JP2001221934A - 光通信用モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部伝送側の光ファイバと脱着可能に光接続
されるレセプタクル型でありながら、低価格化及び小型
化が可能である。 【解決手段】 光通信用モジュール１００の光結合機能
部１３０には、光信号の送信を行う半導体レーザ素子１
３２が実装された基板１３１が設けられており、基板１
３１には、結合用芯線ファイバ１３３が、半導体レーザ
素子１３２に対して光接続された状態で固定されてい
る。この結合用芯線ファイバ１３３の一部が光接続機能
部に挿入されて、外部から挿入された光ファイバ２００
の芯線ファイバ２１０の一部とともに、支持部材１４１
にて支持されており、結合用芯線ファイバ１３３の端面
と光ファイバ２００の芯線ファイバ２１０における端面
とが、同心状態で物理的に接触した状態で、押圧部材１
４２にて押圧されて固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
て光信号を伝送する光ファイバ通信において、外部の光
伝送路である光ファイバに対して着脱可能に光接続され
るレセプタクル型の光通信用モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】現行の電話線を光ファイバに置き換える
ことによって、一般家庭においても、大容量の情報を高
速にて通信できる光加入者系システムと呼ばれる通信シ
ステムが提案されており、実用化が検討されている。こ
のような通信システムでは、一般家庭に設置される加入
者端末に、光ファイバに光接続される光通信用モジュー
ルが内蔵されるため、光通信用モジュールとして、量産
性及び低価格化が強く要望されている。

【０００３】光通信用モジュールは、外部光伝送路であ
る光ファイバに対する光接続の型式によって、ピグテー
ル型とレセプタクル型とに大別される。ピグテール型の
光通信用モジュールでは、モジュール内に設けられた半
導体レーザ素子が、光ファイバに対して直接連結され
る。レセプタクル型の光通信用モジュールでは、モジュ
ール内に設けられた半導体レーザ素子が、光ファイバに
対して着脱可能に取り付けられる。

【０００４】ピグテール型の光通信用モジュールは、半
導体レーザ素子に対して光ファイバが直接、光接続され
るために、光ファイバの取り回しが容易ではなく、量産
には適していない。これに対して、レセプタクル型の光
通信用モジュールは、半導体レーザ素子に対して光ファ
イバを直接結合させる必要がなく、光ファイバの取り回
しが容易であり、量産に適している。

【０００５】しかしながら、従来のレセプタクル型の光
通信用モジュールは、部品点数が多く、しかも、非常に
高価なジルコニア又はガラス製の高精度加工部品を数多
く使用しているため、量産性には適しているものの、低
価格化は実現されていない。

【０００６】「１９９５年電子情報通信学会エレクトロ
ニクスソサエティ大会、予稿集ＳＣ−１−１２」には、
光加入者系システムに使用されるレセプタクル型光通信
用モジュールとして、図１３に示す構成が提案されてい
る。

【０００７】この光通信用モジュール１０は、外部光伝
送路である外部入出力用の光ファイバ２０の先端部に取
り付けられたコネクタ３０に対して、機械的に着脱可能
に接続される。

【０００８】光通信用モジュール１０は、半導体レーザ
素子１３が収容されるパッケージ１１と、コネクタ３０
が接続されるようにパッケージ１３に取り付けられた背
結合ブロック１９とを有している。パッケージ１３の内
部には、シリコン基板１２が設けられており、シリコン
基板１２における結合ブロック１９とは反対側の側部上
に半導体レーザ素子１３が実装されている。シリコン基
板１２上には、断面Ｖ字状の支持溝１２ａが、幅方向の
中央部に沿って設けられており、この支持溝１２ａ上
に、結合用芯線ファイバ１４が支持されている。シリコ
ン基板１２の支持溝１２ａに支持された結合用芯線ファ
イバ１４は、ファイバ押さえ１８によって押圧されるこ
により固定されている。半導体レーザ素子１３から出射
されるレーザ光は、この結合用芯線ファイバ１４内を伝
送する。

【０００９】半導体レーザ素子１３に対してコネクタ３
０接続側とは反対側の側方には、半導体レーザ素子１３
から出射されるレーザ光の出力をモニターするために、
モニターＰＤキャリア１６に固定されたモニター用フォ
トダイオード１７が設けられている。半導体レーザ素子
１３から射出されたレーザ光は、モニター用フォトダイ
オード１７にも入射される。

【００１０】パッケージ１１に取り付けられた結合ブロ
ック１９の内部には、結合用芯線ファイバ１４と同心状
態で、フェルール１５が設けられている。フェルール１
５の軸心部を、結合用芯線ファイバ１４が挿通してい
る。結合用芯線ファイバ１４は、半導体レーザ素子１３
に対して、きわめて高精度で光結合されており、また、
フェルール１５の軸心部に対してきわめて高精度で固定
されている。フェルール１５の先端部は、結合ブロック
１９から突出した状態になっている。

【００１１】コネクタ３０は、結合ブロック１９に挿入
されて係合される金属製クリップ３４を有しており、こ
のクリップ３４内に、割りスリーブ３３が配置されてい
る。割りスリーブ３３内には、外部入出力用の光ファイ
バ２０の先端部に接続されたフェルール３２が一体的に
設けられている。フェルール３２の軸心部には、光ファ
イバ２０の芯線部が挿通している。フェルール３２およ
び割りスリーブ３３は、エンドスプリング３５によって
先端側へ付勢されている。

