JP2003035843A - Method for manufacturing metal coated optical fiber, sleeved metal coated optical fiber and optical semiconductor module - Google Patents

Method for manufacturing metal coated optical fiber, sleeved metal coated optical fiber and optical semiconductor module

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JP2003035843A JP2001222423A JP2001222423A JP2003035843A JP 2003035843 A JP2003035843 A JP 2003035843A JP 2001222423 A JP2001222423 A JP 2001222423A JP 2001222423 A JP2001222423 A JP 2001222423A JP 2003035843 A JP2003035843 A JP 2003035843A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a metal coated optical fiber, a sleeved metal coated optical fiber and an optical semiconductor module reducing man hours of core adjusting operation of an LD(laser diode) chip and the optical fiber, preventing the fiber from moving caused by heat of YAG(yttrium-aluminum- garnet) welding, improving the yield and improving the connection efficiency. SOLUTION: The metal coated optical fiber 10 is manufactured by a protective coating layer releasing step f1 to release the protective coating layer of the optical fiber so as to unsheathe the bare fiber, a vertically cutting off step f2 to dissect and cut off an end part of the bare fiber at right angles to the optical axis so as to produce a vertically dissected surface, an AR(antireflection) coating step f3 to impart the AR coating with >=0.1% reflectance to the surface of the vertically dissected surface, a high melting metal oxide layer forming step f4 to form the first chromium oxide layer on the outer periphery of the bare fiber, a high melting metal layer forming step f5 to form the second chromium layer on the outer periphery thereof and a low melting metal layer forming step f6 to form the third metal layer on the outer periphery thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属コート光ファ
イバ、スリーブ付き光ファイバ、および光半導体モジュ
ールの製造方法に関する。更に詳しくは、光ファイバの
裸ファイバの外周に金属被覆が施され、また裸ファイバ
の切断端面にARコートが施された金属コート光ファイ
バ、スリーブ付き金属コート光ファイバ、および光半導
体モジュールの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal-coated optical fiber, a sleeved optical fiber, and a method for manufacturing an optical semiconductor module. More specifically, a method for manufacturing a metal-coated optical fiber in which a metal coating is applied to the outer periphery of a bare fiber of an optical fiber, and an AR coating is applied to a cut end surface of the bare fiber, a metal-coated optical fiber with a sleeve, and an optical semiconductor module Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光半導体モジュールとしては、レ
ーザーダイオード(以下、LDと略記する)と光ファイバを
光学的に結合させる光ファイバ付きピグテールタイプLD
モジュール(以下、LDモジュールと略記する)がある。前
記LDモジュールは、LDと光ファイバの光学的結合をレン
ズとアイソレータを介して行うものであり、光ファイバ
通信の信号光源や光増幅器光源などに用いられている。
また、前記LDモジュールに組み込まれる光ファイバの構
造に関わる技術としては、特開平12-121886号公報記載
の構造がある。即ち、0017段には「フェルール12
は、光ファイバ10素線を内設し固定しているジルコニ
ア部材(図示せず)と、光ファイバ被覆11を固定して
いる金属部材とから構成されている。」とあり、また0
018段には「フェルール12の先端に露出した光ファ
イバ10先端は、〜斜めに加工(図示せず)されてい
る。」とある。
2. Description of the Related Art As a conventional optical semiconductor module, a pigtail type LD with an optical fiber for optically coupling a laser diode (hereinafter abbreviated as LD) and an optical fiber
There is a module (hereinafter abbreviated as LD module). The LD module performs optical coupling between an LD and an optical fiber via a lens and an isolator, and is used as a signal light source for optical fiber communication, an optical amplifier light source, and the like.
Further, as a technique related to the structure of the optical fiber incorporated in the LD module, there is a structure described in JP-A-12-121886. That is, the ferrule 12
Is composed of a zirconia member (not shown) in which the optical fiber 10 is internally fixed and fixed, and a metal member in which the optical fiber coating 11 is fixed. , And again 0
In the 018 step, "the tip of the optical fiber 10 exposed at the tip of the ferrule 12 is processed obliquely (not shown)."

【0003】図13に従来のLDモジュールの構造例を示
す。LDモジュール50は、LDチップ41と第1レンズで
あるコリメートレンズ42を一つのペルチェ素子付き基
板43に搭載し、LDチップ41とコリメートレンズ42
の光軸調整によりコリメート光とし、またコリメートレ
ンズ42でLDのケース44を封止し、不活性ガス注入に
より気密封止した後、LDケース44にアイソレータ45
と焦光レンズ46を光軸に配置し、焦光レンズ46の焦
光点へ、光ファイバ付きフェルール47の端面を光軸方
向の前後の移動と回転により光学的結合効率が最大の位
置でケース48のアダプタ49へYAGレーザ溶接等によ
り固定して製造していた。
FIG. 13 shows an example of the structure of a conventional LD module. The LD module 50 mounts the LD chip 41 and the collimating lens 42, which is the first lens, on a single Peltier element-equipped substrate 43.
The collimated light is made into a collimated light by adjusting the optical axis of the LD case, and the LD case 44 is sealed by the collimator lens 42 and hermetically sealed by injecting an inert gas.
And the focal lens 46 are arranged on the optical axis, and the end face of the ferrule 47 with an optical fiber is moved to the focal point of the focal lens 46 and moved forward and backward in the optical axis direction to rotate the optical coupling efficiency to the maximum position. It was manufactured by fixing it to 48 adapters 49 by YAG laser welding or the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には以下の問題点がある。すなわち、前記LDモジ
ュールにおいて、LDを安定駆動させるためには、不活性
ガスなどによる気密封止により、LDの出射端面とレンズ
面の変質を防止すると同時に、光ファイバ端面、レンズ
面や光ファイバ線路からの反射戻り光を低減し、戻り光
のLDでの増幅によるS/N比の劣化を極力小さくする必要
があった。また上記従来技術では組立調芯工数が多く、
光ファイバ付ピグテールタイプLD相互間の光ファイバか
らの出射パワーのばらつきを小さくし、安定させるため
光ファイバ付きフェルールの寸法精度の向上が求めら
れ、価格向上の原因となっていた。特に、フェルールの
外径精度とフェルール外径に対するファイバコアの偏芯
は、いずれもサブミクロンの精度が要求され、更にファ
イバへの入射効率を向上させるため、フェルール端面の
鏡面研磨を行い、フェルール外周に対してファイバの中
心位置を2μm以内に調芯しておく必要があった。またフ
ェルールとファイバは、高分子樹脂接着剤で接着固定し
ており、組立調芯後アダプタとフェルールをYAG溶接し
ようとすると、溶接熱による温度上昇の影響によりファ
イバが移動しやすく、LDからの入射パワーのばらつきが
増大する原因となり、歩留が悪くコストアップの要因と
なっていた。そこでLDモジュール相互間のばらつきが少
なく、長期安定性のある製品を低コストで提供するため
には、構成部品の精度の向上、調芯作業しやすい部品構
造、ファイバ固定や封止等の工程中に発生する熱による
ファイバの移動を防ぐ構造や製造方法にする必要があっ
た。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, in the LD module, in order to stably drive the LD, the deterioration of the emitting end face and the lens face of the LD is prevented by hermetically sealing with an inert gas or the like, and at the same time, the end face of the optical fiber, the lens face or the optical fiber line. It was necessary to reduce the reflected light reflected from the laser and minimize the deterioration of the S / N ratio due to the amplification of the returned light in the LD. Further, in the above-mentioned conventional technology, many man-hours for assembling and aligning,
The dimensional accuracy of the ferrule with an optical fiber is required to reduce and stabilize the variation in the output power from the optical fiber between pigtail type LDs with an optical fiber, which has been a cause of cost improvement. In particular, both the accuracy of the outer diameter of the ferrule and the eccentricity of the fiber core with respect to the outer diameter of the ferrule require submicron accuracy, and in order to further improve the incidence efficiency on the fiber, the ferrule end surface is mirror-polished and the ferrule outer circumference is improved. On the other hand, it was necessary to align the center of the fiber within 2 μm. In addition, the ferrule and the fiber are bonded and fixed with a polymer resin adhesive.If YAG welding of the adapter and ferrule is performed after the alignment of the assembly, the fiber easily moves due to the temperature rise due to the welding heat and the incidence from the LD This causes an increase in power variation, resulting in poor yield and cost increase. Therefore, in order to provide low-cost products that have long-term stability with little variation between LD modules, in order to improve the accuracy of component parts, the component structure that facilitates alignment work, and fiber fixing and sealing processes It was necessary to have a structure and manufacturing method that prevent the movement of the fiber due to the heat generated in the.

