JP2002207133A - 光ファイバ付きフェルールおよびその製造方法 - Google Patents

光ファイバ付きフェルールおよびその製造方法

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JP2002207133A
JP2002207133A JP2001004427A JP2001004427A JP2002207133A JP 2002207133 A JP2002207133 A JP 2002207133A JP 2001004427 A JP2001004427 A JP 2001004427A JP 2001004427 A JP2001004427 A JP 2001004427A JP 2002207133 A JP2002207133 A JP 2002207133A
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JP
Japan
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optical fiber
ferrule
tip
fiber
optical
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JP2001004427A
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English (en)
Inventor
Naotoshi Shiokawa
直利 塩川
Daisuke Kato
大輔 加藤
Michiyo Kubo
美知代 久保
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Seikoh Giken Co Ltd
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Seikoh Giken Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 光源に対して光軸回りの角度を調節して結合
することができる光ファイバ付きフェルールおよびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明による光ファイバ付きフェルール
は、先端を光ファイバの光軸を含む面の両側に傾斜面2
a,2bを形成した楔形状の光学面を設けた光ファイバ
2と、前記光ファイバを先端より突出させて支持してお
り、前記光ファイバ2の傾斜面に対応する先端の肩が斜
面1a,1bであるフェルール1とから構成されてい
る。前記光ファイバ付きフェルールの製造方法は、裸光
ファイバ2の先端をフェルール1から突出させて固定
し、前記フェルール1の一方の肩と光ファイバの先端を
同時に研磨し、次いで前記フェルールの他方の肩と光フ
ァイバの先端を同時に研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ付きフ
ェルールおよびその製造方法、さらに詳しく言えば、光
ファイバ先端の光源結合などに広く利用できる先端形状
を備える光ファイバ付きフェルールおよびその製造方法
を提供することにある。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザ(以下LD)や光導波路か
ら出射される光ビームを光学的にファイバに結合する場
合、LDや光導波路から放射される光ビームの出射角パ
ラメータとファイバの入射角パラメータが異なる。その
ため、例えば特開平8−5865号公報に示されている
ように、LDから放射された光をレンズ等でビーム変換
してファイバに入射して良好なカップリング効率を得る
方法が実施されている。
【0003】またレーザ等に光ファイバ先端を直接結合
させるために、例えば特開平8−86923号、特開平
10−307230号、特開平11−109177号公
報に示されるように、光ファイバの先端を加工して、レ
ンズ結合効果を持たせた光ファイバ先端を備える光ファ
イバが知られている。これらは、LDの波長や、放射角
の特性に合わせて、ファイバ先端を円錐形状や楔形状に
してレンズ効果を持たせるものである。
【0004】
【従来の技術】LD等とのカップリング効率を上げるた
めに、ファイバ先端を加工し、レンズ効果を持たせて直
接LD等に近接させると他の光学要素を省略できるから
直接結合が広く用いられている。この様な光ファイバ付
きフェルールを製造する一般的な方法は、レンズ効果を
持つ加工を施したファイバを金属フェルールに通し、フ
ァイバ先端がフェルール先端より0.5〜3.0mm程
度突出させた状態で、接着剤や半田等で固定する方法を
用いている。
【0005】LD等と直接カップリングする場合、ファ
イバとフェルールを固定するときのフェルールから突出
するファイバの長さが重要になってくる。突出するファ
イバが長すぎると、LDの発熱等の温度変化でファイバ
とフェルールを固定している接着剤や半田等が収縮し、
ピンポイントで位置決めしているファイバが曲がってし
まい、結合効率の劣化につながる。また短すぎると、接
着や半田を行なう時に、レンズ効果を持たせる加工を施
したファイバ先端に接着剤や半田剤が付着する恐れが出
てくる。
【0006】これらのことから従来技術では、フェルー
ルから突出するファイバの長さの加減は、0.5〜3.