【００１２】金属製クリップ３４が結合ブロック１９に
挿入されて係止されると、光通信用モジュール１０に設
けられたフェルール１５に対して、コネクタ３０に設け
られたフェルール３２が突き当てられて、各フェルール
１５および３２の端面同士が相互に突き合わされる。こ
の場合、フェルール１５の軸心部を挿通する結合用芯線
ファイバ１４およびコネクタ３０のフェルール３２の軸
心部を挿通する芯線ファイバとが、精度よくセンタリン
グされる。また、エンドスプリング３５により、各フェ
ルール１５および３２の端面同士が適当な圧力にて圧接
された状態になっており、圧接された端面間において、
非常に低い損失および低反射の光接続が実現される。ま
た、結合ブロック１９に対して金属製クリップ３４が容
易に着脱される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このように、図１３に
示す従来のレセプタクル型の光通信用モジュール１０
は、低損失であって低反射の光接続が実現されている
が、一対のフェルール１５および３２と１本の割りスリ
ーブ３３とが使用されており、これらの部品は、通常、
高精度に加工されたジルコニア又はガラスによって構成
されるために、きわめて高価であり、サイズも大きい。
このため、低価格を実現することが困難であり、小型化
も難しいという問題がある。

【００１４】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あり、その目的は、量産性に優れたレセプタクル型であ
りながら、低価格化及び小型化が可能である光通信用モ
ジュールを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光通信用モジュ
ールは、光信号の送信機能又は受信機能を有し、外部伝
送路である光ファイバと着脱可能に光接続されるレセプ
タクル型の光通信用モジュールであって、光信号の送信
又は受信を行う光学素子に対して結合用芯線ファイバが
光接続された状態で固定された光結合機能部と、該結合
用芯線ファイバの一部が挿入されて支持されるととも
に、外部から挿入された光ファイバの芯線ファイバの一
部が支持されるようになっており、該結合用芯線ファイ
バの端面と光ファイバの芯線ファイバにおける端面と
が、同心状態で物理的に接触した状態で固定する光接続
機能部と、を具備することを特徴とする。

【００１６】通常、光通信伝送路として使用される光フ
ァイバでは、芯線ファイバのコア部分が、きわめて高精
度で軸心部を挿通している。このため、結合用芯線ファ
イバを予め、半導体レーザ素子等の光学素子に対して光
接続しておくことにより、この結合用芯線ファイバに対
して光ファイバの芯線ファイバを精度よく位置合わせす
ることにより、芯線ファイバ同士が低い光損失で光接続
されることになる。

【００１７】本発明の光通信用モジュールでは、光ファ
イバの芯線ファイバが、結合用芯線ファイバに対して、
先端面同士を、相互に位置合わせした状態で、物理的に
接触させて光接続することにより、高価で大型なフェル
ールや割りスリーブを使用することなく、両方の光ファ
イバ同士が低損失で光接続される。

【００１８】前記光接続機能部は、挿入される結合用芯
線ファイバの一部および光ファイバにおける芯線ファイ
バの一部をそれぞれ支持する支持部材と、該結合用芯線
ファイバの一部および光ファイバの芯線ファイバの一部
を押圧するようにこの支持部材に対向して設けられた押
圧部材とを有する。

【００１９】前記支持部材は、支持される結合用芯線フ
ァイバの一部および光ファイバにおける芯線ファイバの
一部が、軸心対称の２位置にてそれぞれ支持されるよう
に嵌合する位置決め用のファイバ支持溝を有する。

【００２０】前記支持部材は、ガラス基板、シリコン基
板又は金属基板によって構成されている。

【００２１】前記ファイバ支持溝は、開口部における幅
寸法が、結合用芯線ファイバおよび光ファイバの芯線フ
ァイバの外径よりも小さな幅寸法を有する断面長方形状
である。

【００２２】前記ファイバ支持溝は、開口部における幅
寸法が、結合用芯線ファイバおよび光ファイバの芯線フ
ァイバの外径よりも大きな断面Ｖ字状である。

【００２３】前記ファイバ支持溝の端部は、結合用芯線
ファイバおよび光ファイバの芯線ファイバに対する応力
を緩和するように、端面側になるにつれて幅方向寸法お
よび深さが順次深くなったテーパ状になっている。

【００２４】前記ファイバ支持溝の端部は、光ファイバ
の芯線ファイバが光接続機能部に挿入される際に該ファ
イバ嵌合溝内にガイドする。

【００２５】前記押圧部材は、塑性変形性を有する材料
によって構成されている。

【００２６】前記押圧部材は金属によって構成されてい
る。

【００２７】前記押圧部材の端部には、結合用芯線ファ
イバおよび光ファイバの芯線ファイバに対する応力を緩
和するように、端面側になるにつれて幅方向寸法および
深さが順次深くなったテーパ状をした溝状の応力緩和部
が設けられている。

【００２８】前記押圧部材は、結合用芯線ファイバおよ
び光ファイバの芯線ファイバを押圧する固定状態と、結
合用芯線ファイバおよび光ファイバの芯線ファイバから
離れた解放状態とに移動可能になっている。

【００２９】前記支持部材がパッケージ本体に設けら
れ、前記押圧部材が、該パッケージ本体に対して移動可
能になったパッケージキャップに設けられており、該パ
ッケージ本体に対してパッケージキャップが移動される
ことにより、該押圧部材が、結合用芯線ファイバおよび
光ファイバにおける芯線ファイバを固定および解放す
る。

【００３０】前記パッケージ本体に対する前記パッケー
ジキャップの移動が、ラチェット機構によって段階的に
行われる。

【００３１】前記ラチェット機構は、前記パッケージ本
体およびパッケージキャップの一方に設けられたラチェ
ット爪と、該ラチェット爪が係合するようにパッケージ
本体およびパッケージキャップの他方に、パッケージキ
ャップの移動方向に沿って複数段に設けられた複数のラ
チェット凹部とを有する。

【００３２】前記光結合機能部には、結合用芯線ファイ
バを支持する基板が設けられている。

【００３３】前記基板は、前記光接続機能部に設けられ
た支持部材を兼ねている。

【００３４】前記基板表面に、前記光結合機能部と光接
続機能部との境界に沿った凹部が設けられている。

【００３５】前記基板には、結合用芯線ファイバが軸心
対称の２位置にて支持するように、結合用芯線ファイバ
が嵌合する位置決め用のファイバ嵌合溝が設けられてい
る。

【００３６】前記ファイバ嵌合溝の端部には、結合用芯
線ファイバおよび光ファイバの芯線ファイバに対する応
力を緩和するように、端面側になるにつれて幅方向寸法
および深さが順次深くなったテーパ状の応力緩和部が設
けられている。

