JP2003294993A - 光送受信モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバと光フィルタとの隙間をなくすこ
とにより、特性劣化の防止と小型化を図った光送受信モ
ジュールを提供する。 【解決手段】 光ファイバ４が埋設されたフェルールの
端部を切除して、各フェルール端部に段部２を形成する
ことにより、段部２の平坦面３から光ファイバ４周面の
一部あるいは全部を露出させることで形成されたフェル
ール接合材１と、フェルール接合材１が挿入された位置
決め用のガイドスリーブ６とを有し、ガイドスリーブ６
は、光ファイバ４の端面同士を光フィルタ８またはハー
フミラーを介して突き合わせて光分波ないし光分岐する
ことで、光ファイバ４を光結合したもので、光ファイバ
と光フィルタとの隙間をなくすことにより、特性劣化の
防止と小型化が図れるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電話局から家庭、
家庭から電話局を、メディアコンバータを使用して一本
の光ファイバで結ぶ通信機器、特に、コストダウンや特
性劣化防止等を図った光分岐器や光分波器等の光送受信
モジュール及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば電話局から一般家庭までの
間に光ファイバを配線して双方向の高速通信を可能にす
る通信システムが普及しつつある。このような通信シス
テムでは、一本の光ファイバにより双方向の通信を可能
にするため、波長の異なる信号を多重化して光ファイバ
へ送出し、局舎や家庭内に設置した光送受信モジュール
により各波長毎に電気信号に変換しており、光送受信モ
ジュールには、光ファイバを横断するようにフィルタが
設けられており、このフィルタにより波長の異なる信号
の一方を反射ないし屈折させ、他方の信号を透過させる
ことにより、波長の異なる信号を分離している。

【０００３】またこの種の光送受信モジュールは、例え
ば図１９ないし図２３に示すような方法で製作されてい
る。

【０００４】すなわち図１９に示すような円筒状のフェ
ルールａの外周部を切り欠いて段部ｂと、段部ｂに連続
する平坦面ｃを図２０に示すような形成する。

【０００５】次に図２１に示すように、フェルールａの
一端側より光ファイバｄを挿入して接着剤で固定した
ら、図２２に示すようにフェルールａの端部を光ファイ
バｄの先端とともに斜めに切除して、端部に傾斜面ｅを
有する一対のフェルール接合材ｆを完成する。

【０００６】次に得られたフェルール接合材ｆを、図２
３に示すように光ファイバｄの中心が一致するよう位置
合せしながら両者を光フィルタｇを介して突き合わせ、
接着等の手段により各フェルール接合材ｆを一体化する
と共に、フェルール接合材ｆに形成された段部ｂの平坦
面ｃに接着材で受光素子ｈを固定することにより、光フ
ァイバｄと受光素子ｈの間で光信号の受け渡しができる
光送受信モジュールを製作している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の光送
受信モジュールのように、フェルール接合材ｆに形成さ
れた段部ｂの平坦面ｃに接着剤で受光素子ｈを固定する
ようにしたものでは、光ファイバｄと受光素子ｈとの間
での光信号の受け渡しが接着剤層を介して行われるた
め、透明性の高い接着剤を使用して受光素子ｈを固定す
る必要があり、使用できる接着剤に制限を受ける等の問
題がある。

【０００８】また接着剤層により光ファイバｄと受光素
子ｈの間の距離が遠くなるため、光が拡散して結合効率
が低下する等の問題もある。

【０００９】本発明はかかる従来の問題点を改善するた
めになされたもので、フェルールに段部を形成する際光
ファイバの一部も切除して、そこに受光素子や発光素子
を直付けしたフェルールによる光送受信モジュール及び
その製造方法を提供して、使用できる接着剤の選択範囲
を広げると共に、結合効率の向上を図ることを目的とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の光送受信モジュールは、光ファイバが埋設され
たフェルールの一端側を切り欠くことにより、光ファイ
バの少なくとも一部が露出する平坦面を有する複数のフ
ェルール接合材を形成し、かつフェルール接合材の一端
側に傾斜面を形成して、これら傾斜面を光フィルタまた
はハーフミラーを介して突き合わせることにより、光フ
ァイバを光結合したフェルールによる光送受信モジュー
ルであって、フェルールの一端側を切り欠く際、光ファ
イバの一部も切り欠いて切り欠き面を形成し、切り欠き
面に受光素子または発光素子を結合したものである。