【0005】本発明は、上記従来技術が有する各種問題
点を解決するためになされたものであり、LDチップと光
ファイバとの調芯作業工数の削減等、組立工数の削減お
よび歩留改善ができ、光ファイバ付きフェルールに代わ
る安価で高精度の部品の提供ができ、YAG溶接熱による
ファイバの移動を防ぐことができ、LDモジュール相互間
のばらつきが縮小でき、結合効率の向上、高信頼性およ
び低価格化が可能な金属コート光ファイバ、保護樹脂付
き金属コート光ファイバ、スリーブ付き金属コート光フ
ァイバ、および光半導体モジュールの製造方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve various problems of the above-mentioned prior art, and it is possible to reduce the number of assembling steps and improve the yield by reducing the number of steps for aligning the LD chip and the optical fiber. It is possible to provide inexpensive and high-precision parts that replace ferrules with optical fiber, prevent movement of fiber due to YAG welding heat, reduce variations between LD modules, improve coupling efficiency, and high reliability. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metal-coated optical fiber, a metal-coated optical fiber with a protective resin, a metal-coated optical fiber with a sleeve, and an optical semiconductor module, which can be reduced in cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1の観点として本発明
は、レーザーダイオードと光ファイバを光学的に結合さ
せる光半導体モジュールに用いられる金属コート光ファ
イバの製造方法であって、レーザーダイオード出射光軸
面と対向する側の光ファイバ表面の保護被覆層を剥離し
て裸ファイバを露出させる保護被覆層剥離工程;と、露
出した裸ファイバの端部を光軸に対して90°フラット
に劈開により切断して垂直劈開面を設ける垂直切断工
程;と、前記垂直劈開面の表面上に反射率0.1%以上
のAR(Anti-reflection)(無反射)コーティングを施
すARコート工程;と、前記露出した裸ファイバの外周
に第一層として、第三層のはんだ付け可能低融点金属層
より融点の高いクロムまたはチタンの酸化物からなる高
融点金属酸化物層を形成する高融点金属酸化物層形成工
程;と、前記高融点金属酸化物層の外周に第二層とし
て、第三層のはんだ付け可能低融点金属層より融点の高
いクロムまたはチタンからなる高融点金属層を形成する
高融点金属層形成工程;と、前記高融点金属層の外周に
第三層として、ニッケル、金、ニッケル−金合金、また
は金系合金からなるはんだ付け可能低融点金属層を形成
する低融点金属層形成工程;と、により金属コート光フ
ァイバを製造することを特徴とする金属コート光ファイ
バの製造方法にある。
As a first aspect, the present invention is a method for manufacturing a metal-coated optical fiber used in an optical semiconductor module for optically coupling a laser diode and an optical fiber, which is a laser diode emission light. A step of peeling off the protective coating layer on the surface of the optical fiber on the side opposite to the axial surface to expose the bare fiber; and cleaving the exposed bare fiber end portion at 90 ° flat with respect to the optical axis. A vertical cutting step of cutting to provide a vertical cleavage surface; and an AR coating step of applying an AR (Anti-reflection) coating having a reflectance of 0.1% or more on the surface of the vertical cleavage surface; A refractory metal oxide layer made of oxide of chromium or titanium having a higher melting point than the solderable low melting point metal layer of the third layer is formed as the first layer on the outer periphery of the exposed bare fiber. A step of forming a melting point metal oxide layer; and, as a second layer on the outer periphery of the high melting point metal oxide layer, a high melting point metal layer made of chromium or titanium having a higher melting point than the solderable low melting point metal layer of the third layer. Forming a high melting point metal layer; and forming a solderable low melting point metal layer made of nickel, gold, a nickel-gold alloy, or a gold-based alloy as a third layer on the outer periphery of the high melting point metal layer. Melting point metal layer forming step; and a method for producing a metal-coated optical fiber, comprising: producing a metal-coated optical fiber.

【0007】上記第1観点の金属コート光ファイバの製
造方法によれば、上記各種の工程を用いることにより特
性のよい金属コート光ファイバを効率良く製造すること
ができる。また本発明により得られた金属コート光ファ
イバにおいては、第一層の高融点金属酸化物層は、無機
物光ファイバとの密着強度向上に寄与し、光ファイバ
(石英ガラス)との良好な密着性を得ることができる。
また第一層の高融点金属酸化物層および第二層の高融点
金属層は、はんだ防蝕層として寄与する。さらに第三層
は低温ではんだ付け可能とするための層で、第三層の低
融点金属は、第一層および第二層の高融点金属より低融
点であるので、低温ではんだ付けが可能となる。このた
め、金属コート光ファイバと封止用金属スリーブの接着
固定、および気密封止や金属コート光ファイバと光ファ
イバ付きピグテールタイプLDの実装基板に固定する際に
使用するはんだとなじみが良く好ましい。また、前記し
た各層の金属層を設けることで光ファイバ自身の強度に
も効果を及ぼす。光ファイバは、その保護被覆を剥離し
裸ファイバを露出させると強度が極端に低下するが、金
属薄膜層を形成させることにより裸ファイバの強度を高
めることができる。また、露出した裸ファイバの端部
に、光軸に対して90°フラットに劈開により切断され
て垂直劈開面が設けられ、更に垂直劈開面のフラット表
面上に反射率0.1%以上のARコーティング(以下、
ARコートと略記する)が施こされるので、金属コート
光ファイバは反射減衰量30dB以上を確保できる。従っ
て、本観点の製造方法により得られた金属コート光ファ
イバは、光ファイバ通信の光源に用いられ、LDと光ファ
イバがレンズおよび光アイソレータ等を介して光学的に
空間上で結合される光ファイバ付きピグテールタイプLD
用モジュールに搭載する光ファイバとして好適となる。
According to the method of manufacturing a metal-coated optical fiber of the first aspect, a metal-coated optical fiber having excellent characteristics can be efficiently manufactured by using the various steps described above. Further, in the metal-coated optical fiber obtained by the present invention, the refractory metal oxide layer of the first layer contributes to the improvement of the adhesion strength with the inorganic optical fiber, and the good adhesion with the optical fiber (quartz glass). Can be obtained.
Further, the refractory metal oxide layer of the first layer and the refractory metal layer of the second layer contribute as a solder anticorrosion layer. Furthermore, the third layer is a layer that enables soldering at low temperatures. Since the low melting point metal of the third layer has a lower melting point than the high melting point metals of the first and second layers, soldering at low temperature is possible. Becomes For this reason, it is preferable that the metal-coated optical fiber and the metal sleeve for sealing are bonded and fixed, and that the metal-coated optical fiber and the metal-coated optical fiber and the pigtail type LD with an optical fiber are fixed to the mounting substrate so that they are compatible with the solder. Further, by providing the above-mentioned metal layers, the strength of the optical fiber itself is also affected. Although the strength of the optical fiber is extremely reduced when the protective coating is peeled off to expose the bare fiber, the strength of the bare fiber can be increased by forming the metal thin film layer. In addition, a vertical cleavage surface is provided at the end of the exposed bare fiber by cleavage at 90 ° to the optical axis, and an AR having a reflectance of 0.1% or more is provided on the flat surface of the vertical cleavage surface. Coating (hereinafter,
Since it is abbreviated as AR coat), the metal-coated optical fiber can secure a return loss of 30 dB or more. Therefore, the metal-coated optical fiber obtained by the manufacturing method of the present aspect is used as a light source for optical fiber communication, and an optical fiber in which the LD and the optical fiber are optically coupled in space through a lens and an optical isolator. Pigtail type LD with
It is suitable as an optical fiber to be mounted on a module for use.

【0008】第2の観点として本発明は、前記垂直切断
工程;に続いて、前記垂直劈開面を火炎、電子ビームま
たは高パワーレーザにより熱研磨して残留傷を除去して
熱研磨垂直劈開面とする熱研磨工程;を付加したことを
特徴とする金属コート光ファイバの製造方法にある。上
記第2観点の製造方法では、火炎、電子ビーム等による
熱研磨工程;を付加したことにより垂直劈開面の残留傷
を除去することができ、光ファイバの劈開によるカット
面の残留傷の成長によるクラック発生を防止することが
できる。
As a second aspect of the present invention, following the vertical cutting step; the vertical cleavage surface is thermally polished by a flame, an electron beam or a high power laser to remove residual scratches, and the thermally polished vertical cleavage surface is obtained. And a heat-polishing step as described above is added. In the manufacturing method according to the second aspect, residual scratches on the vertical cleavage surface can be removed by adding a thermal polishing step using a flame, an electron beam, etc., and residual scratches on the cut surface due to cleavage of the optical fiber grow. It is possible to prevent cracking.

【0009】第3の観点として本発明は、前記ARコー
ト工程;に続いて、前記ARコート垂直劈開面またはA
Rコート熱研磨垂直劈開面に紫外線硬化樹脂を塗布・硬
化して保護樹脂を形成する保護樹脂形成工程;を付加し
たことを特徴とする金属コート光ファイバの製造方法に
ある。上記第3観点の製造方法を用いることにより、必
要時まで垂直劈開面を保護樹脂により保護することがで
きる。また光半導体モジュール等に組み込み、垂直劈開
面を保護する必要が無くなった場合は、保護樹脂を除去
して使用すればよい。なお保護樹脂の形成は高融点金属
酸化物層、高融点金属層等を設ける前に行うとARコー
ト垂直劈開面に前記金属酸化物層等が形成されないので
好適となる。
As a third aspect of the present invention, in the present invention, following the AR coating step, the AR coating vertical cleavage plane or A
In the method for producing a metal-coated optical fiber, an R-coat heat-polishing vertical protective surface is applied with a UV-curable resin to cure and form a protective resin. By using the manufacturing method of the third aspect, the vertical cleavage surface can be protected by the protective resin until necessary. When it is not necessary to protect the vertical cleavage surface by incorporating it into an optical semiconductor module or the like, the protective resin may be removed before use. It is preferable to form the protective resin before forming the refractory metal oxide layer, the refractory metal layer and the like, because the metal oxide layer and the like are not formed on the AR coat vertical cleavage surface.

【0010】第4の観点として本発明は、前記高融点金
属酸化物層形成工程;に続いて、前記第一層の高融点金
属酸化物層と第二層の高融点金属層の境界に、これら高
融点金属酸化物と高融点金属の混在層を形成させる混在
層形成工程;を付加したことを特徴とする金属コート光
ファイバの製造方法にある。上記第4観点の製造方法で
は、第一層の高融点金属酸化物層と第二層の高融点金属
層の境界に、高融点金属酸化物と高融点金属の混在層を
形成させることにより、第一層と第二層の層間の密着強
度を高めたはんだ防蝕層が得られる。
As a fourth aspect, the present invention provides the step of forming the refractory metal oxide layer; subsequently, at the boundary between the refractory metal oxide layer of the first layer and the refractory metal layer of the second layer, A mixed layer forming step of forming a mixed layer of these refractory metal oxide and refractory metal is added. In the manufacturing method of the fourth aspect, by forming a mixed layer of refractory metal oxide and refractory metal at the boundary between the refractory metal oxide layer of the first layer and the refractory metal layer of the second layer, A solder anticorrosion layer having an increased adhesion strength between the first layer and the second layer can be obtained.

【0011】第5の観点として本発明は、前記高融点金
属層形成工程;に続いて、前記第二層の高融点金属層と
第三層の低融点金属層の境界に、これら高融点金属と低
融点金属の合金層を形成させる合金層形成工程;を付加
した金属コート光ファイバの製造方法にある。上記第5
観点の金属コート光ファイバの製造方法では、第二層の
高融点金属層と第三層の低融点金属層の境界に、これら
二層の合金層を形成するので、低融点金属層のはんだく
われに起因する高融点金属層のはんだとの密着不良を防
止できる。また、第三層低融点金属がはんだにくわれて
も、合金層とはんだ層間の結合力が強いため、ファイバ
の鞘抜けは発生せず、ファイバ先端の位置の移動を防止
でき、金属コート光ファイバのケースへのYAG溶接後の
特性劣化がなくなり歩留改善が可能となる。
As a fifth aspect, the present invention provides the step of forming the refractory metal layer; followed by the step of forming the refractory metal layer at the boundary between the second refractory metal layer and the third refractory metal layer. And an alloy layer forming step of forming an alloy layer of a low melting point metal; 5th above
In the method for manufacturing a metal-coated optical fiber according to the aspect, since the alloy layer of these two layers is formed at the boundary between the high melting point metal layer of the second layer and the low melting point metal layer of the third layer, soldering of the low melting point metal layer is performed. It is possible to prevent poor adhesion of the high melting point metal layer to the solder due to cracking. In addition, even if the third layer low melting point metal gets into the solder, the strong bonding force between the alloy layer and the solder layer does not cause the sheath of the fiber to slip out, and it is possible to prevent the movement of the position of the fiber tip. It is possible to improve the yield by eliminating the deterioration of characteristics after YAG welding of the fiber to the case.