【００３７】前記基板上に支持された結合用芯線ファイ
バが、該基板に対向して設けられたファイバ押さえによ
って固定されている。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００３９】＜実施形態１＞図１は、本発明の光通信用
モジュールの実施の形態の一例を示す断面図、図２はそ
の平面図である。

【００４０】この光通信用モジュールは、図１および図
２に示すように、外部伝送路である外部入出力用の単一
モード光ファイバ２００の先端部に取り付けられたコネ
クタ３００と、機械的に着脱可能に接続されるようにな
っている。コネクタ３００の内部には、光ファイバ２０
０から延出した芯線ファイバ２１０が挿入されるように
なっている。

【００４１】光通信用モジュール１００は、パッケージ
本体１１０と、このパッケージ本体１１０の上部を覆う
ように被せられるパッケージキャップ１２０とを有して
いる。図３は、パッケージキャップ１２０を取り外した
状態のパッケージ本体１１０の平面図である。

【００４２】図１および図３に示すように、パッケージ
本体１１０の内部には、光ファイバ２００から延出する
芯線ファイバ２１０が挿入されるように第１の凹部１１
２が設けられるとともに、この第１の凹部１１２に対し
て光ファイバ２００の遠方側に第２の凹部１１１が設け
られている。そして、第１の凹部１１２内に光接続機能
部１４０が設けられるとともに、第２の凹部１１１内に
光結合機能部１３０が設けられている。

【００４３】第２の凹部１１１内に設けられた光結合機
能部１３０は、第２の凹部１１１内に収容されたシリコ
ン基板１３１と、このシリコン基板１３１上に実装され
た半導体レーザ素子１３２と、シリコン基板１３１上に
支持された状態で第１の凹部１１２内に挿入された結合
用芯線ファイバ１３３とを有している。

【００４４】半導体レーザ素子１３２は、シリコン基板
１３１上における第１凹部１１２の遠方側に実装されて
おり、半導体レーザ素子１３２の第１凹部１１２の遠方
側には、モニター用のフォトダイオード素子１３４がシ
リコン基板１３１上に設けられている。フォトダイオー
ド素子１３４は、半導体レーザ素子１３２から出力され
るレーザ光を受光するようになっている。

【００４５】半導体レーザ素子１３２に対して第１凹部
１１２側のシリコン基板１３１上面には、結合用芯線フ
ァイバ１３３が嵌合されるファイバ嵌合溝１３１ａが、
シリコン基板１３１の幅方向中央部に沿って設けられて
いる。図４は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
図４に示すように、このファイバ嵌合溝１３１ａは、断
面Ｖ字状に形成されており、その開口部幅が結合用芯線
ファイバ１３３の外径よりも大きくなっている。断面Ｖ
字状のファイバ嵌合溝１３１ａ内に嵌合された結合用芯
線ファイバ１３３は、ファイバ嵌合溝１３１ａによっ
て、軸心に対して対称な状態で支持される。

【００４６】シリコン基板１３１には、半導体レーザ素
子１３２の実装部分と、ファイバ嵌合溝１３１ａとの間
に、結合用芯線ファイバ１３３の端部が位置される位置
決め用凹部１３１ｃが設けられている。位置決め用凹部
１３１ｃは、ファイバ嵌合溝１３１ａよりも深く形成さ
れており、結合用ファイバ１３３の端面が、シリコン基
板１３１における半導体レーザ素子１３２の実装部分と
半導体レーザ素子１３２の端面との間にわたって突き合
わされており、半導体レーザ素子１３２から出射される
レーザ光が、結合用光ファイバ１３３内に入射されるよ
うになっている。

【００４７】ファイバ嵌合溝１３１ａにおける第１の凹
部１１２側の前端部は、図７(ａ)〜（ｃ）に示すよう
に、各側面の間隔が、第１の凹部１１２側になるにつれ
て順次広がったテーパ形状であって、第１の凹部１１２
側になるにつれて順次深くなったたファイバ応力緩和部
１３１ｂが設けられている。

【００４８】結合用芯線ファイバ１３３は、半導体レー
ザ素子１３２におけるレーザ光の出射領域に対して同心
状態となるように、シリコン基板１３１上に配置された
ファイバ押さえ１３５によって押圧されている。図４に
示すように、ファイバ押さえ１３５の下面には、結合用
芯線ファイバ１３３が嵌入される断面台形状をした固定
用溝１３５ａが設けられている。この固定用溝１３５ａ
内には、接着剤１３６が充填されており、固定用溝１３
５ａ内に嵌入される結合用芯線ファイバ１３３が、ファ
イバ押さえ１３５によってファイバ嵌合用溝１３１ａ内
に押圧されて、接着剤１３６によって、ファイバ押さえ
１３５およびファイバ嵌合溝１３１ａ内に、半導体レー
ザ素子１３２に対して高い結合効率で光結合された状態
で固定されている。

【００４９】パッケージ本体１１０の下面には、複数の
複数の外部電極端子１３７が設けられている。

【００５０】結合用芯線ファイバ１３３は、第２凹部１
１１内のシリコン基板１３１上に固定された状態で、第
１凹部１１２内に挿入されている。第１凹部１１２内に
設けられた光接続機能部１４０は、第１凹部１１２内に
挿入される結合用芯線ファイバ１３３と、コネクタ３０
０から延出する光ファイバ２００の芯線ファイバ２１０
とを光接続するようになっており、第１凹部１１２内に
配置されたシリコン基板等によって構成された支持部材
１４１を有している。