0mmが限界であった。図4は、従来の光ファイバ付き
フェルールの使用状態を示す平面図であり、光ファイバ
2のフェルール1からの突出量は3.0mmである。楔
形に加工された光ファイバ2の先端はLDチップに近接
されている。図5は、従来のさらに他の光ファイバフェ
ルールの使用状態を示す平面図である。この例におい
て、光ファイバ2のフェルール1からの突出量は0.5
mmである。
【0007】また一般に行われている技術は、ファイバ
先端にレンズ効果を持たせる加工を施した後にファイバ
をフェルールに通すので、そのときの光ファイバの欠
け、折れ、異物付着などが、光ファイバ先端の光学特性
を損なうことがあった。また、ファイバ先端が楔形状の
場合、LD等とカップリングする際に、良好な結合効率
を得るために、LDに対して楔形状の回転方向の合せが
問題になっている。現状ではフェルールにマジック等で
方向の印を付け、それを指標として角度合わせをする例
が多い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光源
に対して光軸回りの角度を調節して結合することができ
る光ファイバ付きフェルールを提供することにある。本
発明のさらに他の目的は、前記光ファイバ付きフェルー
ルの製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による光ファイバ付きフェルールは、先端を
光ファイバの光軸を含む面の両側に傾斜面を形成した楔
形状の光学面を設けた光ファイバと、前記光ファイバを
先端より突出させて支持しており、前記光ファイバの傾
斜面に対応する先端の肩が傾斜面であるフェルールと、
から構成されている。前記光ファイバ先端の傾斜面と対
応するフェルールの肩の傾斜面は実質的に同一平面とす
ることができる。前記光ファイバの先端の傾斜面の対お
よび、前記フェルールの肩の対の傾斜面は光ファイバの
光軸を含む面に対して対称とすることができる。
【0010】前記目的を達成するために、本発明による
光ファイバ付きフェルールの製造方法は、裸光ファイバ
の先端をフェルールから突出させて固定するステップ
と、前記フェルールの一方の肩と光ファイバの先端を同
時に研磨し、次いで前記フェルールの他方の肩と光ファ
イバの先端を同時に研磨して、光ファイバの先端に楔形
状の光学面を形成し、前記フェルールに対応する傾斜面
を形成するステップとから構成されている。前記製造方
法において、光ファイバ付きフェルールを研磨角度を保
って、研磨板に接触させるとき、フェルールの肩が光フ
ァイバの先端よりも先に研磨平面に接触するように突出
量を調整するステップを設けることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面等を参照して、本発明に
よる装置の実施の形態を説明する。図1は、本発明によ
る光ファイバ付きフェルールの第1の実施例の使用状態
を示す平面図、図2は同正面図である。円筒形のフェル
ール1には光ファイバ2の裸線部分が挿入され、半田6
により固定されている。光ファイバ2の先端には傾斜面
2a,2bが設けられている。この楔状部分の形状は、
非球面の集光レンズとして機能する。一般的に、発光源
であるレーザダイオードチップ3の発生する光は偏平な
光束断面をもっているから、この光を効率良く光ファイ
バに取り込むためには、光ファイバ2の先端は楔形状で
あることが好ましい。例えば980nm励起レーザーの
光束断面は偏平である。
【0012】前記形状の光ファイバ付きフェルールを得
るために、光ファイバ2の先端の裸線部分を接着や半田
等でフェルール1に固定して、さらに加工する。図3
は、光ファイバ付きフェルールの研磨工程を示す略図で
ある。このとき、ファイバは加工する角度(この実施例
では、研磨面と光ファイバの光軸間の角度)により、光
ファイバ2の先端の裸線部分の突出量を調節して、研磨
加工の際にフェルール、ファイバの順に研磨板に当たる
ようにする。このように突出長さを調節することによ
り、研磨加工時にファイバにかかる加工圧がフェルール
1と光ファイバ2の先端に分散され、ファイバに欠けや
折れの発生を防止することができる。
【0013】また、光ファイバ2の先端とフェルール1
の肩を一緒に加工することにより、光ファイバ2のフェ
ルール1からの突出量を極めて少くすることができる。
このことは、光ファイバ先端の安定した位置決めと装置
全体の小形化に寄与できる。光ファイバ2の先端の加工
が楔形状の場合は、LDの縦横比に対して正確に楔形状
の回転方向を合せる必要がある。ファイバと同時に加工
したフェルールにはファイバ先端の楔形状と同様の加工
面ができ上がり、LD等に対して回転方向の基準面とし
て利用できる。
【0014】〔実施例1〕レンズ効果を持たせる加工角
度を45°に設定した例 (被覆除去ステップ)シングルモードファイバの被覆を
20mm程度除去する。 (半田前処理ステップ)半田を行なうためにファイバ側
面にNi‐Au鍍金処理を施す。 (フェルール準備ステップ)外径1.00mm、長さ
7.5mmの金属性のフェルールにNi‐Au鍍金を行い、
特に内径に鍍金層が形成された金属フェルールを準備す
る。 (半田固定工程)前記鍍金処理を施したファイバを通
し、適当な位置で半田固定する。 (研磨開始前加工ステップ)光ファイバの先端の加工角
度を45°とするとフェルール先端からファイバの突出
長さが計算上、0.43mmのときに、前記光ファイバ
付きフェルールを研磨角度に保ち、研磨板に対応させる
とフェルールとファイバが研磨板に同時に当たることに
なる。フェルールから研磨が始まるように、フェルール
先端から0.4mmのところでファイバを切断する。 (研磨ステップ)図3は、研磨角度が45°の場合の研
磨状態を示す。図中左側が研磨前の状態を示す。研磨板
を固定した場合、光ファイバ付きフェルールが図中右側