【００１１】前記構成により、光ファイバと受光素子ま
たは発光素子の間に接着剤層が存在しないため、透明性
の低い接着剤で受光素子を平坦面に固定でき、これによ
って使用できる接着剤材料の範囲が広がるため、安価な
接着剤を使用することにより接着剤のコスト低減が図れ
ると共に、光ファイバと受光素子の受光面や発光素子の
発光面が近接して光が拡散する前に光信号の受け渡しが
行えるため、結合効率も向上する。

【００１２】またフェルール接合材をガイドスリーブに
挿入して位置決めを行うと共に、ガイドスリーブを切り
欠いて窓部を形成し、窓部を光ファイバの光結合部の上
方に位置させたことから、各光ファイバの芯合せが精度
よく行える上、受光素子または発光素子が劣化した場
合、窓部より交換等の作業が行えるため、メンテナンス
も容易になる。

【００１３】さらに光ファイバから被覆材を除去する第
１工程と、被覆材除去部分にフェルールを嵌め込む第２
工程と、フェルールの端部及び光ファイバの一部を切り
欠いて、フェルールの端部に段部と平坦面を、そして光
ファイバに切り欠き面を形成する第３工程と、段部の端
面を斜めに切除して、各フェルール接合材に傾斜面に形
成する第４工程と、フェルール接合材を位置決めして、
光ファイバの端面同士を光フィルタまたはハーフミラー
を介して突き合わせる第５工程と、光ファイバの切り欠
き面に受光素子または発光素子を結合する第６工程とと
からなる製法でモジュールを製造するため、製造工程の
短縮化と製造コストの削減が可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の光送受信モジュールの第
１の実施形態を、図面を参照して詳述する。

【００１５】図１は、光結合すべき一対のフェルール接
合材１、１を示している。これらフェルール接合材１、
１は、光ファイバが埋設された図示しない円柱形状のフ
ェルールにおける一端部の上半部を切り欠いて段部２に
形成したもので、切り欠きに際しては、図２の（イ）及
び（ロ）に示すように光ファイバ４の外周面をコアに達
しない程度に切除して、段部２の平坦面３と切り欠き面
４ａが同一平面となるように切り欠いた上、平坦面３及
び切り欠き面４ａを研磨している。

【００１６】また、それぞれの段部２、２および光ファ
イバ４の端面は傾斜させて傾斜面５、５に形成する。傾
斜方向は、一方を上斜めにかつ、他方を下斜めにして、
両傾斜面５、５を突き合わせた際に、両者間に隙間が発
生しないようにする。なお、この傾斜角θは、後述の光
フィルタの傾斜角に適合させるべく６０°程度が好まし
い。

【００１７】図３は、フェルール接合材１、１を挿入さ
せる位置決め用のガイドスリーブ６を示している。この
ガイドスリーブ６は、フェルール接合材１、１の断面形
状に相応させて断面上向きＣ字状の筒形に形成されてお
り、このガイドスリーブ６には、その中央上部を上向き
コ字状に切り欠いて窓部７を形成するのが好ましい。

【００１８】図４はガイドスリーブ６にフェルール接合
材１、１を挿入した状態を示している。すなわち、ガイ
ドスリーブ６の一端面から一方のフェルール接合材1
を、かつ、ガイドスリーブ６の他端面から他方のフェル
ール接合材１を、それぞれ段部２、２を対向させて挿入
する。

【００１９】その際、両フェルール接合材１、１の傾斜
面５、５間には光フィルタ８を介在させておき、この状
態で両フェルール接合材１、１を突き合わせることで、
光フィルタ８を介して光ファイバ４、４の両端面を接合
させる。

【００２０】両フェルール接合材１、１の突き合わせ
後、紫外線溶融性の接着剤で突き合わせ面を接着させる
が、この突き合せ面はガイドスリーブ６のほぼ中央に位
置し、窓部７は突き合わせ面の上方に位置するようにす
る。

【００２１】そしてガイドスリーブ６に形成した窓部７
に図４に示すように窓部７に受光素子９を設置するが、
受光素子９は光ファイバ４の切り欠き面４ａに結合、た
とえば直付けした状態で接着剤により平坦面３に固定す
る。すなわち、窓部７は受光素子９設置用のもので、こ
のように受光素子９を設ける場合には、光フィルタ８と
して波長分割フィルタを用いる。

【００２２】波長分割フィルタは、光ファイバ８内を伝
播する波長の異なる信号のうち特定の信号を反射または
回折して分離する特性を有するため、この分離された光
信号を受光素子９に受光させることで特定の信号を分波
し、光分波器を構成することが可能になる。

【００２３】光フィルタ８として、ハーフミラーを用い
れば、光ファイバ内を伝播する波長の同じ信号のうち略
半分の信号を反射または回折して分離する特性を有する
ため、この分離された光信号を受光素子９に受光させる
ことで特定の信号を分岐し、光分岐器を構成することが
可能になる。