【００５１】図５は、図１のＡ−Ａ線における断面図で
ある。支持部材１４１は、図５に示すように、支持部材
１４１の上面には、結合用芯線ファイバ１３３と、光フ
ァイバ２００から延出する芯線ファイバ２１０とが嵌合
するファイバ支持溝１４１ａが、幅方向の中央部に沿っ
て設けられている。ファイバ支持溝１４１ａ内に嵌合さ
れた結合用芯線ファイバ１３３と芯線ファイバ２１０と
は、それぞれの端面同士が相互に突き合わされている。

【００５２】ファイバ支持溝１４１ａは、断面が長方形
状のトレンチ溝になっており、その幅方向寸法は、結合
用芯線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０を、軸
心対称の２点にて下方から支持するように、結合用芯線
ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０の外径よりも
若干小さくなっている。ファイバ支持溝１４１ａの幅方
向寸法は、結合用芯線ファイバ１３３および芯線ファイ
バ２１０の外径の２／３程度が好適である。

【００５３】ファイバ支持溝１４１ａの各端部には、シ
リコン基板１３１のファイバ嵌合溝１３１ａと同様に、
各端面側になるにつれて、各側面の間隔が順次広がった
テーパ状になるとともに、深さが順次深くなったテーパ
形状なった応力緩和部１４１ｂおよび１４１ｃがそれぞ
れ設けられている。コネクタ３００側に位置する応力緩
和部１４１ｃは、光ファイバ２００の芯線ファイバ２１
０をファイバ支持溝１４１ａ内にガイドするガイド部を
兼ねている。

【００５４】パッケージ本体１１０の上部を覆うパッケ
ージキャップ１２０は、パッケージ本体１１０における
コネクタ３００の遠方側の端部に位置する側壁部と、幅
方向の各側縁部に沿った各側壁部と、上側の壁部とを有
する中空の直方体状に構成されており、コネクタ３００
側の端面および下面がそれぞれ開放されている。

【００５５】パッケージキャップ１２０の上側の壁部下
面には、第１凹部１１２内の支持部材１４１上に配置さ
れた結合用芯線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１
０を押圧して固定する押圧部材１４２が設けられてい
る。押圧部材１４２は、塑性変形し得るアルミニウム、
真鍮等の金属によって厚板状に構成されている。押圧部
材１４２は、パッケージキャップ１２０がパッケージ本
体１１０に装着されることにより、図５に示すように、
ファイバ支持溝１４１ａに嵌合する結合用芯線ファイバ
１３３および芯線ファイバ２１０を一体的に押圧するこ
とによって、相互に突き合わされた端面同士を位置合わ
せして固定するようになている。

【００５６】押圧部材１４２の各端部における幅方向の
中央部下面には、図８に示すように、それぞれの端面側
になるにつれて順次直径が小さくなった断面半円形のテ
ーパ状に形成されたファイバ応力緩和部１４２ｂおよび
１４２ｃ（図１参照）が、結合用芯線ファイバ１３３お
よび芯線ファイバ２１０が、それぞれ嵌合するように設
けられている。芯線ファイバ２１０が嵌合するファイバ
応力緩和部１４２ｃは、芯線ファイバ２１０をガイドす
るガイド部も兼ねている。

【００５７】パッケージ本体１１０とパッケージキャッ
プ１２０とは、複数のラチェット機構１５０によって、
パッケージキャップ１２０が、パッケージ本体１１０に
対して段階的に装着されるむようになっている。ラチェ
ット機構１５０は、パッケージ本体１１０およびパッケ
ージキャップ１２０におけるコネクタ３００の遠方側の
端部に設けられた相互に対向する各側壁部間にわたって
設けられるとともに、光接続機能部１４０の各側方にお
いて相互に対向するそれぞれの側壁部間にわたって設け
られている。

【００５８】各ラチェット機構１５０は、図５に示すよ
うに、パッケージキャップ１２０の各側壁部の下端部内
面に、それぞれが内方に突出するように設けられたラチ
ェット爪１５１と、各ラチェット爪１５１がそれぞれ係
合するように、パッケージ本体１１０の各側壁部の外面
にそれぞれ上下２段に設けられたラチェット凹部１５２
および１５３とを有している。

【００５９】パッケージキャップ１２０におけるそれぞ
れの側壁部の下端部に設けられた各ラチェット爪１５１
は、パッケージ本体１１０に対してパッケージキャップ
１２０を嵌合させることにより、パッケージ本体１１０
の各側壁部にそれぞれ設けられた上段のラチェット凹部
１５３に係合された状態になり、さらに、パッケージ本
体１１０に対してパッケージキャップ１２０を下方に押
圧することによって、上段のラチェット凹部１５３との
係合状態をそれぞれ解消して、下段の各ラチェット凹部
１５２にそれぞれ係合される。

【００６０】各ラチェット爪１５１が下段のラチェット
凹部１５２に係合された状態では、パッケージキャップ
１２０は、パッケージ本体１１０に対して固定された状
態になり、パッケージキャップ１２０の上側の壁部下面
に設けられた押圧部材１４２は、結合用芯線ファイバ１
３３および芯線ファイバ２１０をそれぞれ押圧して、結
合用芯線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０を支
持部材１４１のファイバ支持溝１４１ａに対して固定す
る。

【００６１】また、各ラチェット爪１５１が上段のラチ
ェット凹部１５３にそれぞれ係合された状態では、図６
に示すように、パッケージキャップ１２０の押圧部材
は、パッケージ本体１１０に対して上段位置に固定さ
れ、押圧部材１４２は、結合用芯線ファイバ１３３およ
び芯線ファイバ２１０から離れた状態になり、結合用芯
線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０に対する押
圧を解除する。これにより、芯線光ファイバ２１０は、
支持部材１４１のファイバ支持溝１４１ａに対して自由
にスライドし得る状態になる。

