JP2003255182A - フェルールの製造方法およびフェルール用母材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主としてレセプタクル型の半導体レーザモジ
ュールに組み込まれて使用されるフェルールを量産する
ための製造方法とその製造方法の実施に好適なフェルー
ル用母材を提供する。 【解決手段】 全長にわたって内径がほぼ同一に形成さ
れる光ファイバ挿入孔が中心軸上に貫通されたフェルー
ル母材の光ファイバ挿入孔内に接着剤を充填した後、光
ファイバ挿入孔の一側端部から光ファイバガイド冶具を
介して所定の長さにわたり光ファイバを挿入し、この光
ファイバが挿入されたフェルール母材を加熱して接着剤
を硬化させた後、フェルール母材の一側端部に斜め研
磨、他側端部にＰＣ研磨を施すように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は主としてレセプタ
クル型の半導体レーザモジュールに組み込まれて使用さ
れるフェルールの製造方法およびフェルール用母材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レ−ザは、データ信号を光信号と
して伝送するための光源として利用され、この半導体レ
ーザが（１）光ファイバと一体化されて、（２）あるい
は光コネクタと着脱自在に結合できるようにレセプタク
ルなどに一体化されて半導体レ−ザモジュールが構成さ
れる。

【０００３】前者は光ファイバを固定したいわゆるピグ
テイル型と称され、後者は光ファイバを着脱自在に装着
できる、いわゆるレセプタクル型と称される。この発明
は、主として前記レセプタクル型の半導体レーザモジュ
ールに使用されるフェルールの製造方法および製造装置
に関するものである。

【０００４】この種の半導体レーザモジュールに使用さ
れるフェルールの一般的な構成は特開平9-153660号公
報、特開平10-96839号公報、特開平１１-287930号公報
等に開示されている通りである。

【０００５】これを図５に基づいてフェルールの構成に
ついて説明すると、ジルニア、ガラス等の硬い材質から
成る細い全体として円柱状のフェルール本体１の全長に
渡って、その中心線上に裸の光ファイバ２が挿入、固着
されている。

【０００６】さらにこのフェルール本体１の一方の端面
３はPC研磨、つまりこの面と他の光ファイバの端面とが
コネクタ接続される際、フレネル反射が生じることなく
光ファイバ同士が密着（Physical Contact）しうるよ
うに研磨装置にて研磨され、他方の端面は端面反射を防
止すべく斜面４、例えばフェルール本体の中心軸に直交
する面に対して約８゜の傾きを持った斜面となるように
斜め研磨されている。

【０００７】そしてこのフェルールの従来の製造方法
は、主として手作業によって行われておりその各工程に
ついて図６（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。

【０００８】（１） まず、この発明に係るフェルール
の製造に使用されるフェルール母材１０を用意する。

【０００９】このフェルール母材１０はジルコニア、ガ
ラス等の硬いセラミックスから成り、全体として細い、
例えば外径が２．５ｍｍ前後の円柱状を呈する。

【００１０】そして、この母材１０の中心軸上には光フ
ァイバ素線１１の裸の光ファイバ１２が挿入される微細
孔１３、例えば内径が０．１２６ｍｍの微細孔が穿孔さ
れている。(図６（ａ）)この微細孔１３の入り口部分に
は光ファイバ１２が挿入され易くなるように円錐状のガ
イド部１３Ａが形成されている。

【００１１】（２） 次に、フェルール母材１０のガイ
ド部１３Ａが上になるようにして、フェルール母材１０
を手で鉛直方向に保持し、ガイド孔１３Ａ一方の端面に
接着剤１４を手で滴下、塗布する。（図６（ｂ）） （３）この状態で前記フェルール母材１０の下端面に接
着剤吸引ポンプのアダプタ１５を嵌合し、このアダプタ
１５の他端に接着剤１４を吸引するポンプ（図示は省
略）を接続して、接着剤１４を吸引させてこれを光ファ
イバ挿入用の微細孔１３内に吸引して流入させる（図６
（ｃ））（４）次に、光ファイバ素線の先端部の保護被
覆が一部除去された裸の光ファイバ１２を前記接着剤１
４が充填されている微細孔１３Ａに挿入する。そして、
前記接着剤がフェルール母材の端末から外に流出しない
ようにフェルール母材を水平に保持した状態でフェルー
ル母材内の前記接着剤を加熱硬化させ、裸の光ファイバ
１２を光ファイバ挿入孔１２内に固定させる（図６
（ｄ）） （５） 接着剤１４が硬化した後、フェルール母材１０
を手で保持しながらその両側端部近傍においてカッタ１
６で裸の光ファイバ１２を切断し、フェルール中間体が
得られる（図６（ｅ）） （６） 次いで前記フェルール中間体を研磨機のPC研磨
用チャック（図示は省略）に装填してフェルール中間体
の先端部をPC研磨、続いてフェルール中間体の後端部を
斜め研磨用チャック（図示は省略）に装填して約８゜斜
めに研磨を施してフェルールが得られる。