【００２４】なお、フェルール接合材１、１の一方の他
端部には、光ファイバ４に信号を送出可能な発光素子１
０を装着するが、発光素子１０に代えて受光素子９を設
けることも可能である。

【００２５】以上のように、フェルールの端部に段部２
及び平坦面３を形成する際光ファイバ４の一部を切除
し、その切り欠き面４ａに受光素子９の受光面を直付け
したことにより、光ファイバ４と受光素子９の間に接着
剤層が存在しないため透明性の低い接着剤で受光素子９
を平坦面３に固定でき、これによって使用できる接着剤
材料の範囲が広がると同時に、光ファイバ４と受光素子
９の受光面が近接して光が拡散する前に光信号の受け渡
しができるため、結合効率も向上する。

【００２６】ちなみに、光ファイバ４のコアと受光素子
９の受光面との距離が８０ミクロンの場合、受け渡しで
きる光信号の周波数は１ＧＨｚ、４０ミクロンの場合は
２０ＧＨｚ程度まで可能である。

【００２７】なお図５及び図６は、フェルール接合材及
びガイドスリーブの変形例を示すもので、図１では、フ
ェルール接合材１は円柱状のフェルールを切り欠くこと
で形成されているが、図５では、四角柱状のフェルール
を切り欠くことでフェルール接合材２０を形成してい
る。その他の構成は図１と同一であるから説明を省略す
る。また、図２では、ガイドスリーブ６は断面Ｃ字状に
形成されているが、図６では、断面形状を上向きコ字状
にしてガイドスリーブ２１を形成する。その他の構成は
図２と同一であるから説明を省略する。

【００２８】図７は、図５に示すフェルール接合材２０
を図６に示すガイドスリーブ２１に挿入した状態を示す
もので、その他の構成は図３と同一であるから説明を省
略する。

【００２９】図８及び図９は、フェルール接合材及びガ
イドスリーブ他の変形例を示すもので、図１では、フェ
ルール接合材１は円柱状のフェルールを切り欠くことで
形成されているが、図８では、台形状のフェルールを切
り欠くことでフェルール接合材３０を形成している。そ
の他の構成は図１と同一であるから説明を省略する。

【００３０】また、図２では、ガイドスリーブ６は断面
Ｃ字状に形成されているが、図９では、断面台形状の筒
形にしてガイドスリーブ３１を形成する。その他の構成
は図２と同一であるから説明を省略する。

【００３１】図１０は、図８に示すフェルール接合材３
０を図９に示すガイドスリーブ３１に挿入した状態を示
すもので、その他の構成は図３と同一であるから説明を
省略する。

【００３２】前記２つの変形例のように、フェルール接
合材２０、３０とガイドスリーブ２１、３１を四角形状
や台形状にすると、ガイドスリーブ２１、３１に対して
フェルール接合材２０、３０が回動することが防止さ
れ、このため突き合わせ時に傾斜面５、５同士が周方向
にずれることがなく位置決めが確実になり、これによっ
て光フィルタ８をフェルール接合材２０、３０間に介在
させる操作が容易になる。このような観点からすれば、
前記の如く、四角形状や台形状に限ることなく、多角形
状であれば同様の作用効果が得られることになる。

【００３３】図１１は、複数のフェルール接合材1を直
列に配列した第２の実施の形態を示すもので、フェルー
ルの両端部を段部に形成した両面接合用フェルール接合
材1ａを直列に配列して中央部に配置すると共に、フェ
ルールの一端部を段部に形成した片面接合用フェルール
接合材１ｂを両面接合用フェルール接合材１ａの両端に
配置して、隣接する接合用フェルール接合材をガイドス
リーブ６に挿入することで、光フィルタ８を介して光フ
ァイバの端面を突き合わせることで光結合させている。

【００３４】図１２は、フェルールの一端部を切り欠い
て段部に形成した一対の片面接合用フェルール接合材１
ｂ、１ｂを、ガイドスリーブ６に挿入することで、光フ
ィルタ8を介して光ファイバ４端面を突き合わせてユニ
ット４０を形成し、これらユニットを直列に配列して、
隣接するユニットの光ファイバ４同士を光結合させた第
３の実施の形態を示すもので、このようにすれば、４波
長、８波長等３波長以上を多重伝送するＷＤＭシステム
にも利用することができる。

【００３５】なお、図１１及び図１２では、フェルール
接合材２０、３０及びガイドスリーブ２１、３１として
図１及び図２に示すものを用いたが、これに限らず図
５、図６、図８、図９に示すものを使用してもよく、図
４、図７、図１０に示す各モジュールをプリント基板に
実装することも可能である。