【００６２】各ラチェット爪１５１が、上段および下段
の各ラチェット凹部１５２および１５３に対してそれぞ
れ係合している場合には、パッケージキャップ１２０に
設けられた治具挿入口（図示せず）から挿入される適当
な治具により、ラチェット爪１５１が強制的に操作され
て、上段および下段の各ラチェット凹部１５２および１
５３との係合状態が、それぞれ解除されるようになって
いる。

【００６３】パッケージ本体１１０およびパッケージキ
ャップ１２０における光接続機能部１４が設けられた第
１凹部１１２に隣接した端部には、接続用凹部１１３
が、パッケージ本体１１０およびパッケージキャップ１
２０間にわたって設けられている。接続用凹部１１３
は、パッケージ本体１１０およびパッケージキャップ１
２０の各端面に開口した状態になっており、その第１凹
部１１２側である内奥部は、幅方向に広がった状態にな
っている。

【００６４】接続用凹部１１３と第１凹部１１２との間
には、パッケージキャップ１２０に設けられた各ラチェ
ット爪１５１が、パッケージ本体１１０における下段の
各ラチェット凹部１５２に係合された際には、光ファイ
バ２００の芯線ファイバ２１０が適当な間隙をあけて貫
通する空間が形成されるようになっている。

【００６５】光通信用モジュール１００に対して、単一
モード光ファイバ２００を光接続するために使用される
コネクタ３００は、光通信用モジュール１００に突き合
わされるハウジング３１０を有しており、ハウジング３
１０の中心部を光ファイバ２００が貫通している。ハウ
ジング３１０には、パッケージ本体１１０およびパッケ
ージキャップ１２０間にわたって設けられた接続用凹部
１１３内に挿入される挿入部３１１が一方の端部から突
出した状態で設けられている。挿入部３１１の先端部に
は、パッケージに設けられた接続用凹部１１３の内奥部
に係合する係合部３１１ａが設けられている。

【００６６】ハウジング３１０の内部には、光ファイバ
２００に取り付けられたジャケットホルダー３２０が、
軸方向にスライド可能に配置されている。ジャケットホ
ルダー３２０は、ハウジング３１０に収容されたエンド
スプリング３３０によって挿入部３１１側に付勢されて
おり、ジャケットホルダー３２０と一体となった光ファ
イバ２００が、光通信用モジュール１００側に付勢され
ている。

【００６７】光ファイバ２００は、挿入部３１１内にて
芯線ファイバ２１０が露出されており、芯線ファイバ２
１０が、挿入部３１１から延出して、光通信用モジュー
ル１００の接続用凹部１１３を通って、第１凹部１１２
内に挿入されている。そして、第１凹部１１２内にて、
芯線ファイバ２１０の端面が、支持部材１４１に支持さ
れた結合用芯線光ファイバ１３３の端面と、弾性的に突
き合わされて、結合用芯線ファイバ１３３および芯線フ
ァイバ２１０の端面同士が所定の圧力で圧接される。

【００６８】次に、このような構成の光通信用モジュー
ル１００の使用方法及び機能について説明する。

【００６９】光通信用モジュール１００にコネクタ３０
０を接続する前に、パッケージキャップ１２０に設けら
れた各ラチェット爪１５１を、パッケージ本体１１０に
おける上段の各ラチェット凹部１５３に係合させてお
く。これにより、光接続機能部１４０では、押圧部材１
４２が、結合用芯線ファイバ１３３に接触しない状態に
保持される。

【００７０】このような状態になると、コネクタ３００
の挿入部３１１から延出する光ファイバ２００の芯線フ
ァイバ２１０が、光通信用モジュール１００の第１凹部
１１２内に挿入される。この場合、光ファイバ２００の
芯線ファイバ２１０が、第１凹部１１２に設けられた支
持部材１４１における一方の端部のファイバ応力緩和部
１４２ｃに案内されて、ファイバ支持溝１４１ａに嵌合
される。また、パッケージキャップ１２０に設けられた
押圧部材１４２の端部にも、テーパ状のファイバ応力緩
和部１４２ｃが設けられているため、芯線光ファイバ２
１０の先端部が位置ずれしても、芯線ファイバ２１０に
大きな応力が付加されるおそれがない。

【００７１】芯線ファイバ２１０の先端面が、ファイバ
支持溝１４１ａに嵌合されている結合用芯線ファイバ１
３３の先端面に突き当てられる。芯線ファイバ２１０の
先端面は、結合用芯線ファイバ１３３の先端面に対し
て、コネクタ３００のエンドスプリング３３０による所
定の圧力によってで突き合わされる。

【００７２】このようにして、支持部材１４１と押圧部
材１４２との間にて、結合用芯線光ファイバ１３３と芯
線ファイバ２１０とが相互に圧接された状態になると、
パッケージ本体１１０に対してパッケージキャップ１２
０を下方に押し込み、パッケージキャップ１２０の各ラ
チェット爪１５１を、パッケージ本体１１０における下
段の各ラチェット凹部１５２に係合させる。これによ
り、光接続機能部１４０では、支持部材１４１のファイ
バ支持溝１４１ａに嵌合されている結合用芯線ファイバ
１３３および芯線ファイバ２１０同士が、押圧部材１４
２によって上方から押圧され、結合用芯線ファイバ１３
３および芯線ファイバ２１０同士が、それぞれの端面同
士が圧接された状態で、正確に位置合わせされる。

【００７３】このように、支持部材１４１におけるファ
イバ支持溝１４１ａ上に嵌合されて、周奉公における軸
心対称の２位置にて支持された結合用芯線ファイバ１３
３および芯線ファイバ２１０同士が、押圧部材１４２に
よって押圧されることによって、結合用芯線ファイバ１
３３および芯線ファイバ２１０は、周方向に適当な間隔
をあけて３位置によって支持されることになり、結合用
芯線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０の先端面
同士が、正確に位置合わせされる。