【００１２】なおこの斜めに研磨の際、フェルール母材
１０のガイド部１３Ａの部分が除去される位置まで研削
される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前述の通り従来の半導
体レーザモジュール用のフェルールは主として手作業に
よって製造されるため次のような問題点がある。

【００１４】前記（２）の工程においては、フェルール
本体自体の外径が約２．４９９ｍｍときわめて細く、し
かも長さが１０ｍｍ前後と非常に短いため接着剤が指に
付着しやすく、この指に付着した接着剤がフェルール本
体の表面に付着するおそれがある。

【００１５】接着剤がフェルール表面に付着した場合、
コネクタの特性が低下するため接着剤の除去作業が必要
となる。

【００１６】前記（４）の工程においては、接着剤の加
熱初期に粘度の低下した接着剤がフェルール本体の両側
端面に流れ出でる問題がある。

【００１７】前記（４）の工程においては、フェルール
が小さいため手で持ちにくくカッタ１６で光ファイバを
切断する際、フェルールが安定しない。

【００１８】このため光ファイバの切断面の仕上がり状
態も低下する問題点がある。

【００１９】前記（６）の工程においては、フェルール
母材のガイド孔１３Ａの部分が除去されるまで研削しな
ければならず、このためコストアップの要因の一つにな
っている。

【００２０】この発明は上記の問題点を解決し、主に半
導体モジュールに使用されフェルールを経済的かつ手作
業を要することなく自動的に製造しうる製造方法および
フェルール用母材を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】そしてこの発明は上記の
目的を達成するために、第１の課題解決手段は、中心軸
上に裸の光ファイバを挿入するための挿入孔が貫通さ
れ、この挿入孔は全長にわたって内径がほぼ同一に形成
されており、このためこの光ファイバ挿入孔の尾部には
特に拡径された光ファイバガイド部が形成されていない
フェルール母材を使用して、その光ファイバ挿入孔内に
接着剤を十分に充填し後、この光ファイバ挿入孔の一側
端部から特に用意された光ファイバガイド冶具を介して
所定の長さにわたって光ファイバを挿入し、この光ファ
イバが所定の長さ分だけ挿入されたときに光ファイバを
切断し、この光ファイバが挿入された状態のフェルール
母材を加熱して前記接着剤を硬化させた後、このフェル
ール母材の一側端部に斜め研磨を施すと共に他側端部に
ＰＣ研磨を施すように構成される。

【００２２】第２の課題解決手段は、全長にわたって内
径がほぼ同一に形成される光ファイバ挿入孔が中心軸上
に貫通されたフェルール母材を用意する工程と、表面の
円周上に前記フェルールを装填するための複数のフェル
ール母材装填孔が上下に貫通成形されて成るフェルール
母材装填冶具をターンテーブル上に着脱自在に装着する
工程と、このターンテーブルの回転に伴って前記フェル
ール母材をフェルール母材装填冶具の母材装填孔に順次
装填し、この装填されたフェルール母材の上部端面に露
出する光ファイバ挿入孔に接着剤を吐出すると共にこの
フェルール母材の下部端面に露出する光ファイバ挿入孔
から前記接着剤を吸引し、次いで前記ターンテーブルを
さらに回転させてフェルール母材を光ファイバ挿入装置
の下方に位置決めさせ、この光ファイバ挿入装置により
フェルール母材の光ファイバ挿入孔に光ファイバを所定
の長さに渡って挿入した後、この光ファイバを切断する
工程を順次、繰り返してフェルール母材装填冶具の表面
外周に沿って複数個のフェルール母材を固定した後、こ
のフェルール母材装填冶具をターンテーブルから外し、
これを加熱装置に収納して複数のフェルール母材の接着
剤を一括して加熱硬化させ、次いでこのフェルール母材
のそれぞれについて一方の端面にＰＣ研磨を施し、他方
の端面に斜め研磨を施すように構成される。