【0012】第6の観点として本発明は、第1、2、
3、4または第5観点の製造方法によって得られた金属
コート光ファイバまたは保護樹脂付き金属コート光ファ
イバを封止用金属スリーブに挿入し、該スリーブと金属
コート光ファイバを、はんだによって気密封止すること
を特徴とするスリーブ付き金属コート光ファイバの製造
方法にある。上記第6観点のスリーブ付き金属コート光
ファイバの製造方法では、封止用金属スリーブと金属コ
ート光ファイバを、はんだによって気密封止するので、
得られたスリーブ付き金属コート光ファイバは光半導体
モジュール用の部品として好ましく用いることができ
る。前記はんだとしては、通常のはんだでも良いが、高
温はんだが好ましい。
As a sixth aspect, the present invention provides first, second,
The metal-coated optical fiber or the metal-coated optical fiber with a protective resin obtained by the manufacturing method according to the third, fourth, or fifth aspect is inserted into a metal sleeve for sealing, and the sleeve and the metal-coated optical fiber are hermetically sealed with solder. And a method for manufacturing a metal-coated optical fiber with a sleeve. In the method for manufacturing a metal-coated optical fiber with a sleeve of the sixth aspect, since the sealing metal sleeve and the metal-coated optical fiber are hermetically sealed with solder,
The obtained metal-coated optical fiber with a sleeve can be preferably used as a component for an optical semiconductor module. The solder may be ordinary solder, but high temperature solder is preferable.

【0013】第7の観点として本発明は、光ファイバ通
信の光源に用いられ、レーザーダイオードと光ファイバ
がレンズおよび光アイソレータ等を介して光学的に空間
上で結合される光半導体モジュールの製造方法であっ
て、上記第7観点の製造方法によって得られたスリーブ
付き金属コート光ファイバの金属コート光ファイバ部を
基板にはんだによって直接固定し、また金属コート光フ
ァイバを内設した封止用金属スリーブをケースの一端と
高温はんだまたはYAGレーザ溶接によって直接固定し、
また保護樹脂付き金属コート光ファイバを使用した場合
は、この保護樹脂を最終的に除去することを特徴とする
光半導体モジュールの製造方法にある。上記第7観点の
光半導体モジュールの製造方法では、光半導体モジュー
ルの製造に上記スリーブ付き金属コート光ファイバを用
い、また、光ファイバ端面側のペルチェ素子付き基板へ
の固定点から離れたLDケース側面の位置に封止用金属ス
リーブを直接固定することができるので特性の良い光半
導体モジュールが得られる。
As a seventh aspect, the present invention is a method for manufacturing an optical semiconductor module used in a light source for optical fiber communication, in which a laser diode and an optical fiber are optically coupled in space through a lens, an optical isolator and the like. A metal sleeve for sealing, in which the metal-coated optical fiber portion of the metal-coated optical fiber with a sleeve obtained by the manufacturing method according to the seventh aspect is directly fixed to a substrate by soldering, and the metal-coated optical fiber is internally provided. Is directly fixed to one end of the case by high temperature soldering or YAG laser welding,
When a metal resin coated optical fiber with a protective resin is used, the protective resin is finally removed, which is a method of manufacturing an optical semiconductor module. In the method for manufacturing an optical semiconductor module according to the seventh aspect, the metal-coated optical fiber with a sleeve is used for manufacturing an optical semiconductor module, and an LD case side surface distant from a fixing point on a Peltier element-equipped substrate on the optical fiber end face side. Since the sealing metal sleeve can be directly fixed to the position, an optical semiconductor module having excellent characteristics can be obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の内容を、図に示す
実施の形態により更に詳細に説明する。なお、これによ
り本発明が限定されるものではない。図1は、本発明の
金属コート光ファイバの製造方法の一例を示すチャート
図である。図2は、熱研磨前後のファイバ劈開面の形状
の変化を示す電子顕微鏡写真であり、同図(a)はファ
イバ先端角度0°劈開後で熱研磨前の状態、同図(b)
は熱研磨として火炎熱研磨を行った状態,また同図
(c)は熱研磨として電子ビーム研磨を行った状態であ
る。図3は、本発明の金属コート光ファイバの製造方法
において、スパッタリングによる各種金属層の設け方を
示す略図であり、同図(a)はその概念図、また同図
(b)は得られた各種金属層を示す断面図である。図4
は、本発明の製造方法により得られた金属コート光ファ
イバの一例を示す略図であり、同図(a)は正面図、同
図(b)は右側面図、また同図(c)は同図(a)のa
−a部の断面図である。図5は、本発明の製造方法によ
り得られた保護樹脂付き金属コート光ファイバの一例を
示す正面図である。図6は、本発明の製造方法により得
られたスリーブ付き光ファイバの一例を示す縦断面図で
ある。図7は、ファイバ先端角度と反射減衰量の関係を
示す図表である。図8は、LD光入射面の反射減衰量を
示すチャート図である。図9は、金属膜の材質および膜
厚の違いによる密着強度を比較した図表である。図10
は、密着強度のバラツキ(実施例1:高融点酸化物層あ
り)を示すグラフ図である。図11は、密着強度のバラ
ツキ(比較例1:高融点酸化物層なし)を示すグラフ図
である。また図12は、本発明の製造方法により得られ
た光半導体モジュール(光ファイバ付きピグテールタイ
プLD用モジュール)の構成図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The contents of the present invention will be described below in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited to this. FIG. 1 is a chart showing an example of a method for producing a metal-coated optical fiber of the present invention. FIG. 2 is an electron micrograph showing the change in the shape of the fiber cleaved surface before and after thermal polishing. FIG. 2 (a) shows a state after the fiber tip angle of 0 ° cleavage and before thermal polishing, and FIG. 2 (b).
Shows a state where flame thermal polishing was performed as thermal polishing, and FIG. 6C shows a state where electron beam polishing was performed as thermal polishing. 3A and 3B are schematic diagrams showing how to provide various metal layers by sputtering in the method for producing a metal-coated optical fiber of the present invention. FIG. 3A is a conceptual diagram thereof and FIG. 3B is obtained. It is sectional drawing which shows various metal layers. Figure 4
FIG. 3A is a schematic view showing an example of a metal-coated optical fiber obtained by the manufacturing method of the present invention. FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a right side view, and FIG. A in Figure (a)
It is a sectional view of a portion-a. FIG. 5 is a front view showing an example of a metal resin coated optical fiber with a protective resin obtained by the manufacturing method of the present invention. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an example of an optical fiber with a sleeve obtained by the manufacturing method of the present invention. FIG. 7 is a chart showing the relationship between the fiber tip angle and the return loss. FIG. 8 is a chart showing the return loss on the LD light incident surface. FIG. 9 is a chart comparing adhesion strengths due to differences in material and film thickness of the metal film. Figure 10
FIG. 3 is a graph showing variations in adhesion strength (Example 1: with high melting point oxide layer). FIG. 11 is a graph showing variations in adhesion strength (Comparative Example 1: No refractory oxide layer). FIG. 12 is a configuration diagram of an optical semiconductor module (module for pigtail type LD with optical fiber) obtained by the manufacturing method of the present invention.

【0015】これらの図において、1は裸ファイバ、1
mは金属コート裸ファイバ部、2は保護被覆層、3は光
ファイバ素線、4は高融点金属の酸化物層(酸化クロ
ム)、4’は混合層、5は高融点金属層(クロム)、
5’は合金層、6ははんだ付け可能低融点金属層
(金)、7はARコート垂直劈開面(ARコート熱研磨
垂直劈開面)、10は金属コート光ファイバ、10jは
保護樹脂付き金属コート光ファイバ、11は封止用金属
スリーブ、12ははんだ封止部、20はスリーブ付き光
ファイバ、21はLDチッフ゜、22は焦光レンズ、23は光
アイソレータ、24は基板(ペルチェ素子付き基板)、
25はケース、26はアダプター、27は高温はんだ付
け部、30は光半導体モジュール(光ファイバ付きピグ
テールタイプLD用モジュール)、jは保護樹脂、またr
はARコートである。
In these figures, 1 is a bare fiber, 1
m is a metal-coated bare fiber portion, 2 is a protective coating layer, 3 is an optical fiber element wire, 4 is a refractory metal oxide layer (chromium oxide), 4'is a mixed layer, and 5 is a refractory metal layer (chrome). ,
5'is an alloy layer, 6 is a solderable low-melting metal layer (gold), 7 is an AR-coated vertical cleavage surface (AR-coated thermal polishing vertical cleavage surface), 10 is a metal-coated optical fiber, 10j is a metal coating with a protective resin. Optical fiber, 11 is a metal sleeve for sealing, 12 is a solder sealing portion, 20 is an optical fiber with a sleeve, 21 is an LD chip, 22 is a focal lens, 23 is an optical isolator, and 24 is a substrate (a substrate with a Peltier element). ,
25 is a case, 26 is an adapter, 27 is a high temperature soldering part, 30 is an optical semiconductor module (module for optical fiber pigtail type LD), j is a protective resin, and r
Is an AR coat.