【００７４】その結果、大型で高価なフェルールや割り
スリープを使用することなく、結合用芯線ファイバ１３
３および芯線ファイバ２１０のコア同士が、きわめて精
密にセンタリングされ、０．５ｄＢ以下というような低
損失によって、光接続することができる。

【００７５】また、結合用芯線光ファイバ１３３および
芯線用光ファイバ２１０の端面同士がエンドコイルによ
る圧力によって圧接されているために、圧接された各端
面における反射減衰率もきわめて小さくなる。

【００７６】ファイバ支持溝１４１ａの各端部には、テ
ーパ状のファイバ応力緩和部１４１ｂおよび１４１ｃが
それぞれ設けられている。押圧部材１４２の下面の各端
部にも同様のテーパ状のファイバ応力緩和部１４２ｂお
よび１４２ｃがそれぞれ設けられている。さらに、光結
合機能部１３０のファイバ支持部材であるシリコン１３
１のファイバ嵌合溝１３１ａの端部にも、ファイバ応力
緩和部１３１ｂが設けられている。このため、結合用芯
線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０同士を固定
するときに、結合用芯線ファイバ１３３および芯線ファ
イバ２１０に付加される応力が大幅に緩和される。

【００７７】光通信用モジュール１００からコネクタ３
００を分離する場合は、パッケージキャップ１２０に設
けられた各ラチェット爪１５１を、パッケージ本体１１
０における下段の各ラチェット凹部１５２との係合状態
を解除して、下段の各ラチェット凹部１５３に係合させ
る。この操作は、ラチェット機構１５０の下段のラチェ
ット凹部１５２にそれぞれ係合した各ラチェット爪１５
１は、パッケージキャップ１２０に設けられた挿入口に
挿入される治具によって、各ラチェット凹部１５２との
係合状態がそれぞれ解除される。

【００７８】このような状態になると、パッケージキャ
ップ１２０に設けられた押圧部材１４２が、結合用芯線
ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０に対して適当
な間隔をあけた状態になる。そして、光通信用モジュー
ル１００の接続用凹部１１３の内奥部と、コネクタ３０
０の挿入部３１１の係合部３１１ａの係合状態を解除し
て、接続用凹部１１３から挿入部３１１を引き抜く。こ
の場合、芯線ファイバ２１０は、押圧部材１４２による
押圧が解除されて、支持部材１４１のファイバ支持溝部
１４１ａ内を自由にスライドし得る状態になっており、
芯線ファイバ２１０は、光通信用モジュール１００から
容易に引き抜かれ、光ファイバ２００の芯線ファイバ２
１０は、光通信用モジュール１００の芯線光ファイバ１
３３に対する光接続が解除される。

【００７９】なお、光通信用モジュール１００とコネク
タ３００とが接続された状態で、結合用芯線ファイバ１
３３および芯線ファイバ２１０の端面間に隙間が生じる
と、光の挿入損失及び反射減衰率が増大するおそれがあ
るので、これを防止するために、結合用芯線ファイバ１
３３および芯線ファイバ２１０の端面間に、屈折率整合
剤を充填するようにしてもよい。

【００８０】また、ファイバクリープ時に端面角度が垂
直からずれると、結合用芯線ファイバ１３３および芯線
ファイバ２１０の端面間の距離が増大する可能性が高く
なるが、この場合には、結合用芯線ファイバ１３３およ
び芯線ファイバ２１０の少なくとも一方の先端面を面取
り処理すればよい。これにより、結合用芯線ファイバ１
３３および芯線ファイバ２１０先端面間の距離が小さく
なり、両者の物理的な接触面積が増大する。本実施形態
１では、光ファイバ２００における芯線ファイバ２１０
の先端面が面取り加工されている。

【００８１】上面にファイバ支持溝１４１ａが形成され
た支持部材１４１としては、シリコン基板やガラス基板
をダイシングカット又はエッチングしたもの、或いは金
属基板をプレス加工したものが好適である。

【００８２】また、そのファイバ支持溝１４１ａは、断
面長方形状のトレンチ溝に限らず、図９に示すように、
断面Ｖ状であってもよい。断面Ｖ字状のファイバ支持溝
も、前述した断面長方形状のトレンチ溝と同様、結合用
芯線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０を、下方
から軸心対称の２点にて支持することができ、押圧部材
１４２とともに、周方向に適当な間隔をあけた３位置に
て、それぞれを支持することができるために、結合用芯
線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０の端面同士
を正確に位置合わせすることができ、結合用芯線ファイ
バ１３３および芯線ファイバ２１０のコア同士を、きわ
めて精密にセンタリングすることができる。

【００８３】従って、大型で高価なフェルールや割りス
リープを使用することなく、結合用芯線ファイバ１３３
および芯線光ファイバ２１０を、０．５ｄＢ以下という
ような低損失によって、光接続することができる。ま
た、結合用芯線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１
０の端面同士が、圧接された状態になっているために、
端面間における反射減衰率もきわめて小さくなる。

【００８４】なお、支持部材１４１のファイバ支持溝１
４１ａとして、断面Ｖ字状に形成する場合には、ファイ
バ支持溝１４１ａの内面によって結合用芯線ファイバ１
３３および芯線ファイバ２１０を２点支持するために、
ファイバ支持溝１４１ａの開口部の幅方向寸法は、結合
用芯線ファイバ１３３および芯線ファイバ２１０の外径
より大きいことが必要であり、特に、その外径の３／２
程度が好適である。また、Ｖ字状のファイバ支持溝１４
１ａの内角は９０±２０°程度が好適である。

【００８５】＜実施形態２＞図１０は、本発明の光通信
用モジュールの実施形態の他の例を示す縦断面図、図１
１はそのパッケージキャップを取り外した状態の平面図
である。