【００２３】第３の課題解決手段は、接着剤が加熱硬化
された複数のフェルール母材が装着されているフェルー
ル母材装填冶具を研磨装置に移送装着し、そのまま各フ
ェルール母材にＰＣ研磨及び／又は斜め研磨を施すこと
を特徴とする請求項２記載のフェルールの製造方法。

【００２４】第４の課題解決手段は、フェルール母材の
光ファイバ挿入孔の両側端部における内径がそれぞれ同
一の大きさ、例えば略光ファイバの外径（１２５μｍ）
に形成されるように構成される。

【００２５】

【作用】第１の課題解決手段による作用は、光ファイバ
ガイド部を省略した短尺なフェルール母材を使用して半
導体モジュールに好適なフェルールが得られる。

【００２６】第２の課題解決手段による作用は、光ファ
イバガイド部を省略した短尺なフェルール母材を使用し
て、半導体モジュールに好適な多数のフェルールを量産
することが出来る。

【００２７】第３の課題解決手段による作用は、複数本
のフェルール母材の端末を同時に一括して研磨加工を施
すことが出来る。

【００２８】第４の課題解決手段による作用は、フェル
ール母材の斜め研磨をする際に、研磨代（しろ）をきわ
めて微小にすることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として図１
〜図４に基づいてその一実施例について詳細に説明す
る。

【００３０】図１はこの発明方法に使用されるフェルー
ル母材１を示すものであって、ジルコニア、ガラス等の
硬い材質から成る外径が2.99ｍｍ前後の細い全体として
円柱状を呈し、その全長に渡って中心線上に後述する裸
の光ファイバ２が挿入、固着されるための微小な、例え
ば内径が125μｍ前後の光ファイバ挿入孔３が穿孔され
ている。

【００３１】このフェルール母材１の長さ（ｌ）は、図
６（ａ）に示される従来のフェルール母材１０に比べ
て、円錐状に拡径された光ファイバガイド部１３Ａの部
分が取り除かれ、その部分だけ全体として短くなってい
る。

【００３２】そして、前記のフェルール母材１は全体と
して円盤状を呈するフェルール母材装填冶具４の表面円
周上に複数個が装填される。

【００３３】すなわち、フェルール母材装填冶具４の表
面円周上にフェルール母材１を植設装填するための複数
のフェルール母材装填孔５が貫通成形され、かつこのフ
ェルール母材装填冶具４は、ターンテーブル６に対して
回転自在に装着、支持されている。

【００３４】このターンテーブル６を所定の角度だけ回
転させて、第１のフェルール母材、第２のフェルール母
材、第３のフェルール母材というように順次、フェルー
ル母材が上記フェルール母材装填孔５に装填されて行
く。

【００３５】さらに、フェルール母材装填冶具４の上方
にはこのフェルール母材装填冶具が所定の角度だけ回転
されたときフェルール母材１の光ファイバ挿入孔３の上
端部に係合して接着剤１４を吐出するためのノズル７が
光ファイバ挿入孔３に対して昇降自在に設置されてい
る。

【００３６】このノズル７は接着剤供給部（ディスペン
サ）７Ａに連通され、かつＺ軸ステージ７Ｂ、すなわち
フェルール母材の光ファイバ挿入孔３の上端部に接近お
よび離間を行う機械的手段によって昇降自在に支持され
ている。

【００３７】一方、フェルール母材装填冶具４の下方に
は、前記光ファイバ挿入孔３の下端部に係合して前記ノ
ズル７から吐出された接着剤１４を吸引する吸引手段８
が昇降自在に設置されている。

【００３８】この接着剤吸引手段８は、フェルール母材
１の後端部に係合するチューブ８Ａ、例えば可撓性の良
いゴムチューブの先端部分がＺ軸ステージ８Ｂを介して
光ファイバ挿入孔の下端部に向けて昇降自在に装着され
ている。そして、前記チューブ８Ａの後端部は吸引ポン
プ８Ｃに接続されている。

【００３９】さらに、これらの接着剤吐出ノズル７およ
び接着剤吸引手段８の下流には保護被覆が除去された裸
の光ファイバ２をフェルール母材の光ファイバ挿入孔３
内に挿入するための光ファイバ挿入装置９が設置されて
いる（図３）。

【００４０】この光ファイバ挿入装置９は、フェルール
母材装填冶具４の上方において、前記Ｚ軸ステージと同
様の機械的手段（図示は省略）を介してフェルール母材
１の上端部分に接近および離隔するように昇降自在に設
置されている。