【0016】−第1の実施の形態−(金属コート光ファ
イバの製造方法) 本発明の金属コート光ファイバの製造方法の一例につい
て図1のチャート図を用いて説明する。金属コート光フ
ァイバの製造工程は、先ずレーザーダイオード出射光軸
面と対向する側の光ファイバ表面の保護被覆層を剥離し
て裸ファイバを露出させる保護被覆層剥離工程f1;
と、露出した裸ファイバの端部を光軸に対して90°フ
ラットに劈開により切断して垂直劈開面を設ける垂直切
断工程f2;と、前記垂直劈開面の表面上に反射率0.
1%以上のAR(Anti-reflection)(無反射)コーティ
ングを施すARコート工程f3;と、前記露出した裸フ
ァイバの外周に第一層として、第三層のはんだ付け可能
低融点金属層より融点の高いクロムの酸化物またはチタ
ンの酸化物からなる高融点金属酸化物層を形成する高融
点金属酸化物層形成工程f4;と、前記高融点金属酸化
物層の外周に第二層として、第三層のはんだ付け可能低
融点金属層より融点の高いクロムまたはチタンからなる
高融点金属層を形成する高融点金属層形成工程f5;
と、前記高融点金属層の外周に第三層として、ニッケ
ル、金、ニッケル−金合金、または金系合金からなるは
んだ付け可能低融点金属層を形成する低融点金属層形成
工程f6;と、により金属コート光ファイバを製造す
る。前記斜め切断工程f2;に続いて、前記斜め劈開面
を火炎または電子ビームまたは高パワーレーザにより熱
研磨して残留傷を除去し、熱研磨斜め劈開面とする熱研
磨工程g1;を付加してもよい。また垂直切断工程f
2;または熱研磨工程g1;に続いて、前記垂直劈開面
または熱研磨垂直劈開面に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化
して保護樹脂を形成する保護樹脂形成工程g2;を付加
してもよい。(この場合は、保護樹脂付き金属コート光
ファイバとなる) また前記第一層の高融点金属酸化物層と第二層の高融点
金属層の境界に、これら高融点金属酸化物と高融点金属
の混在層を形成させる混在層形成工程g3;を付加して
もよい。また前記第二層の高融点金属層と第三層の低融
点金属層の境界に、これら高融点金属と低融点金属の合
金層を形成させる合金層形成工程g4;を付加してもよ
い。
-First Embodiment- (Method of Manufacturing Metal-Coated Optical Fiber) An example of the method of manufacturing the metal-coated optical fiber of the present invention will be described with reference to the chart of FIG. In the manufacturing process of the metal-coated optical fiber, first, the protective coating layer peeling step f1 in which the protective coating layer on the surface of the optical fiber opposite to the laser diode emission optical axis surface is peeled to expose the bare fiber;
And a vertical cutting step f2 in which the exposed end portion of the bare fiber is cut by cleavage at a flat angle of 90 ° with respect to the optical axis to provide a vertical cleavage plane; and a reflectance of 0.
AR coating step f3 of applying an AR (Anti-reflection) coating of 1% or more; and a melting point from a solderable low melting point metal layer of a third layer as a first layer on the outer periphery of the exposed bare fiber. High-melting-point metal oxide layer forming step f4 for forming a high-melting-point metal oxide layer made of a high-melting-point chromium oxide or titanium oxide; and as a second layer on the outer periphery of the high-melting point metal oxide layer. Refractory metal layer forming step f5 for forming a refractory metal layer of chromium or titanium having a melting point higher than that of the three solderable low melting point metal layers;
A low melting point metal layer forming step f6 for forming a solderable low melting point metal layer made of nickel, gold, a nickel-gold alloy or a gold-based alloy as a third layer on the outer periphery of the high melting point metal layer; To produce a metal-coated optical fiber. Subsequent to the oblique cutting step f2; a thermal polishing step g1; in which the oblique cleavage surface is thermally polished by a flame, an electron beam, or a high power laser to remove residual scratches, and a thermal polishing oblique cleavage surface is formed. Good. Also, vertical cutting step f
2; or the thermal polishing step g1; a protective resin forming step g2 of applying and curing an ultraviolet curable resin on the vertical cleavage surface or the thermal polishing vertical cleavage surface to form a protective resin may be added. (In this case, it becomes a metal-coated optical fiber with a protective resin) Further, at the boundary between the refractory metal oxide layer of the first layer and the refractory metal layer of the second layer, these refractory metal oxide and refractory metal The mixed layer forming step g3; for forming the mixed layer may be added. Further, an alloy layer forming step g4 for forming an alloy layer of the high melting point metal and the low melting point metal may be added to the boundary between the high melting point metal layer of the second layer and the low melting point metal layer of the third layer.

【0017】−第2の実施の形態−(金属コート光ファ
イバの製造方法具体例) 金属コート光ファイバの製造方法の具体例について図1
〜図5を用いて説明する。先ず、光ファイバ素線3を用
い、LD出射光軸面と対向する側の光ファイバ表面の保護
被覆層2を剥離して裸ファイバ1を露出させた。(保護
被覆層剥離工程f1) 次に、前記裸ファイバ露出部分のLD出射光軸面と対向す
る先端部分の裸ファイバ1表面をダイヤモンドカッター
により傷を付け、露出した裸ファイバ2の端部が鏡面状
態とされたフラット垂直劈開面を形成した。(垂直切断
工程f2)光ファイバ(裸ファイバ)に垂直劈開面を得
る切断方法としては、非常に硬い刃、例えばダイヤモン
ドカッターの刃を光ファイバ軸に対して直角方向に直線
駆動させて光ファイバ側面の一端に微少な初期傷を付け
た後、この傷が曲げの外側になるように光ファイバに曲
げ応力を付加すると、初期傷からファイバが劈開して垂
直端面が得られる。この切断方法では、ファイバの側面
の一端に傷を付け劈開させることにより簡単にカット端
面の鏡面状態が得られるので、従来のような光ファイバ
素線のフェルール挿入・接着・端面研磨といった工程を
削減できる。次に、前記垂直劈開面7のエッジ部を火炎
または電子ビームまたは高パワーレーザなどにより熱研
磨を施し、ファイバ端面の傷を除去し、熱研磨垂直劈開
面とした(熱研磨工程g1)。この熱研磨を施す理由
は、ダイヤモンドカッターにより付けた劈開時のエッジ
の傷(劈開傷)は劈開後にも端面のエッジに残り、この
傷からクラックが成長する恐れがあり、そこで、ファイ
バ端面の熱研磨をすればこの傷の除去は可能であり、長
期信頼性が得られるためである。図2に熱研磨前後のフ
ァイバ先端劈開面の電子顕微鏡写真を示しているが、こ
の写真から明らかなように、熱研磨することによって劈
開傷がきれいに除去されることが分かる。次に、前記熱
研磨垂直劈開面にARコートrを形成してARコート垂
直劈開面7とした(ARコート工程f3)。このARコ
ートrの形成は、フラット垂直劈開面に2種類の物質
(SiO2,TiO2)を1/4波長の厚みで交互に積層
して4層膜とした。次に、裸ファイバ1の側面のみに第
一層の高融点金属の酸化物層4、第二層の高融点金属層
5、第三層の低融点金属層6、混在層4’、および合金
層5’を順次形成させるが、この際裸ファイバ1の先端
のARコート垂直劈開面7にこれらの金属薄膜層を形成
させないために、この部分にあらかじめ紫外線硬化樹脂
を塗布・硬化して保護樹脂jを形成した(保護樹脂形成
工程g2)。次に、前記露出した裸ファイバ1の外周に
第一層として高融点金属の酸化物層4をスパッタリング
により形成した(高融点金属酸化物層形成工程f4)。
前記酸化物層4としては、酸化クロム(CrO2)を使
用した。次に、前記酸化物層4の外周に第二層として高
融点金属層5をスパッタリングにより形成した(高融点
金属層形成工程f5)。前記高融点金属層5としては、
クロム(Cr)を使用した。次に、前記高融点金属層5
の外周に第三層としてはんだ付け可能低融点金属層6を
スパッタリングにより形成した(低融点金属層形成工程
f6)。前記低融点金属層6としては、低温ではんだ付
け可能な金(Au)を使用した。前記各スパッタリング
は、図3(a)の概念図に示すように、酸化クロム4、
クロム5、金6を順次所定時間,所定量スパッタリング
することにより、前記酸化物層4と高融点金属層5の境
界にはこれらの金属の混合層4’が形成され、また、前
記高融点金属層5と低融点金属層6の境界にはこれらの
金属の合金層5’が形成されるものである。なお、スパ
ッタリングの代わりに電気めっきを使用して前記各金属
層を形成することもできる。以上により図5に示す保護
樹脂付き金属コート光ファイバ10jが得られる。ま
た、前記保護樹脂付き金属コート光ファイバ10jより
保護樹脂jを除去することにより図4に示す金属コート
光ファイバ10が製造できる。
-Second Embodiment- (Specific Example of Manufacturing Method of Metal Coated Optical Fiber) Specific Example of Manufacturing Method of Metal Coated Optical Fiber FIG.
~ It demonstrates using FIG. First, the bare optical fiber 1 was exposed by peeling the protective coating layer 2 on the surface of the optical fiber on the side facing the LD emission optical axis surface using the optical fiber strand 3. (Protective coating layer peeling step f1) Next, the surface of the bare fiber 1 at the tip portion facing the LD output optical axis surface of the bare fiber exposed portion is scratched with a diamond cutter, and the exposed end portion of the bare fiber 2 is a mirror surface. The flat vertical cleavage plane was formed. (Vertical cutting step f2) As a cutting method for obtaining a vertical cleavage plane in an optical fiber (bare fiber), a very hard blade, for example, a diamond cutter blade is linearly driven in a direction perpendicular to the optical fiber axis to form a side surface of the optical fiber. After making a small initial scratch on one end of the fiber, bending stress is applied to the optical fiber so that this scratch is outside the bend, and the fiber is cleaved from the initial scratch to obtain a vertical end face. In this cutting method, the mirror surface state of the cut end surface can be easily obtained by scratching and cleaving one end of the side surface of the fiber, so the conventional processes such as ferrule insertion / bonding / end surface polishing of the optical fiber strand are reduced. it can. Next, the edge portion of the vertical cleavage plane 7 was subjected to thermal polishing with a flame, an electron beam, a high power laser or the like to remove scratches on the end face of the fiber to form a thermal polishing vertical cleavage plane (thermal polishing step g1). The reason for this thermal polishing is that scratches (cleavage scratches) on the edge during cleavage made with a diamond cutter may remain on the edge of the end face even after cleavage, and cracks may grow from these scratches. This is because the scratches can be removed by polishing and long-term reliability can be obtained. FIG. 2 shows electron microscope photographs of the cleaved surface of the fiber tip before and after thermal polishing. As is clear from this photograph, it can be seen that the thermal cleavage cleanly removes the cleavage scratches. Next, an AR coat r was formed on the heat-polished vertical cleavage surface to form an AR coat vertical cleavage surface 7 (AR coating step f3). The AR coat r was formed by alternately stacking two kinds of substances (SiO 2 and TiO 2 ) on the flat vertical cleavage plane at a thickness of ¼ wavelength to form a four-layer film. Next, only on the side surface of the bare fiber 1, the first-layer high-melting-point metal oxide layer 4, the second-layer high-melting-point metal layer 5, the third-layer low-melting-point metal layer 6, the mixed layer 4 ′, and the alloy. Layers 5'are sequentially formed. At this time, in order to prevent these metal thin film layers from being formed on the AR-coated vertical cleavage surface 7 at the tip of the bare fiber 1, an ultraviolet curing resin is applied and cured in advance on this portion to form a protective resin. j was formed (protective resin forming step g2). Then, a refractory metal oxide layer 4 was formed as a first layer on the exposed outer circumference of the bare fiber 1 by sputtering (refractory metal oxide layer forming step f4).
As the oxide layer 4, chromium oxide (CrO2) was used. Next, a refractory metal layer 5 was formed as a second layer on the outer periphery of the oxide layer 4 by sputtering (refractory metal layer forming step f5). As the refractory metal layer 5,
Chromium (Cr) was used. Next, the refractory metal layer 5
A solderable low-melting point metal layer 6 was formed as a third layer on the outer periphery of by sputtering (low-melting point metal layer forming step f6). As the low melting point metal layer 6, gold (Au) which can be soldered at a low temperature was used. As shown in the conceptual diagram of FIG.
A mixed layer 4'of these metals is formed at the boundary between the oxide layer 4 and the refractory metal layer 5 by sputtering chromium 5 and gold 6 successively for a predetermined time and by a predetermined amount. At the boundary between the layer 5 and the low melting point metal layer 6, an alloy layer 5 ′ of these metals is formed. In addition, instead of sputtering, electroplating may be used to form each of the metal layers. As described above, the metal-coated optical fiber 10j with a protective resin shown in FIG. 5 is obtained. Further, by removing the protective resin j from the metal-coated optical fiber 10j with the protective resin, the metal-coated optical fiber 10 shown in FIG. 4 can be manufactured.