【００８６】この光通信用モジュール１００では、前記
実施の形態１の光通信用モジュール１００におけるパッ
ケージ本体１１０に設けられた第１および第２の凹部１
１２および１１１に替えて、これらの両凹部１１２およ
び１１１が一体化された１つ凹部１１４が設けられてい
る。この凹部１１４内には、シリコン基板１３１が収容
されており、シリコン基板１３１上に、光結合機能部１
３０および１４０が設けられている。

【００８７】光結合機能部１３０では、シリコン基板１
３１上に、半導体レーザ素子１３２及びフォトダイオー
ド素子１３４が実装されると共に、結合用芯線ファイバ
１３３が支持されている。光接続機能部１４０では、シ
リコン基板１３１上に、結合用芯線ファイバ１３３およ
び光ファイバ２００の芯線ファイバ２１０が支持されて
いる。

【００８８】パッケージキャップ１２０およびコネクタ
３００の構成は、前記実施の形態壱におけるパッケージ
キャップ１２０およびコネクタ３００の構成と同様にな
っている。

【００８９】光結合機能部１３０では、シリコン基板１
３１とファイバ押さえ１３５との接着に使用される接着
剤が、光接続機能部１４０へ侵入することを防止するた
めに、シリコン基板１３１の上面に、光結合機能部１３
０と光接続機能部１４０の境界部近傍において、接着剤
分離用の凹部１３１ｃが、シリコン基板１３１の幅方向
に沿って設けられている。

【００９０】本実施形態２の光通信用モジュール１００
では、光接続機能部１４０が光結合機能部１３０のシリ
コン基板１３１上に集積されているため、光結合機能部
１３０と光接続機能部１４０とが位置ずれすることが防
止される。従って、光結合機能部１３０と光接続機能部
１４０とにわたって配置される結合用芯線ファイバ１３
３に屈曲等の応力が加わるおそれがなく、結合用芯線フ
ァイバ１３３における光損失を抑制することができる。

【００９１】なお、光接続機能部１４０においてシリコ
ン基板１３１の上面に設けられるファイバ支持溝１４１
ａは、断面長方形状のトレンチ溝、断面Ｖ字状のＶ溝の
いずれであってもよい。

【００９２】＜実施形態３＞図１２は、本発明の光通信
用モジュールの実施形態のさらに他の例を示す縦断面図
である。

【００９３】本実施形態３の光通信用モジュール１００
では、光結合機能部１３０を気密封止するために、パッ
ケージキャップ１２０が、光結合機能部１３０の側の封
止用キャップ１３１と、光接続機能部１４０の側の押圧
用キャップ１３２とに分離されている。

【００９４】封止用キャップ１３１は、パッケージ本体
１１０の光結合機能部１３０が設けられた第２凹部１１
１を気密に覆った状態で、第２凹部１１１が設けられた
パッケージ本体１１０部分に、接着剤によって取り付け
られており、光結合機能部１３０を封止している。押圧
用キャップ１３２は、実施形態１の光通信用モジュール
１００に使用されたパッケージキャップ１２０と同様、
ラチェット機構により押圧部材１４２を上下方向の２段
階に移動させるようになっており、支持部材１４１上に
支持された結合用芯線ファイバ１３３および芯線ファイ
バ２１０を固定状態および固定解除状態とする。

【００９５】その他の構成は、実施形態１の光通信用モ
ジュールの構成と実質的に同一になっており、同一部分
については同一番号を付して説明を省略する。

【００９６】本実施の形態の光通信用モジュールでは、
光結合機能部１３０が気密に封止されているために、半
導体レーザ素子１３２およびフォトダイオード１３４の
信頼性が向上する。

【００９７】

【発明の効果】本発明の光通信用モジュールは、このよ
うに、高価で大型なフェルールや割りスリーブを使用す
ることなく、半導体レーザ素子と光ファイバとを、光損
失が少ない状態で光接続することができる。しかも、光
ファイバとの着脱も容易であり、量産性に優れたレセプ
タクル型でありながら、低価格化及び小型化が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光通信用モジュールの実施形態の一例
を示す縦断面図である。

【図２】その光通信用モジュールの平面図である。

【図３】その光通信用モジュールのパッケージキャップ
を外した状態を示す平面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図５】図１のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図６】図５の動作説明図である。

【図７】（ａ）は、その光通信用モジュールに使用され
るシリコン基板の平面図、（ｂ）は、その側面図、
（ｃ）は、その正面図である。

【図８】（ａ）は、その光通信用モジュールに使用され
るファイバ押さえの平面図、（ｂ）は、その側面図、
（ｃ）は、その正面図である。

【図９】その光通信用モジュールの他の例を示す横断面
図である。

【図１０】本発明の光通信用モジュールの実施形態の他
の例を示す縦断面図である。

【図１１】その光通信用モジュールのパッケージキャッ
プを外した状態を示す平面図である。

【図１２】本発明の光通信用モジュールの実施形態のさ
らに他の例を示す縦断面図である。

【図１３】従来の光通信用モジュールの平面図である。

【符号の説明】

１００ 光通信用モジュール １１０ パッケージ本体 １２０ パッケージキャップ １３０ 光結合機能部 １３１ シリコン基板 １３１ａ ファイバ嵌合溝 １３２ 半導体レーザ素子 １３３ 結合用芯線ファイバ １３４ フォトダイオード素子 １３５ ファイバ押さえ １４０ 光接続機能部 １４１ 支持部材 １４１ａ ファイバ支持溝 １４２ 押圧部材 １５０ ラチェット機構 １５１ ラチェット爪 １５２，１５３ ラチェット凹部 ２００ 光ファイバ ２１０ 芯線ファイバ ３００ コネクタ ３１０ ハウジング ３２０ ジャケットホルダー ３３０ エンドスプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H036 LA03 LA08 QA42 QA57 2H037 AA01 BA04 BA13 DA04 DA06 DA12 DA14 DA33 5F073 BA01 FA07