【００４１】この光ファイバ挿入装置９は、図６（ａ）
に示す従来のフェルール母材１０と同一のもの、つまり
尾部に円錐状あるいはラッパ状に拡がる光ファイバガイ
ド部１３Ａを備えた従来のフェルール母材がそのまま光
ファイバ案内冶具９Ａとして利用され、これがチューブ
状のハウジング９Ｂの内部に収納されており、このハウ
ジング９Ｂの先端部分にはフェルール母材装填冶具４に
固定されているフェルール母材１の先端部分を受け入れ
る空洞部分９Ｃが形成されている。

【００４２】なお、光ファイバ案内冶具９Ａとフェルー
ル母材装填冶具４に固定されているフェルール母材１と
は前記チューブ状のハウジング９Ｂを介して同心状に位
置決めされる。

【００４３】さらに、上記ハウジング９Ｂの上部には光
ファイバ案内冶具９Ａの光ファイバガイド部１３Ａに連
通した光ファイバ案内孔を備えた案内パイプ９Ｄが突設
されている。

【００４４】次に、前述のこの発明による製造装置を使
用してフェルールを製造する方法について説明する。

【００４５】まずフェルール母材装填冶具４のフェルー
ル母材装填孔５に最初の第一のフェルール母材１を装填
した後、フェルール母材固定冶具４を一方向に回転させ
て次の第二のフェルール母材を第二のフェルール母材装
填孔５に装填する。

【００４６】このとき最初のフェルール母材１は、接着
剤供給ノズル７およびこれに対向して設置されている接
着剤吸引手段８との間隙に案内されて、フェルール母材
の光ファイバ挿入孔３の上端部から接着剤１４が充填さ
れると共にフェルール母材の下端部に吸引チューブ８Ａ
の先端が係合され、吸引ポンプ８Ｃによって接着剤１４
が吸引されこれによって接着剤１４がフェルール母材１
の光ファイバ挿入孔３内に充填される。

【００４７】次いで、フェルール母材装填冶具４が所定
の角度だけ回転されたとき第三のフェルール母材を第三
のフェルール母材装填孔５に装填する。

【００４８】このとき、第一のフェルール母材は光ファ
イバ挿入装置９に到達しており、ここでこの光ファイバ
挿入装置のハウジング９Ｂの先端部分の空洞部分９Ｃに
フェルール母材１の先端部分が収納される。

【００４９】次いで、裸の光ファイバ２が前記光ファイ
バ案内パイプ９Ｄを経て光ファイバ案内冶具９Ａに案内
される。このとき、光ファイバ２は光ファイバ案内冶具
９Ａの入り口部に形成されている円錐状に拡がる光ファ
イバガイド部１３Ａにより、フェルール母材１の光ファ
イバ挿入孔３に精確に導かれる。

【００５０】光ファイバ２が所定の長さだけ、フェルー
ル母材１内に挿入された後、光ファイバは切断される。

【００５１】以上のような各工程が繰り返されて、すべ
てのフェルール母材装填孔５に光ファイバ２、接着剤１
４を備えたフェルール母材が装填された後に、このフェ
ルール母材が装填されたフェルール母材装填冶具４をタ
ーンテーブル６から外して加熱装置の加熱室に収納し、
前記接着剤１４を加熱硬化させる。

【００５２】なおこの際、図４に示すようにフェルール
母材１の下端部から突出される光ファイバ２の端部が円
滑な表面を備えたファイバ押さえ台２０の表面に接触す
るようにしてフェルール母材装填冶具４をファイバ押さ
え台２０上に載置して加熱を行えば、光ファイバ２がフ
ェルール母材１に対して移動することがなく、また接着
剤１４は鉛直方向に落ちるだけでフェルール母材の表面
に伝わってこれに付着することもない。

【００５３】次いでこのフェルール母材内の接着剤が十
分に加熱硬化された後に、フェルール母材装填冶具４を
加熱室から取り出して、このフェルール母材装填冶具４
のまま、または個々のフェルール母材１ごとに分離して
公知の研磨機に装着して、各フェルール母材の一方の端
面にＰＣ研磨を施し、他方の端面に斜め研磨を施すこと
によって図５に示されるように、フェルール母材１の内
部に光ファイバが固着され、かつ一方の端面にＰＣ研磨
加工、他方の端面に斜め研磨加工が施された半導体モジ
ュールに好適なフェルールが得られる。

【００５４】なお、フェルール母材装填冶具４をそのま
ま公知の研磨機の研磨パッド上に装着し、一括して各フ
ェルール母材の一方の端面にＰＣ研磨を、他方の端面に
斜め研磨を施すことによって量産を行うことが出来る。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように、第１の発明によれ
ば、光ファイバガイド部を省略した短尺なフェルール母
材を使用して半導体モジュールに好適なフェルールが得
られる。

