１フェルールが固定されて該第１フ
ェルールには前記レンズドファイバの先端側が挿通固定
されており、該第１フェルールの後端側に間隔を介して
第２フェルールが設けられて、該第２フェルールには前
記レンズドファイバの途中部が挿通固定されており、該
第２フェルールは前記パッケージの挿入部に挿入されて
パッケージ側壁に固定されていることを特徴とする請求
項１又は請求項２記載の光部品。
【請求項４】２５℃における第１フェルールと第２フ
ェルールとの距離を７．５ｍｍ〜３０ｍｍとし、２５℃
における第１フェルールと第２フェルールとの間のレン
ズドファイバの撓み量を３μｍ〜１５μｍとしたことを
特徴とする請求項３記載の光部品。
【請求項５】請求項３または請求項４記載の光部品の
製造方法であって、レンズドファイバの先端側を第１フ
ェルールに挿通固定してベースに固定した後に、使用環
境温度の上限値付近の予め定めた温度条件下で第１フェ
ルールと第２フェルールとの間のレンズドファイバに撓
みが形成されないようにしてレンズドファイバの途中部
を固定した第２フェルールをパッケージに固定すること
を特徴とする光部品の製造方法。
【請求項６】第２フェルールをパッケージに固定する
温度を８０℃〜１１０℃としたことを特徴とする請求項
５記載の光部品の製造方法。
【請求項７】請求項３または請求項４記載の光部品の
製造方法であって、使用環境温度の上限値よりも低い第
２フェルール固定温度を予め決定し、前記使用環境温度
の上限値において第１フェルールと第２フェルールとの
間のレンズドファイバに許容範囲を越えた引張り応力が
加えられることを抑制できる前記第２フェルール固定温
度における光ファイバの撓み量を求め、レンズドファイ
バの先端側を第１フェルールに挿通固定してベースに固
定した後に、前記第２フェルール固定温度条件下で第１
フェルールと第２フェルールとの間のレンズドファイバ
に前記撓み量の撓みを形成し、この状態でレンズドファ
イバの途中部を固定した第２フェルールをパッケージに
固定することを特徴とする光部品の製造方法。