【0018】本発明の製造方法により得られた金属コー
ト光ファイバ10では、光ファイバの保護被覆2を除去
した裸ファイバ1の外周面に、第三層の低融点金属6よ
り高融点の金属酸化物層4として酸化クロムまたは酸化
チタンの第一層を形成して裸ファイバ1表面と金属酸化
物層4の結合力を強固にした後、第二層としてクロムま
たはチタンの高融点金属層5を形成してある。更に第一
層と第二層の境界には、高融点金属酸化物4と高融点金
属5の混在層4’を形成することにより、両層間の結合
力を高めることができ、これによりはんだくわれを防
ぐ。さらに第三層としてはんだ濡れ性が良好で第一層お
よび第二層の高融点金属より低融点のニッケル、金、ニ
ッケル−金合金、または金系合金のはんだ付け可能低融
点金属層6が形成される。さらに第二層と第三層の境界
には、両層の金属が混在する合金層5’を形成すること
により、光半導体モジュールの製造時等に、第三層の低
融点金属6がはんだにくわれても、合金層5’と低融点
金属層6間の結合力が強いため、ファイバの鞘抜けは発
生せず、ファイバ先端の位置の移動を防止でき、はんだ
付けまたは溶接後の特性劣化が無くなり歩留改善が可能
となる。また、裸ファイバ表面に形成する前記各種の金
属層は、高温はんだにより光ファイバを、光ファイバ付
きピグテールタイプLDの実装基板への固定および封止を
可能にするためと、裸ファイバの強度向上のために形成
するものである。なお、裸ファイバに1μm以下の単一金
属層を形成した場合は、はんだ溶接中に金属層がはんだ
にくわれてしまい、ファイバとはんだが界面で接触する
ため、界面での結合力が弱く鞘抜け状態になりやすく、
ファイバ先端が移動しやすくなる。
In the metal-coated optical fiber 10 obtained by the manufacturing method of the present invention, metal oxide having a melting point higher than that of the low melting point metal 6 of the third layer is formed on the outer peripheral surface of the bare fiber 1 from which the protective coating 2 of the optical fiber is removed. After forming a first layer of chromium oxide or titanium oxide as the material layer 4 to strengthen the binding force between the surface of the bare fiber 1 and the metal oxide layer 4, a refractory metal layer 5 of chromium or titanium is formed as the second layer. Has been formed. Furthermore, by forming a mixed layer 4 ′ of the refractory metal oxide 4 and the refractory metal 5 at the boundary between the first layer and the second layer, the bonding force between the two layers can be increased, which allows soldering. Prevent me. Further, as the third layer, a solderable low melting point metal layer 6 of nickel, gold, nickel-gold alloy or gold alloy having good solder wettability and having a lower melting point than the high melting point metals of the first and second layers is formed. To be done. Further, by forming an alloy layer 5'in which the metals of both layers are mixed at the boundary between the second layer and the third layer, the low melting point metal 6 of the third layer is soldered at the time of manufacturing an optical semiconductor module. Even if it is broken, since the binding force between the alloy layer 5 ′ and the low melting point metal layer 6 is strong, the sheath of the fiber does not come off, the movement of the position of the fiber tip can be prevented, and the characteristic deterioration after soldering or welding. Will be eliminated and the yield can be improved. The various metal layers formed on the surface of the bare fiber enable the optical fiber to be fixed and sealed to the mounting board of the pigtail type LD with the optical fiber by high temperature soldering, and to improve the strength of the bare fiber. It is formed for this purpose. If a single metal layer with a thickness of 1 μm or less is formed on the bare fiber, the metal layer will be broken by the solder during solder welding, and the fiber and solder will come into contact with each other at the interface, resulting in a weak bonding force at the interface and a sheath. It is easy to get out,
The fiber tip becomes easy to move.

【0019】−ARコート垂直劈開面とする理由につい
て− LD出射面と対向する光ファイバ先端面が光軸に対して
垂直の場合、反射戻り光が大きくなってしまう。図7
に、光軸に対する光ファイバ先端の傾斜面の角度(光フ
ァイバ先端角度)と、光ファイバにレーザー光を入射し
たときの反射減衰量の表を示す。光軸に対する光ファイ
バ先端角度が小さいと反射戻り光が大きくなり、先端角
度が大きいと入射効率が悪くなることが分かる。なお、
ギガビットオーダーの伝送システムでは、反射減衰量を
50dB以上にする必要がある。
-Regarding the reason why the AR-coated vertical cleavage surface is used-When the end surface of the optical fiber facing the LD emission surface is perpendicular to the optical axis, the reflected return light becomes large. Figure 7
Shows a table of the angle of the inclined surface of the optical fiber tip with respect to the optical axis (optical fiber tip angle) and the return loss when laser light is incident on the optical fiber. It can be seen that when the tip angle of the optical fiber with respect to the optical axis is small, the reflected return light becomes large, and when the tip angle is large, the incidence efficiency becomes poor. In addition,
In a transmission system of the gigabit order, the return loss is
It should be 50 dB or more.

【0020】図8にLD光入射面の反射減衰量のチャート
図を示す。同図(a)は、LDへの反射戻り光によって発
生する150Mbpsのシグナル上に生じるノイズの状態を示
した図である。反射減衰量が35dBでは、いずれもギガヘ
ルツオーダーのノイズを発生する。また同図(b)は、
反射減衰量を50dB以上にしたときの同一シグナルのノイ
ズ発生状態を示し、ギガヘルツオーダーのノイズは消滅
する。またアイソレータを中間に挿入する場合は、ファ
イバからの戻り光がアイソレータを通過して戻る反射減
衰量が40dB以上確保できれば、同図(c)に示すような
ノイズの小さいパルスが得られ、このときの組み合わせ
反射減衰量は55dBとなる。またアイソレータの性能を25
dBとすれば、ファイバからの反射減衰量は25dB以上確保
できればよいことになる。前記図表7より、LD出射面と
対向する光ファイバ先端端面が光軸に対して垂直(ファ
イバ先端角度 0°)の場合、規定の反射減衰量が得ら
れない。そこで、光ファイバ先端(垂直劈開面)に反射
率0.1%以上のARコートrを形成してARコート垂直劈
開面7とするものである。これにより反射減衰量30dB以
上となり、規定の反射減衰量を確保できる。
FIG. 8 shows a chart of the return loss on the LD light incident surface. FIG. 7A is a diagram showing a state of noise generated on a signal of 150 Mbps generated by the reflected return light to the LD. When the return loss is 35 dB, noise of gigahertz order is generated in each case. In addition, FIG.
It shows the noise generation state of the same signal when the return loss is 50 dB or more, and the gigahertz order noise disappears. When an isolator is inserted in the middle, if the return loss from the fiber passes through the isolator and the return loss of 40 dB or more is secured, a pulse with small noise as shown in FIG. The combined return loss of is 55 dB. In addition, the performance of the isolator is 25
In dB, the return loss from the fiber should be 25 dB or more. As shown in the above chart 7, when the end face of the optical fiber facing the LD emission face is perpendicular to the optical axis (fiber tip angle 0 °), the specified return loss cannot be obtained. Therefore, the AR coat r having a reflectance of 0.1% or more is formed on the tip of the optical fiber (vertical cleavage plane) to form the AR coat vertical cleavage plane 7. As a result, the return loss becomes 30 dB or more, and the specified return loss can be secured.