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号の送信機能又は受信機能を有し、
   外部伝送路である光ファイバと着脱可能に光接続される
   レセプタクル型の光通信用モジュールであって、 光信号の送信又は受信を行う光学素子に対して結合用芯
   線ファイバが光接続された状態で固定された光結合機能
   部と、 該結合用芯線ファイバの一部が挿入されて支持されると
   ともに、外部から挿入された光ファイバの芯線ファイバ
   の一部が支持されるようになっており、該結合用芯線フ
   ァイバの端面と光ファイバの芯線ファイバにおける端面
   とが、同心状態で物理的に接触した状態で固定する光接
   続機能部と、 を具備することを特徴とする光通信用モジュール。
2. 【請求項２】 前記光接続機能部は、挿入される結合用
   芯線ファイバの一部および光ファイバにおける芯線ファ
   イバの一部をそれぞれ支持する支持部材と、該結合用芯
   線ファイバの一部および光ファイバの芯線ファイバの一
   部を押圧するようにこの支持部材に対向して設けられた
   押圧部材とを有する請求項１に記載の光通信用モジュー
   ル。
3. 【請求項３】 前記支持部材は、支持される結合用芯線
   ファイバの一部および光ファイバにおける芯線ファイバ
   の一部が、軸心対称の２位置にてそれぞれ支持されるよ
   うに嵌合する位置決め用のファイバ支持溝を有する請求
   項２に記載の光通信用モジュール。
4. 【請求項４】 前記支持部材は、ガラス基板、シリコン
   基板又は金属基板によって構成されている請求項２に記
   載の光通信用モジュール。
5. 【請求項５】 前記ファイバ支持溝は、開口部における
   幅寸法が、結合用芯線ファイバおよび光ファイバの芯線
   ファイバの外径よりも小さな幅寸法を有する断面長方形
   状である請求項３に記載の光通信用モジュール。
6. 【請求項６】 前記ファイバ支持溝は、開口部における
   幅寸法が、結合用芯線ファイバおよび光ファイバの芯線
   ファイバの外径よりも大きな断面Ｖ字状である請求項３
   に記載の光通信用モジュール。
7. 【請求項７】 前記ファイバ支持溝の端部は、結合用芯
   線ファイバおよび光ファイバの芯線ファイバに対する応
   力を緩和するように、端面側になるにつれて幅方向寸法
   および深さが順次深くなったテーパ状になっている請求
   項３に記載の光通信用モジュール。
8. 【請求項８】 前記ファイバ支持溝の端部は、光ファイ
   バの芯線ファイバが光接続機能部に挿入される際に該フ
   ァイバ嵌合溝内にガイドする請求項７に記載の光通信用
   モジュール。
9. 【請求項９】 前記押圧部材は、塑性変形性を有する材
   料によって構成されている請求項２に記載の光通信用モ
   ジュール。
10. 【請求項１０】 前記押圧部材は金属によって構成され
    ている請求項９に記載の光通信用モジュール。
11. 【請求項１１】 前記押圧部材の端部には、結合用芯線
    ファイバおよび光ファイバの芯線ファイバに対する応力
    を緩和するように、端面側になるにつれて幅方向寸法お
    よび深さが順次深くなったテーパ状をした溝状の応力緩
    和部が設けられている請求項２に記載の光通信用モジュ
    ール。
12. 【請求項１２】 前記押圧部材は、結合用芯線ファイバ
    および光ファイバの芯線ファイバを押圧する固定状態
    と、結合用芯線ファイバおよび光ファイバの芯線ファイ
    バから離れた解放状態とに移動可能になっている請求項
    ２に記載の光通信用モジュール。
13. 【請求項１３】 前記支持部材がパッケージ本体に設け
    られ、前記押圧部材が、該パッケージ本体に対して移動
    可能になったパッケージキャップに設けられており、該
    パッケージ本体に対してパッケージキャップが移動され
    ることにより、該押圧部材が、結合用芯線ファイバおよ
    び光ファイバにおける芯線ファイバを固定および解放す
    る請求項１２に記載の光通信用モジュール。
14. 【請求項１４】 前記パッケージ本体に対する前記パッ
    ケージキャップの移動が、ラチェット機構によって段階
    的に行われる請求項１３に記載の光通信用モジュール。
15. 【請求項１５】 前記ラチェット機構は、前記パッケー
    ジ本体およびパッケージキャップの一方に設けられたラ
    チェット爪と、該ラチェット爪が係合するようにパッケ
    ージ本体およびパッケージキャップの他方に、パッケー
    ジキャップの移動方向に沿って複数段に設けられた複数
    のラチェット凹部とを有する請求項１４に記載の光通信
    用モジュール。
16. 【請求項１６】 前記光結合機能部には、結合用芯線フ
    ァイバを支持する基板が設けられている請求項２に記載
    の光通信用モジュール。
17. 【請求項１７】 前記基板は、前記光接続機能部に設け
    られた支持部材を兼ねている請求項１６に記載の光通信
    用モジュール。
18. 【請求項１８】 前記基板表面に、前記光結合機能部と
    光接続機能部との境界に沿った凹部が設けられている請
    求項１７に記載の光通信用モジュール。
19. 【請求項１９】 前記基板には、結合用芯線ファイバが
    軸心対称の２位置にて支持するように、結合用芯線ファ
    イバが嵌合する位置決め用のファイバ嵌合溝が設けられ
    ている請求項１６に記載の光通信用モジュール。
20. 【請求項２０】 前記ファイバ嵌合溝の端部には、結合
    用芯線ファイバおよび光ファイバの芯線ファイバに対す
    る応力を緩和するように、端面側になるにつれて幅方向
    寸法および深さが順次深くなったテーパ状の応力緩和部
    が設けられている請求項１９に記載の光通信用モジュー
    ル。
21. 【請求項２１】 前記基板上に支持された結合用芯線フ
    ァイバが、該基板に対向して設けられたファイバ押さえ
    によって固定されている請求項１６に記載の光通信用モ
    ジュール。