JP2002350693A - 光レセプタクルとこれを用いた光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ファイバスタブ３を短くして光レセプタクルと
これを用いた光モジュールを小型化することで、スリー
ブ４によるファイバスタブ３の保持長さが十分に確保で
きなくても、低い接続損失を得る。 【解決手段】光レセプタクルとこれを用いた光モジュー
ルにおいて、フェルールの貫通孔に光ファイバを固定し
てなるファイバスタブの先端部をスリーブに挿入し、上
記ファイバスタブの後端部をホルダに固定すると共に、
該ホルダのスリーブ端面が接する部位を傾斜状または段
状としたことによって、スリーブの外側をホルダの傾斜
面または段部で保持するかたちとなり、スリーブの変形
を拘束する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光レセプタクルと
これを用いた光モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光信号を電気信号に変換する為の光モジ
ュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素
子をケース内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導
入又は導出するような構造となっている。そして、光モ
ジュールには、大きく分けると、光ファイバを取り付け
た構造のピッグテ−ル型と、ファイバスタブを取り付け
ることで、コネクタを接続するようにしたレセプタクル
型の２種類がある。

【０００３】レセプタクル型光モジュールの例を図２に
示す。フェルール１の貫通孔に光ファイバ２を接着剤に
て固定してファイバスタブ３を形成し、このファイバス
タブ３をホルダ５で圧入または接着で固定し、ファイバ
スタブ３の周囲にスリーブ４を被せてシェル６をホルダ
５に圧入または接着で固定し、光レセプタクルを構成し
てある。そして、光レセプタクルのファイバスタブ３側
の端面に、光素子１１とレンズ１２を収納したケース１
３を接合して光モジュールを構成してある。

【０００４】一方、光コネクタ２０側には光ファイバ２
２を内蔵したフェルール２１を備えており、このフェル
ール２１を上記光モジュールのスリーブ４内に挿入しフ
ェルール２１の端面をファイバスタブ３の端面に当接さ
せることによって、光モジュールへの光信号の導出導入
を行うようになっている。

【０００５】また、スリーブ４の内径は、フェルール１
及びフェルール２１の外径とほぼ同じ寸法にし、摺り合
わせ、または１Ｋｇｆ以下の圧入にすることで、フェル
ール１とフェルール２１の外径を保持している。

【０００６】また、フェルール１、２１は円柱形状であ
り、中心部に光ファイバ２、２２が接着固定されてお
り、フェルール１、２１の端面は光ファイバと同時に鏡
面研磨されている。フェルール１、２１の外径公差は±
１μm以下で、光ファイバの貫通孔の同心度は１μm程度
の非常に精密な部品である。中心部の光ファイバには光
信号が伝搬する直径１０μm程度のコアがあり、コアと
コアを接続し、接続損失の少ない接続状態を実現するた
め、スリーブ４によるファイバスタブ３及び光コネクタ
２０の保持状態は、安定且つ高精度に設計されている。

【０００７】上記光レセプタクルのみを図３に示す。

【０００８】ファイバスタブ３をホルダ５で圧入または
接着で固定し、ファイバスタブ３の周囲にスリーブ４を
被せてシェル６をホルダ５に圧入または接着で固定して
ある。光コネクタ２０と当接する端面３ａは当接時の接
続損失を減らすために曲率半径５〜３０mm程度の曲面状
になっており、反対側の端面３ｂは反射光が光素子に戻
ることを防止するために４〜１０°程度の傾斜面にして
ある。

【０００９】近年、高密度実装を目的として、光モジュ
ールの小型化が求められており、上記光レセプタクルを
小型化するために、ファイバスタブ３の全長を４．５ｍ
ｍ以下に短くすることが行われている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示す
ようにファイバスタブ３の全長を４．５ｍｍ以下に短く
した光レセプタクルではスリーブ４によるファイバスタ
ブ３の保持長さＬが十分に確保できなくなり、スリーブ
４によるファイバスタブ３の保持が不安定となり、光コ
ネクタ２０と当接する際に相互の光ファイバが完全に密
着せず接続損失を悪くする問題があった。

【００１１】また、保持状態が不安定であるため、光コ
ネクタ２０を当接する毎にスリーブ４によるファイバス
タブ３の保持状態が異なり、接続損失の再現性を悪くす
る問題があった。