【0021】−第3の実施の形態−(金属膜の材質およ
び膜厚の違いによる密着強度比較の実施例)(比較例付
き) 図9は、金属膜の材質および膜厚の違いによる密着強度
を比較した表であり、光ファイバ(裸ファイバ)の外周
に実施例1、比較例1〜3の異なる金属材質および膜厚
で金属層をスパッタリングにより設けたときの密着強度
を比較したものである。なお密着強度は、高温はんだを
用いて実施例1、比較例1〜3の金属コート光ファイバ
を配線パターンにはんだ付け後、密着強度(N)を測定
したものである。また、図10に実施例1の金属コート
光ファイバの密着強度分布を示す。また、図11に比較
例1の金属コート光ファイバの密着強度分布のグラフを
示す。これらの図表およびグラフ図より、良い密着強度
を安定して得られる条件は実施例1の金属膜の材質およ
び膜厚であるといえる。更に比較結果を示すと次のよう
になる。 実施例1:酸化クロム層のため平均密着強度24.5Nの強
度が安定して得られた。 比較例1:第1層に酸化クロム層が無いため密着強度に
ばらつきが生じた。 比較例2:1・2層間が無いため比較例1より若干劣
る。 比較例3:平均密着強度10.0Nと低くファイバの鞘抜け
が生じた。
-Third Embodiment- (Example of Comparison of Adhesion Strength Due to Difference in Material and Thickness of Metal Film) (with Comparative Example) FIG. 9 shows adhesion strength due to difference in material and thickness of metal film. 2 is a table comparing the adhesion strengths when the metal layers are provided on the outer circumference of the optical fiber (bare fiber) with different metal materials and film thicknesses of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 by sputtering. . The adhesion strength is obtained by measuring the adhesion strength (N) after soldering the metal-coated optical fibers of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 to the wiring pattern using high temperature solder. Further, FIG. 10 shows the adhesion strength distribution of the metal-coated optical fiber of Example 1. Further, FIG. 11 shows a graph of the adhesion strength distribution of the metal-coated optical fiber of Comparative Example 1. From these charts and graphs, it can be said that the conditions under which good adhesion strength can be stably obtained are the material and film thickness of the metal film of Example 1. Further comparison results are as follows. Example 1: Due to the chromium oxide layer, the average adhesion strength of 24.5 N was stably obtained. Comparative Example 1: Since there was no chromium oxide layer in the first layer, the adhesive strength varied. Comparative Example 2: A little inferior to Comparative Example 1 due to the absence of 1.2 layers. Comparative Example 3: The average adhesion strength was as low as 10.0 N, and the sheath of the fiber was removed.

【0022】−第4の実施の形態−(スリーブ付き光フ
ァイバの製造方法) 本発明のスリーブ付き光ファイバの製造方法の一例につ
いて、図6を用いて説明する。上記実施例1により得ら
れた金属コート光ファイバ10を封止用金属スリーブ1
1に挿入し、スリーブの端部において高温はんだを用い
て封止し、はんだ封止部12を設けてスリーブ付き光フ
ァイバ20を製造した。このスリーブ付き光ファイバは
光半導体モジュールに好ましく用いることができる。通
常、光ファイバ外径に対するコア偏芯は0.2μm程度であ
り、例えば金属層を1μmの肉厚で設けてもコア偏芯は0.
5μm以内に収まるので、光ファイバ単体のコア偏芯は保
たれ、光軸調芯が短時間で済み、コストダウンが可能に
なる。なお、従来用いられていた光ファイバ付きフェル
ールは複合された部品で、ファイバとフェルールの偏芯
によりコア偏芯は大きくなってしまうので、高精度な高
価なフェルールを必要とする。
-Fourth Embodiment- (Method for Manufacturing Optical Fiber with Sleeve) An example of a method for manufacturing the optical fiber with sleeve according to the present invention will be described with reference to FIG. The metal sleeve 1 for sealing the metal-coated optical fiber 10 obtained in Example 1 above.
1 and the end of the sleeve was sealed with high temperature solder, and a solder sealing portion 12 was provided to manufacture a sleeved optical fiber 20. This optical fiber with a sleeve can be preferably used for an optical semiconductor module. Usually, the core eccentricity with respect to the outer diameter of the optical fiber is about 0.2 μm, and even if the metal layer is provided with a thickness of 1 μm, the core eccentricity is 0.
Since it is within 5 μm, the core eccentricity of the optical fiber itself is maintained, the optical axis alignment is completed in a short time, and the cost can be reduced. The conventionally used ferrule with an optical fiber is a composite component, and the core eccentricity increases due to the eccentricity of the fiber and the ferrule, so a highly accurate and expensive ferrule is required.