に移動するような相対運動をさせる。図3の右側の図
は、光ファイバ先端の一方の傾斜面の研磨が略終了した
状態を示している。引き続き他方の面を研磨して、光フ
ァイバ先端の研磨を終了する。光ファイバ先端は光学面
となるように研磨される。なお必要に応じて、楔の先端
も研磨する。前述の実施例において、研磨板にフェルー
ルから先に当たり、加工が開始される。結果、ファイバ
に欠けや折れといった発生はなく、加工を終了した。加
工後のファイバ突出長さは0.32mmと極めて短い状
態になった。 〔実施例2〕レンズ効果を持たせる加工角度を55°に
設定した例 (被覆除去ステップ)から(半田固定工程)は、前述し
た実施例1の場合と異ならない。 (研磨開始前加工ステップ)レンズ効果を持たせる加工
を55°に設定すると、フェルール先端から突出長さが
計算上、0.3mmのとき、フェルールとファイバが研
磨板に同時に当たる。フェルール先端から0.25mm
のところでファイバを切断する。この場合もファイバに
かかる加工圧は、フェルールと分散されるので、ファイ
バに欠けや折れは発生しなかった。この第2の実施例は
図1、図2に示した実施例と傾斜角度が異なり、加工後
のファイバ突出長さは0.19mmと極めて短い状態に
なった。
【0015】以上の各実施例について、フェルールにで
きた基準面4と、基準面4から設けられている肩斜面1
a,1bをモニタで拡大して、LDチップに対して回転
方向の調心を行う。
【0016】
【発明の効果】フェルールから若干突出した光ファイバ
2と、フェルール1を一緒に加工するため、フェルール
1にファイバ2の加工圧が分散され、ファイバ1の欠け
や折れを無くすることができる。フェルール研磨面の形
状がファイバ研磨断面と同様になることから、LDに対
して回転方向の位置決めに利用することが可能となる。
また、フェルールの寸法はファイバ寸法の数十倍となる
ことから、回転方向の調心においてファイバ部を利用す
るよりも、容易に精度の良い調心が可能となる。
【0017】フェルールからのファイバ突出量も極めて
少ない状態の形状ができあがる。また、フェルールにも
同様な加工面ができ、この加工面はファイバ先端にある
楔形状に対する基準面として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光ファイバ付きフェルールの第1
の実施例の使用状態を示す平面図である。
【図2】図1の実施例の使用状態を示す正面図である。
【図3】図1、図2に示す光ファイバ付きフェルールの
製造工程を説明するための略図である。
【図4】従来の光ファイバ付きフェルールの使用状態を
示す平面図である。
【図5】従来のさらに他の光ファイバフェルールの使用
状態を示す平面図である。
【符号の説明】
1 フェルール 1a,1b フェルール肩斜面 2 光ファイバ 2a,2b 光ファイバ先端傾斜面 3 LD(レーザダイオード)チップ 4 フェルールの基準面(先端面) 6 半田 7 研磨面
【手続補正書】
【提出日】平成13年2月27日(2001.2.2
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】
【発明の効果】フェルールから若干突出した光ファイバ
2と、フェルール1を一緒に加工するため、フェルール
1にファイバ2の加工圧が分散され、ファイバの欠け
や折れを無くすることができる。フェルール研磨面の形
状がファイバ研磨断面と同様になることから、LDに対
して回転方向の位置決めに利用することが可能となる。
また、フェルールの寸法はファイバ寸法の数十倍となる
ことから、回転方向の調心においてファイバ部を利用す
るよりも、容易に精度の良い調心が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 美知代 千葉県松戸市松飛台286番地の23 株式会 社精工技研内 Fターム(参考) 2H037 BA03 CA08 2H050 AC87 AC90

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端を光ファイバの光軸を含む面の両側
    に傾斜面を形成した楔形状の光学面を設けた光ファイバ
    と、 前記光ファイバを先端より突出させて支持しており、前
    記光ファイバの傾斜面に対応する先端の肩が傾斜面であ
    るフェルールと、から構成した光ファイバ付きフェルー
    ル。
  2. 【請求項2】 前記光ファイバ先端の傾斜面と対応する
    フェルールの肩の傾斜面は実質的に同一平面である請求
    項1記載の光ファイバ付きフェルール。
  3. 【請求項3】 前記光ファイバの先端の傾斜面の対およ
    び、前記フェルールの肩の対の傾斜面は光ファイバの光
    軸を含む面に対して対称である請求項1記載の光ファイ
    バ付きフェルール。
  4. 【請求項4】 裸光ファイバの先端をフェルールから突
    出させて固定するステップと、 前記フェルールの一方の肩と光ファイバの先端を同時に
    研磨し、次いで前記フェルールの他方の肩と光ファイバ
    の先端を同時に研磨して、光ファイバの先端に楔形状の
    光学面を形成し、前記フェルールに対応する傾斜面を形
    成するステップとから構成した光ファイバ付きフェルー
    ルの製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の製造方法において、光フ
    ァイバ付きフェルールを研磨角度を保って、研磨板に接
    触させるとき、フェルールの肩が光ファイバの先端より
    も先に研磨平面に接触するように突出量を調整するステ
    ップを含む光ファイバ付きフェルールの製造方法。
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