【００１２】更には、保持状態が不安定であるため、光
コネクタ２０との当接面同士にずれが生じ、光ファイバ
２の端面に傷をつけることがあり、光信号の導出導入が
不能になる問題があった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の問題に鑑みて本発
明は、光レセプタクルにおいて、フェルールの貫通孔に
光ファイバを固定してなるファイバスタブの先端部をス
リーブに挿入し、上記ファイバスタブの後端部をホルダ
に固定すると共に、該ホルダのスリーブ端面が接する部
位を傾斜状または段状としたことを特徴とする。

【００１４】また、本発明は上記ホルダのスリーブ端面
が接する部位の傾斜角を２０°〜７０°または段部の深
さを０．２mm以上としたことを特徴とする。

【００１５】また、本発明は上記ファイバスタブの全長
を４．５ｍｍ以下としたことを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明は上記光レセプタクルに光
素子を収納したケースを取り付けたことで光モジュール
を構成したことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。

【００１８】図１（a）に示すように本発明はフェルー
ル１の貫通孔に光ファイバ２を接着剤で固定してファイ
バスタブ３を形成し、ファイバスタブ３の先端は、光コ
ネクタとの接続損失を減らすために曲率半径５〜３０mm
程度の曲面状にし、後端は反射光が光素子に戻ることを
防止するために４〜１０°程度の傾斜面にし、全長は小
型にするために４．５ｍｍ以下にしてある。さらに、フ
ァイバスタブ３の後端部をホルダ５に圧入または接着で
固定し、先端部にスリーブ４を被せ、シェル６をホルダ
５に圧入または接着で固定し、光レセプタクルを構成し
てある。

【００１９】そして、ホルダ５のスリーブ４の端面４ａ
が接する部位に傾斜角αが２０°〜７０°の傾斜面５ａ
を設けることで、スリーブ４の外側をホルダ５の傾斜面
５ａで保持するかたちとなり、スリーブ４が外側に変形
することを拘束する。ここで傾斜面５ａの傾斜角αが２
０°を下回る場合、ホルダ５によるファイバスタブ３の
保持長さが短くなるため、ファイバスタブ３の固定強度
が十分に保たれない。また、７０°を上回る場合、スリ
ーブ４の外側への変形を拘束することができない。

【００２０】このように、スリーブ４によるファイバス
タブ３の保持長さＬが十分でなくてもホルダ５に傾斜面
５ａを設けてあるため、スリーブ４の外側をホルダ５の
傾斜面５ａで保持するかたちとなり、スリーブ４の外側
への変形を拘束することで、ファイバスタブ３と光コネ
クタ２０を当接させた際、スリーブ４によるファイバス
タブ３の保持を十分に確保し、接続損失の少ない小型の
光レセプタクルを実現することが出来る。

【００２１】次に本発明の他の実施形態を説明する。

【００２２】図１（ｂ）に示す光レセプタクルでは、ホ
ルダ５のスリーブ４の端面４ａが接する部位にスリーブ
４が入り込む段部５ｂを設けることで、スリーブ４の外
側をホルダ５の段部５ｂで保持するかたちとなり、スリ
ーブ４が外側に変形することを拘束させている。

【００２３】この段部５ｂの深さχは０．２ｍｍ以上と
する。これは０．２ｍｍを下回る場合、スリーブ４の外
側への変形を拘束できないためである。

【００２４】また、フェルール１はジルコニア、アルミ
ナなどのセラミック材料からなっており、スリーブ４は
ジルコニア、アルミナ、銅などの材料からなっている。
主には耐摩耗性を考慮して、フェルール１及びスリーブ
４は共にジルコニアなどのセラミック材料からなること
が多い。更にホルダ５は光モジュールとしてケースと溶
接することが多いため、ステンレス、銅、鉄、ニッケル
などの溶接が可能な材料からなっている。主には耐腐食
性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。シェ
ル６は耐摩耗性、溶接性を配慮する必要がないため、ス
テンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチック、ジルコニ
ア、アルミナなどの幅広い材料が用いられる。主にはホ
ルダ５と熱膨張係数を合わせ、信頼性を高めるため、ホ
ルダ５と同様、ステンレスを用いられることが多い。

【００２５】更に、フェルール１の外径とスリーブ４の
内径の表面荒さは挿入性を考慮して、Ｒａ０．２μm以
下が望ましく、フェルール１の外径とスリーブ４の内径
公差は低い接続損失を得るため、±１μm以下が望まし
く、スリーブ４によるフェルール１の保持長さは確実に
保持するために、１ｍｍ以上が望ましく、スリーブ４に
よるフェルール１の寸法は確実に保持するために、１Ｋ
ｇｆ以下の圧入になるよう設計することが望ましい。