【0023】−第5の実施の形態−(光半導体モジュー
ルの製造方法) 本発明の光半導体モジュール(光ファイバ付きピグテー
ルタイプLD用モジュール)製造方法について、図12を
用いて説明する。本発明の光半導体モジュール30で
は、LDチッフ゜21と、このLDチッフ゜21と光学的に結合さ
れ、レーザ光を内部伝送する金属コート光ファイバ10
と、LDチッフ゜21を搭載する基板(ペルチェ素子付き基
板)24と、この基板24にLDチッフ゜21と一緒に搭載さ
れる図6に示すスリーブ付き光ファイバ20のはんだ封
止部12で封止され、金属スリーブ11に挿入されてい
る金属コート光ファイバ10とを光学的に結合させる焦
光レンズ22と、このレンズ22と金属コート光ファイ
バ10間に設置された光アイソレータ23と、基板24
を収納するケース25とで構成されている。光半導体モ
ジュールの製造においては、ケース25壁面に設置され
たアダプター26に金属スリーブ11を溶接した。また
LDチップ21の出射光軸面と対向する金属コート光ファ
イバ10の先端部分の金属コート裸ファイバ部は光学的
結合率が最大となる位置で調芯し、高温はんだを用い、
基板24に高温はんだ付け部27で直接固定した。ま
た、封止用金属スリーブ11は、金属コート光ファイバ
10の基板24への高温はんだ付け部27から離れたフ
ァイバの位置に設けた。更に、LD側のスリーブ端面と金
属層を設けたファイバ表面間を高温はんだで固定した。
前記高温はんだとしては、金−20%錫、または10%
錫−90%鉛はんだを用いた。その結果、封止用金属ス
リーブ11と前記ケース25壁面に設置されたアダプタ
ー26間の溶接中に発生する熱によりファイバの固定位
置がずれることが無く、調芯時と同一の特性が得られ、
ピグテールタイプLD相互間のばらつきが少なくなり、歩
留が改善できた。更に詳しく説明すると、LDチップ21
の出射光軸面と対向する金属コート光ファイバ10の先
端部分は裸ファイバ1表面に各種金属層を形成してある
ので、光学的結合率が最大となる位置で調芯し、ペルチ
ェ素子付き基板24に高温はんだで直接固定することが
できた。この結果、高温はんだ付け部27より離れたフ
ァイバの位置に封止用金属スリーブ11を設けられるの
で、LDチップ21側スリーブ端面と金属層を設けたファ
イバ表面間を高温はんだにより固定することにより、金
属スリーブ11とケース25壁面に設置されたアダプタ
ー26間の溶接中に発生する熱によりファイバの固定位
置がずれることなく、調芯時と同一の特性が得られ、ピ
グテールタイプLD相互間のばらつきが少なくなり、歩留
が改善できた。また、光ファイバ外径に対するコア偏芯
は0.2μm程度であり、金属層を1μmの肉厚で設けてもコ
ア偏芯は0.5μm以下に収まるので、光軸調芯が短時間で
すみ、コストダウンが可能となった。なお、裸ファイバ
に1μm以下の単一金属層を形成した場合、はんだ接合時
に金属層がはんだにくわれてしまい、ファイバとはんだ
が界面で接触するため、界面での結合力が弱く鞘抜け状
態になりやすく、ファイバ先端位置が移動しやすくな
る。上記実施形態においては、LDと光ファイバとの光学
的結合をレンズと光アイソレータで行う光ファイバ付き
ピグテールタイプLDの製造方法において、光ファイバに
は本発明の金属コート光ファイバを使用した例を説明し
たが、金属コート光ファイバの使用形態はこれに限らな
い。すなわち、半導体素子としてLDとフォトダイオード
の両方を備えている光ファイバ付きピグテールタイプLD
や、レンズの数の異なる結合光学系の製造方法でも、上
記実施形態と同様の製造方法を適用することが出来るの
で、これらの場合も同様の効果を得ることが出来る。
-Fifth Embodiment- (Method for Manufacturing Optical Semiconductor Module) A method for manufacturing an optical semiconductor module (module for pigtail type LD with optical fiber) of the present invention will be described with reference to FIG. In the optical semiconductor module 30 of the present invention, the LD chip 21 and the metal-coated optical fiber 10 which is optically coupled to the LD chip 21 and internally transmits the laser light.
And a substrate (substrate with Peltier element) 24 on which the LD chip 21 is mounted, and a solder sealing portion 12 of the optical fiber 20 with a sleeve shown in FIG. 6 mounted on the substrate 24 together with the LD chip 21 and sealed. , A focusing lens 22 for optically coupling the metal-coated optical fiber 10 inserted in the metal sleeve 11, an optical isolator 23 installed between the lens 22 and the metal-coated optical fiber 10, and a substrate 24.
And a case 25 for storing the. In the manufacture of the optical semiconductor module, the metal sleeve 11 is welded to the adapter 26 installed on the wall surface of the case 25. Also
The metal-coated bare fiber portion of the tip portion of the metal-coated optical fiber 10 facing the emission optical axis surface of the LD chip 21 is aligned at a position where the optical coupling rate is maximum, and high-temperature solder is used.
It was directly fixed to the substrate 24 by the high temperature soldering portion 27. Further, the sealing metal sleeve 11 is provided at a position of the fiber which is separated from the high temperature soldering portion 27 of the metal coated optical fiber 10 to the substrate 24. Furthermore, the end surface of the sleeve on the LD side and the surface of the fiber provided with the metal layer were fixed with high temperature solder.
As the high temperature solder, gold-20% tin, or 10%
Tin-90% lead solder was used. As a result, the fixing position of the fiber does not shift due to heat generated during welding between the sealing metal sleeve 11 and the adapter 26 installed on the wall surface of the case 25, and the same characteristics as those at the time of alignment can be obtained.
The variation between pigtail type LDs was reduced and the yield was improved. More specifically, the LD chip 21
Since various metal layers are formed on the surface of the bare fiber 1 at the tip portion of the metal-coated optical fiber 10 which faces the emission optical axis surface of, the substrate with the Peltier element is aligned at the position where the optical coupling rate is maximum. It was possible to fix directly to No. 24 with high temperature solder. As a result, since the sealing metal sleeve 11 can be provided at the position of the fiber away from the high temperature soldering portion 27, by fixing between the LD chip 21 side sleeve end surface and the fiber surface provided with the metal layer with high temperature solder, Due to the heat generated during welding between the metal sleeve 11 and the adapter 26 installed on the wall surface of the case 25, the fixed position of the fiber does not shift, and the same characteristics as at the time of alignment can be obtained, and variations between pigtail type LDs can be obtained. It was reduced and the yield was improved. In addition, the core eccentricity to the outer diameter of the optical fiber is about 0.2 μm, and even if the metal layer is provided with a thickness of 1 μm, the core eccentricity is less than 0.5 μm, so the optical axis alignment can be done in a short time, and the cost is low. Down is now possible. When a single metal layer with a thickness of 1 μm or less is formed on the bare fiber, the metal layer gets stuck in the solder during soldering, and the fiber and solder come into contact with each other at the interface. And the position of the fiber tip becomes easy to move. In the above embodiment, in the method of manufacturing a pigtail type LD with an optical fiber that optically couples the LD and the optical fiber with a lens and an optical isolator, an example in which the metal-coated optical fiber of the present invention is used as the optical fiber is described. However, the usage of the metal-coated optical fiber is not limited to this. That is, a pigtail type LD with an optical fiber that has both an LD and a photodiode as a semiconductor element.
Also, since the same manufacturing method as that of the above-described embodiment can be applied to the manufacturing method of the coupling optical system having the different number of lenses, the same effect can be obtained in these cases.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、LDと光ファ
イバを光学的に結合させるLDモジュールにおいて、LD出
射光軸面と対向する側の光ファイバ表面の保護被覆層を
剥離すると共に該裸ファイバ外周面接触層として第一層
の高融点金属の酸化物層を形成し、第二層として高融点
金属層を形成した後、第三層としてはんだ付け可能低融
点金属を形成することにより、光ファイバ素線の強度を
高めることができ、密着性に優れ、はんだ付け可能とな
る効果があった。前記第一層および第二層の高融点金属
としては、第三層のはんだ付け金属層より融点の高いク
ロムまたはチタンを使用しているので、第一層の高融点
金属酸化物層は無機物光ファイバと密着強度を向上さ
せ、第二層の高融点金属層ははんだ防蝕層としての効果
があった。また、前記第一層の高融点金属酸化物層およ
び第二層の高融点金属層において、第一層と第二層の境
界は高融点金属酸化物と高融点金属を混在させることで
これら二層間の密着強度を高めることができるようにな
った。また、前記第三層の低融点金属としては、第一層
および第二層の高融点金属より低融点であるニッケル、
金等を用いることにより、低温ではんだ付け可能となっ
た。また、前記第三層の低融点金属層と第二層の高融点
金属層の境界は、これら二層の合金層を形成することに
より、第三層の低融点金属層のはんだくわれによる第二
層の高融点金属層のはんだとの密着不良を防止する効果
があった。従って、上記各種の金属層を形成することに
より、はんだ付け中に金属層がはんだにくわれてファイ
バとはんだが界面で接触することによる、鞘抜け現象の
発生を防止することができるようになった。また、露出
した裸ファイバ端部を光軸に対し90°フラットに劈開切
断することにより端面の鏡面状態を得ることができ、更
に垂直劈開面に反射率0.1%以上のARコートを施すこと
により、反射減衰量30dB以上の良好な反射減衰量を達成
できるので、従来のような光ファイバ素線のフェルール
挿入・接着・端面研磨による先端形成が不要となり、加
工工数が削減でき、部品のコストダウンが可能となっ
た。また、光ファイバの劈開によるカット面の残留傷
を、熱研磨、例えば火炎、電子ビームなどによって除去
することにより、残留傷の成長によるクラック発生を防
止でき、長期信頼性のあるLDモジュールが得られるよう
になった。また、前記金属コート光ファイバを封止用金
属スリーブに挿入し、該スリーブと金属コート光ファイ
バを、はんだによって気密封止することにより、特性の
良いスリーブ付き光ファイバが得られるようになった。
また、LDモジュールにおいて、光ファイバ端面側のペル
チェ素子付き基板への固定点から離れたLDケースの位置
に封止用金属スリーブを溶接固定することができ、更に
金属コート光ファイバと封止用金属スリーブは、LD側ス
リーブ端面と金属層を設けたファイバ表面間を高温はん
だによって気密封止することが出来るようになった。そ
のため、LDモジュールの製造方法において、これに搭載
する光ファイバには前記金属コート光ファイバを用いる
ことにより、装置全体の加工工数および部品点数を低減
することができ、これによりLDモジュールの低コスト化
と信頼性の向上を達成できるようになった。従って、本
発明は産業上に寄与する効果が極めて大である。
According to the manufacturing method of the present invention, in the LD module for optically coupling the LD and the optical fiber, the protective coating layer on the surface of the optical fiber on the side facing the LD emission optical axis surface is peeled off and By forming the oxide layer of the high melting point metal of the first layer as the bare fiber outer peripheral surface contact layer, forming the high melting point metal layer as the second layer, and then forming the solderable low melting point metal as the third layer. The strength of the optical fiber strand can be increased, the adhesion is excellent, and soldering can be performed. As the refractory metal of the first layer and the second layer, since chromium or titanium having a higher melting point than the soldering metal layer of the third layer is used, the refractory metal oxide layer of the first layer is an inorganic material The adhesion strength with the fiber was improved, and the second refractory metal layer had an effect as a solder anticorrosion layer. In the refractory metal oxide layer of the first layer and the refractory metal layer of the second layer, the boundary between the first layer and the second layer is formed by mixing refractory metal oxide and refractory metal. It has become possible to increase the adhesion strength between layers. The low melting point metal of the third layer, nickel having a lower melting point than the high melting point metal of the first layer and the second layer,
It became possible to solder at low temperature by using gold or the like. Further, the boundary between the low melting point metal layer of the third layer and the high melting point metal layer of the second layer is formed by forming an alloy layer of these two layers so that There was an effect of preventing poor adhesion of the two high melting point metal layers to the solder. Therefore, by forming the above-mentioned various metal layers, it is possible to prevent the occurrence of the sheath omission phenomenon due to the metal layer being entangled in the solder during soldering and the fiber and the solder contacting each other at the interface. It was Further, the exposed bare fiber end can be cleaved by 90 ° flat with respect to the optical axis to obtain a mirror state of the end face, and by further applying an AR coat having a reflectance of 0.1% or more to the vertical cleaved face, Since it is possible to achieve a good return loss of 30 dB or more, it is not necessary to insert the ferrule of the optical fiber strand, adhere to it, and form the tip by polishing the end face, which reduces the number of processing steps and reduces the cost of parts. It has become possible. Further, by removing residual scratches on the cut surface due to the cleavage of the optical fiber by thermal polishing, for example, flame, electron beam, etc., it is possible to prevent crack generation due to the growth of residual scratches, and a long-term reliable LD module can be obtained. It became so. Further, by inserting the metal-coated optical fiber into a sealing metal sleeve and hermetically sealing the sleeve and the metal-coated optical fiber with solder, a sleeved optical fiber having excellent characteristics can be obtained.
In addition, in the LD module, the metal sleeve for sealing can be welded and fixed at the position of the LD case away from the fixing point to the substrate with Peltier element on the end face side of the optical fiber. The sleeve can be hermetically sealed by high-temperature solder between the end surface of the LD side sleeve and the fiber surface provided with the metal layer. Therefore, in the method of manufacturing an LD module, by using the metal-coated optical fiber as an optical fiber to be mounted on the LD module, it is possible to reduce the processing man-hours and the number of parts of the entire device, thereby reducing the cost of the LD module. And improved reliability can now be achieved. Therefore, the present invention is extremely effective in contributing to the industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の金属コート光ファイバの製造方法の一
例を示すチャート図である。
FIG. 1 is a chart showing an example of a method for producing a metal-coated optical fiber of the present invention.

【図2】熱研磨前後のファイバ劈開面の形状の変化を示
す電子顕微鏡写真であり、同図(a)はファイバ先端角
度0°劈開後で熱研磨前の状態、同図(b)は熱研磨と
して火炎熱研磨を行った状態,また同図(c)は熱研磨
として電子ビーム研磨を行った状態である。
FIG. 2 is an electron micrograph showing a change in the shape of the cleaved surface of the fiber before and after thermal polishing, where FIG. 2 (a) shows the state after the fiber tip angle 0 ° cleavage and before thermal polishing, and FIG. Flame thermal polishing is performed as polishing, and FIG. 6C shows an electron beam polishing as thermal polishing.

【図3】本発明の金属コート光ファイバの製造方法にお
いて、スパッタリングによる各種金属層の設け方を示す
略図であり、同図(a)はその概念図、また同図(b)
は得られた各種金属層の断面図である。
FIG. 3 is a schematic view showing how to provide various metal layers by sputtering in the method for producing a metal-coated optical fiber according to the present invention. FIG. 3 (a) is a conceptual diagram and FIG. 3 (b).
FIG. 4 is a cross-sectional view of various obtained metal layers.

【図4】本発明の製造方法により得られた金属コート光
ファイバの一例を示す略図であり、同図(a)は正面
図、同図(b)は右側面図、また同図(c)は同図
(a)のa−a部の断面図である。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a metal-coated optical fiber obtained by the manufacturing method of the present invention, where FIG. 4 (a) is a front view, FIG. 4 (b) is a right side view, and FIG. FIG. 4B is a sectional view of a portion aa in FIG.

【図5】本発明の製造方法により得られた保護樹脂付き
金属コート光ファイバの一例を示す正面図である。
FIG. 5 is a front view showing an example of a metal resin coated optical fiber with a protective resin obtained by the manufacturing method of the present invention.

【図6】本発明の製造方法により得られたスリーブ付き
金属コート光ファイバの一例を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing an example of a metal-coated optical fiber with a sleeve obtained by the manufacturing method of the present invention.

【図7】ファイバ先端角度と反射減衰量の関係を示す図
表である。
FIG. 7 is a chart showing the relationship between the fiber tip angle and the return loss.

【図8】LD光入射面の反射減衰量を示すチャート図で
ある。
FIG. 8 is a chart showing the return loss on the LD light incident surface.

【図9】金属膜の材質および膜厚の違いによる密着強度
を比較した図表である。
FIG. 9 is a chart comparing adhesion strengths due to differences in metal film material and film thickness.

【図10】密着強度のバラツキ(実施例1:高融点酸化
物層あり)を示すグラフ図である。
FIG. 10 is a graph showing variations in adhesion strength (Example 1: with refractory oxide layer).

【図11】密着強度のバラツキ(比較例1:高融点酸化
物層なし)を示すグラフ図である。
FIG. 11 is a graph showing variations in adhesion strength (Comparative Example 1: no refractory oxide layer).

【図12】本発明の製造方法により得られた光半導体モ
ジュール(光ファイバ付きピグテールタイプLD用モジュ
ール)の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of an optical semiconductor module (module for pigtail type LD with optical fiber) obtained by the manufacturing method of the present invention.