【００５６】第２の発明によれば、光ファイバガイド部
を省略した短尺なフェルール母材を使用した半導体モジ
ュールに好適なフェルールを量産することが出来る。

【００５７】第３の発明によれば、複数本のフェルール
母材の端末を同時に一括して研磨加工を施すことが出来
る。

【００５８】第４の発明によれば、円錐状に拡径される
ファイバガイド部を省略した短尺のフェルール母材であ
るから、斜め研磨をする際に研磨代（しろ）をきわめて
微小にすることができるので研磨時間および材料コスト
に有利である効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に使用されるフェルール母材の一例を
示す縦断面図

【図２】この発明に使用されるフェルールの製造装置を
示す正面図

【図３】図２における光ファイバ挿入装置を示す拡大断
面図

【図４】フェルール母材の接着剤を加熱硬化させる状態
を示す側面図

【図５】この発明によって得られる半導体モジュールに
好適なフェルールの一部切裁正面図

【図６】（ａ）〜（ｅ）は従来のフェルールの製造方法
を示す説明図

【符号の説明】

１---フェルール母材、２---光ファイバ、３---光ファ
イバ挿入孔、４---フェルール母材装填冶具、５---フェ
ルール母材装填孔、６---ターンテーブル、７---接着剤
吐出ノズル、８---接着剤吸引装置 ９---光ファイバ挿入装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 義和 東京都江東区木場１−５−１ 株式会社フ ジクラ内 Ｆターム(参考） 2H036 QA16 QA17 QA20 QA23 QA24 QA29

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全長にわたって内径がほぼ同一に形成さ
   れる光ファイバ挿入孔が中心軸上に貫通されたフェルー
   ル母材を用意する工程と、前記光ファイバ挿入孔内に接
   着剤を充填する工程と、前記光ファイバ挿入孔の一側端
   部から光ファイバガイド冶具を介して所定の長さにわた
   り光ファイバを挿入する工程と、この光ファイバが挿入
   されたフェルール母材を加熱して前記接着剤を硬化させ
   る工程と、フェルール母材の前記一側端部に斜め研磨を
   施すと共に他側端部にＰＣ研磨を施す工程と有するフェ
   ルールの製造方法。
2. 【請求項２】 全長にわたって内径がほぼ同一に形成さ
   れる光ファイバ挿入孔が中心軸上に貫通されたフェルー
   ル母材を用意する工程と、このフェルール母材が装填さ
   れるフェルール母材装填孔がその円周に沿って複数箇
   所、貫通成形されたフェルール母材装填冶具を用意し、
   これをターンテーブル上に着脱自在に装着する工程と、
   前記ターンテーブルの回転に伴って前記フェルール母材
   をフェルール母材装填冶具の母材装填孔に順次装填する
   工程と、装填された前記フェルール母材の上部端面にて
   露出する光ファイバ挿入孔に接着剤を吐出すると共にこ
   のフェルール母材の下部端面にて露出する光ファイバ挿
   入孔から前記接着剤を吸引する工程と、前記ターンテー
   ブルをさらに回転させて前記フェルール母材を光ファイ
   バ挿入装置の下方に位置決めさせる工程と、この光ファ
   イバ挿入装置によりフェルール母材の光ファイバ挿入孔
   に光ファイバを所定の長さにわたって挿入した後、この
   光ファイバを切断する工程を順次、繰り返して前記フェ
   ルール母材装填冶具の表面円周に沿って複数個のフェル
   ール母材をフェルール母材装填孔に装着した後、このフ
   ェルール母材装填冶具をターンテーブルから外し、これ
   を加熱装置に収納して複数のフェルール母材の接着剤を
   一括して加熱硬化させ、次いでこのフェルール母材のそ
   れぞれについて一方の端面にＰＣ研磨を施し、他方の端
   面に斜め研磨を施すことを特徴とするフェルールの製造
   方法。
3. 【請求項３】 前記加熱硬化された複数のフェルール母
   材が装填されている前記フェルール母材装填冶具を研磨
   装置に移送装着し、一括して各フェルール母材にＰＣ研
   磨及び／又は斜め研磨を施すことを特徴とする請求項２
   記載のフェルールの製造方法。
4. 【請求項４】 光ファイバ挿入孔の内径が全長にわたっ
   てほぼ同一に形成されることを特徴とするフェルール用
   母材。