【００２６】本発明の光レセプタクルを用いて光モジュ
ールを構成する場合は、図２に示すように光レセプタク
ルのファイバスタブ３側の端面に、光素子１１とレンズ
１２を収納したケース１３を接合して光モジュールを構
成してある。

【００２７】このような光モジュールによれば、ファイ
バスタブ３を短くしてあることにより、光レセプタクル
が短く、全体として小型の光モジュールとすることがで
きる。

【００２８】また、ケース１３はホルダ５と溶接するこ
とが多い為、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接
が可能な材料からなっている。主には耐腐食性と溶接性
を考慮して、ステンレスが用いられる。

【００２９】

【実施例】ここで、図１（a）に示す本発明の光レセプ
タクルを作製した。

【００３０】図１（a）に示すようにフェルール１の貫
通孔に光ファイバ２を接着固定してファイバスタブ３を
形成し、このファイバスタブ３をホルダ５で圧入固定
し、ファイバスタブ３の周囲にスリーブ４を被せてシェ
ル６をホルダ５に圧入固定し、光レセプタクルを構成し
てある。

【００３１】ファイバスタブ３の全長は２．５ｍｍで、
フェルール１とスリーブ４はジルコニアで形成し、ホル
ダ５、シェル６はステンレスで形成し、ホルダ５の傾斜
面５ａの傾斜角αは３０°とした。

【００３２】一方、比較例として、上記と同じ寸法、材
質、組み立て方法で、図３に示すように傾斜面５ａを備
えないホルダ５を用いた光レセプタクルを用意した。

【００３３】それぞれについて、ファイバスタブ３と光
コネクタ２０を当接させた際の接続損失を評価した。

【００３４】

【表１】

【００３５】その結果、比較例では接続損失が平均１．
１８ｄＢであったのに対し、本発明実施例では平均０．
２７ｄＢになり、大幅に接続損失を低減できることが確
認された。

【００３６】更に同一サンプルを用いて繰り返し接続損
失を評価し、最大値と最小値の差を示す繰り返し再現性
を評価した。

【００３７】

【表２】

【００３８】その結果、比較例では光コネクタ２０を当
接する毎にスリーブ４によるファイバスタブ３の保持状
態が異なるため、繰り返し再現性が０．９０ｄＢであっ
たのに対し、本発明実施例では０．０９ｄＢになり、大
幅に接続損失の繰り返し再現性が改善できることが確認
された。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、光レセ
プタクルとこれを用いた光モジュールにおいて、フェル
ールの貫通孔に光ファイバを固定してなるファイバスタ
ブの先端部をスリーブに挿入し、上記ファイバスタブの
後端部をホルダに固定すると共に、該ホルダのスリーブ
端面が接する部位を傾斜状または段状としたことによっ
て、スリーブの外側をホルダの傾斜面または段部で保持
するかたちとなり、スリーブの変形を拘束する。

【００４０】したがって、ファイバスタブの全長を４．
５ｍｍ以下に短くしても接続損失が小さく、接続損失の
繰り返し再現性の良い小型の光レセプタクルとこれを用
いた光モジュールを実現する。

【００４１】また、ホルダに傾斜面または段部を設ける
加工は、技術的に容易であり、低価格な小型の光レセプ
タクルを実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光レセプタクルを示す断面図である。
（ａ）に本発明の実施形態であり、（ｂ）に本発明の他
の実施形態を示す。

【図２】一般的なレセプタクル型光モジュールを示す断
面図である。

【図３】従来の光レセプタクルを示す断面図である。

【符号の説明】

１：フェルール ２：光ファイバ ３：ファイバスタブ ４：スリーブ ５：ホルダ ５ａ：傾斜面 ５ｂ：段部 ６：シェル ２０：光コネクタ ２１：フェルール ２２：光ファイバ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェルールの貫通孔に光ファイバを固定し
   てなるファイバスタブの先端部をスリーブに挿入し、上
   記ファイバスタブの後端部をホルダに固定すると共に、
   該ホルダのスリーブ端面が接する部位を傾斜状または段
   状としたことを特徴とする光レセプタクル。
2. 【請求項２】上記ホルダのスリーブ端面が接する部位の
   傾斜角を２０°〜７０°または段部の深さを０．２mm以
   上としたことを特徴とする請求項１記載の光レセプタク
   ル。
3. 【請求項３】上記ファイバスタブの全長を４．５ｍｍ以
   下としたことを特徴とする請求項１記載の光レセプタク
   ル。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の光レセプ
   タクルに光素子を収納したケースを取り付けたことを特
   徴とする光モジュール。