【図13】従来の製造方法により得られたLDモジュール
の構造例である。
FIG. 13 is a structural example of an LD module obtained by a conventional manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 裸ファイバ 1m 金属コート裸ファイバ部 2 保護被覆層 3 光ファイバ素線 4 高融点金属の酸化物層(酸化クロム) 4’ 混合層 5 高融点金属層(クロム) 5’ 合金層 6 はんだ付け可能低融点金属層(金) 7 ARコート垂直劈開面(垂直劈開面) 10 金属コート光ファイバ 10j 保護樹脂付き金属コート光ファイバ 11 封止用金属スリーブ 12 はんだ封止部 20 スリーブ付き光ファイバ 21 LDチッフ゜ 22 焦光レンズ 23 光アイソレータ 24 基板(ペルチェ素子付き基板) 25 ケース 26 アダプター 27 高温はんだ付け部 30 光半導体モジュール(光ファイバ付きピグテール
タイプLD用モジュール) j 保護樹脂 r ARコーティング(コート)
1 Bare fiber 1 m Metal coat Bare fiber part 2 Protective coating layer 3 Optical fiber element wire 4 Refractory metal oxide layer (chromium oxide) 4'Mixed layer 5 Refractory metal layer (chromium) 5'Alloy layer 6 Solderable Low melting point metal layer (gold) 7 AR coating vertical cleavage surface (vertical cleavage surface) 10 metal coating optical fiber 10j metal coating optical fiber with protective resin 11 sealing metal sleeve 12 solder sealing portion 20 sleeve optical fiber 21 LD chip 22 Focusing Lens 23 Optical Isolator 24 Substrate (Substrate with Peltier Element) 25 Case 26 Adapter 27 High Temperature Solder Section 30 Optical Semiconductor Module (Module for Pigtail Type LD with Optical Fiber) j Protective Resin r AR Coating (Coat)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 6/36 G02B 6/36 5F073 H01S 5/022 H01S 5/022 (72)発明者 原田 秀則 長野県上田市大字大屋300番地 東京特殊 電線株式会社上田工場内 (72)発明者 井澤 隆 長野県上田市大字大屋300番地 東京特殊 電線株式会社上田工場内 (72)発明者 皆瀬 十三夫 長野県上田市大字大屋300番地 東京特殊 電線株式会社上田工場内 Fターム(参考) 2H036 KA02 QA11 QA22 2H037 AA01 BA03 CA09 DA04 DA16 DA38 2H038 CA01 CA15 CA23 CA24 2H050 AC86 AC89 BB26Q BB26R BB26S 4K029 AA23 BA05 BA07 BA12 BA17 BA22 BA25 BA43 BA48 BB02 BC07 BD00 CA05 5F073 AB27 AB28 AB30 BA01 EA29 FA25 FA30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 6/36 G02B 6/36 5F073 H01S 5/022 H01S 5/022 (72) Inventor Hidenori Harada Ueda Nagano Prefecture City Oita 300 Oya Tokyo Special Electric Wire Co., Ltd. Ueda factory (72) Inventor Takashi Izawa 300 Ueda, Nagano Prefecture Udai factory (72) Tokyo Special Electric Wire Co., Ltd. Ueda factory (72) Inoue Minase 300 Ueda, Ueda, Nagano Prefecture 300 Address F-Term in Ueda Factory of Tokyo Special Electric Wire Co., Ltd. 5F073 AB27 AB28 AB30 BA01 EA29 FA25 FA30

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザーダイオードと光ファイバを光学的
に結合させる光半導体モジュールに用いられる金属コー
ト光ファイバの製造方法であって、 レーザーダイオード出射光軸面と対向する側の光ファイ
バ表面の保護被覆層を剥離して裸ファイバを露出させる
保護被覆層剥離工程;と、露出した裸ファイバの端部を
光軸に対して90°フラットに劈開により切断して垂直
劈開面を設ける垂直切断工程;と、前記垂直劈開面の表
面上に反射率0.1%以上のAR(Anti-reflection)
(無反射)コーティングを施すARコート工程;と、前記
露出した裸ファイバの外周に第一層として、第三層のは
んだ付け可能低融点金属層より融点の高いクロムまたは
チタンの酸化物からなる高融点金属酸化物層を形成する
高融点金属酸化物層形成工程;と、前記高融点金属酸化
物層の外周に第二層として、第三層のはんだ付け可能低
融点金属層より融点の高いクロムまたはチタンからなる
高融点金属層を形成する高融点金属層形成工程;と、前
記高融点金属層の外周に第三層として、ニッケル、金、
ニッケル−金合金、または金系合金からなるはんだ付け
可能低融点金属層を形成する低融点金属層形成工程;
と、により金属コート光ファイバを製造することを特徴
とする金属コート光ファイバの製造方法。
1. A method of manufacturing a metal-coated optical fiber used in an optical semiconductor module for optically coupling a laser diode and an optical fiber, comprising: a protective coating on the surface of the optical fiber facing the laser diode emission optical axis surface. A protective coating layer peeling step of peeling the layer to expose the bare fiber; and a vertical cutting step of cutting the exposed end portion of the bare fiber into a 90 ° flat with respect to the optical axis by cleavage to provide a vertical cleaved surface; , AR (Anti-reflection) with a reflectance of 0.1% or more on the surface of the vertical cleavage surface
An AR coating step of applying a (non-reflective) coating; and a high layer consisting of an oxide of chromium or titanium having a higher melting point than the solderable low melting point metal layer of the third layer as the first layer on the outer periphery of the exposed bare fiber. A refractory metal oxide layer forming step of forming a refractory metal oxide layer; and chromium having a higher melting point than the solderable low melting point metal layer of the third layer as a second layer on the outer periphery of the refractory metal oxide layer. Or a refractory metal layer forming step of forming a refractory metal layer made of titanium; and nickel, gold as a third layer on the outer periphery of the refractory metal layer,
A low melting point metal layer forming step of forming a solderable low melting point metal layer made of a nickel-gold alloy or a gold alloy;
And a method for producing a metal-coated optical fiber, comprising:
【請求項2】 前記垂直切断工程;に続いて、前記垂直
劈開面を火炎、電子ビームまたは高パワーレーザにより
熱研磨して残留傷を除去して熱研磨垂直劈開面とする熱
研磨工程;を付加したことを特徴とする請求項1記載の
金属コート光ファイバの製造方法。
2. A vertical polishing step; followed by a thermal polishing step of thermally polishing the vertical cleaved surface with a flame, an electron beam or a high power laser to remove residual scratches to form a thermally polished vertical cleaved surface. The method for producing a metal-coated optical fiber according to claim 1, wherein the metal-coated optical fiber is added.
【請求項3】 前記ARコート工程;に続いて、前記A
Rコート垂直劈開面またはARコート熱研磨垂直劈開面
に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化して保護樹脂を形成する
保護樹脂形成工程;を付加したことを特徴とする請求項
1または2記載の金属コート光ファイバの製造方法。
3. Following the AR coating step;
The metal coating according to claim 1 or 2, wherein a protective resin forming step of applying and curing an ultraviolet curable resin to form a protective resin on the R-coated vertical cleavage surface or the AR-coated heat-polished vertical cleavage surface is added. Optical fiber manufacturing method.
【請求項4】 前記高融点金属酸化物層形成工程;に続
いて、前記第一層の高融点金属酸化物層と第二層の高融
点金属層の境界に、これら高融点金属酸化物と高融点金
属の混在層を形成させる混在層形成工程;を付加したこ
とを特徴とする請求項1、2または3記載の金属コート
光ファイバの製造方法。
4. A step of forming the refractory metal oxide layer; and subsequent to the step of forming the refractory metal oxide layer, the refractory metal oxide layer and the refractory metal oxide layer at the boundary between the refractory metal oxide layer of the first layer and the refractory metal layer of the second layer. The method for producing a metal-coated optical fiber according to claim 1, 2 or 3, wherein a mixed layer forming step of forming a mixed layer of refractory metal is added.
【請求項5】 前記高融点金属層形成工程;に続いて、
前記第二層の高融点金属層と第三層の低融点金属層の境
界に、これら高融点金属と低融点金属の合金層を形成さ
せる合金層形成工程;を付加したことを特徴とする請求
項1、2、3または4記載の金属コート光ファイバの製
造方法。
5. Following the step of forming a refractory metal layer;
An alloy layer forming step of forming an alloy layer of these high melting point metal and low melting point metal at the boundary between the second layer high melting point metal layer and the third layer low melting point metal layer; Item 5. A method for producing a metal-coated optical fiber according to item 1, 2, 3 or 4.
【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載の製
造方法によって得られた金属コート光ファイバを封止用
金属スリーブに挿入し、該スリーブと金属コート光ファ
イバを、はんだによって気密封止することを特徴とする
スリーブ付き金属コート光ファイバの製造方法。
6. The metal-coated optical fiber obtained by the manufacturing method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, is inserted into a metal sleeve for sealing, and the sleeve and the metal-coated optical fiber are vaporized by soldering. A method for manufacturing a metal-coated optical fiber with a sleeve, which comprises tightly sealing.
【請求項7】 光ファイバ通信の光源に用いられ、レー
ザーダイオードと光ファイバがレンズおよび光アイソレ
ータ等を介して光学的に空間上で結合される光半導体モ
ジュールの製造方法であって、 請求項6記載の製造方法によって得られたスリーブ付き
金属コート光ファイバの金属コート光ファイバ部を基板
にはんだによって直接固定し、また金属コート光ファイ
バを内設した封止用金属スリーブをケースの一端と高温
はんだまたはYAGレーザ溶接によって直接固定し、また
保護樹脂付きの金属コート光ファイバを使用した場合
は、この保護樹脂を最終的に除去することを特徴とする
光半導体モジュールの製造方法。
7. A method of manufacturing an optical semiconductor module used as a light source for optical fiber communication, wherein a laser diode and an optical fiber are optically coupled in space through a lens, an optical isolator, and the like. The metal-coated optical fiber portion of the metal-coated optical fiber with a sleeve obtained by the manufacturing method described above is directly fixed to the substrate by soldering, and a metal sleeve for encapsulation in which the metal-coated optical fiber is installed is provided at one end of the case and high-temperature solder. Alternatively, a method for manufacturing an optical semiconductor module, which comprises directly fixing the resin by YAG laser welding and finally removing the protective resin when a metal-coated optical fiber with a protective resin is used.
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