【００３６】また図１３ないし図１８は、図１ないし図
４に示す光送受信モジュールの製造方法を示す第４の実
施の形態で、次にその製造方法を説明する。

【００３７】まず、第１工程では、図１３に示すよう
に、光ファイバ４からその被覆材４ｂを剥がす。第２工
程では、図１４に示すように、被覆材４ｂを剥がして剥
き出しになった光ファイバ４部分に筒状のフェルール４
ｃを嵌め込む。

【００３８】第３工程では、図１５に示すように、フェ
ルール４ｃの端部に段部２を形成する。その際使用する
切断刃としては、ダイヤモンド付きのブレードと呼ばれ
るのこぎりを使用する。ブレードには幅広のものと幅狭
のものとがあり、幅広のものは荒削り用に使用し、幅狭
のものは精度を出すための研磨用に使用する。

【００３９】まず、フェルール４ｃの一端上部を、幅広
のブレードで径方向に切り込む。

【００４０】このときブレードの先端が光ファイバ４の
外周面に達するように切り込むが、コアには達しないよ
うにする。

【００４１】その後軸方向にブレードを移動させて、フ
ェルール４ｃの端部と光ファイバ４の一部を同時に切り
欠くことにより段部２をおおまかに形成する。

【００４２】次いで幅狭のブレードを用いて、段部２の
平坦面３と光ファイバ４の切り欠き面４ａを同時に研磨
することにより精度を出す。

【００４３】第４工程では、図１６に示すように、段部
２の端面を光ファイバ４とともに斜め下に切削して傾斜
面５を形成した後、その傾斜面５を研磨して一対のフェ
ルール接合材１、１を形成する。

【００４４】第５工程では、図１７に示すように、フェ
ルール接合材１、１を位置決め用のガイドスリーブ６に
挿入して、光ファイバ４、４の端面同士を光フィルタ８
を介して突き合わせする。

【００４５】第６工程では、図１８に示すように、ガイ
ドスリーブ６の窓部７より受光素子９を挿入して、光フ
ァイバ４の切り欠き面４ａに受光素子９の受光面を結
合、たとえば直付けし、接着剤により平坦面３に受光素
子９を固定するもので、得られた光送受信モジュール
は、光ファイバ４と受光素子９の間に接着剤層が存在し
ないことから透明性の低い接着剤が使用でき、これによ
って使用できる接着剤材料の範囲が広がると同時に、光
ファイバ４と受光素子９が近接して光が拡散する前に光
信号の受け渡しができるため、結合効率も向上する。

【００４６】なお光ファイバ４の切り欠き部４ａに発光
素子１０を直付け等により結合しても同様な効果が得ら
れるものである。

【００４７】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように、フェルー
ルの一端側を切り欠く際、光ファイバの一部も切り欠い
て切り欠き面を形成し、切り欠き面に受光素子または発
光素子を結合したことから、光ファイバと受光素子また
は発光素子の間に接着剤層が存在しないため、透明性の
低い接着剤で受光素子を平坦面に固定でき、これによっ
て使用できる接着剤材料の範囲が広がるため、安価な接
着剤を使用することにより接着剤のコスト低減が図れる
と共に、光ファイバと受光素子の受光面や発光素子の発
光面が近接して光が拡散する前に光信号の受け渡しがで
きるため、結合効率も向上する。

【００４８】またフェルール接合材をガイドスリーブに
挿入して位置決めを行うと共に、ガイドスリーブを切り
欠いて窓部を形成し、窓部を前記光ファイバの光結合部
の上方に位置させたことから、各光ファイバの芯合せが
精度よく行える上、受光素子または発光素子が劣化した
場合、窓部より交換等の作業が行えるため、メンテナン
スも容易になる。

【００４９】さらに光ファイバから被覆材を除去する第
１工程と、被覆材除去部分にフェルールを嵌め込む第２
工程と、フェルールの端部及び光ファイバの一部を切り
欠いて、フェルールの端部に段部と平坦面を、そして光
ファイバに切り欠き面を形成する第３工程と、段部の端
面を斜めに切除して、各フェルール接合材に傾斜面に形
成する第４工程と、フェルール接合材を位置決めして、
光ファイバの端面同士を光フィルタまたはハーフミラー
を介して突き合わせる第５工程と、光ファイバの切り欠
き面に受光素子または発光素子を結合する第６工程とと
からなる製法でモジュールを製造するため、製造工程の
短縮化と製造コストの削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態になる光送受信モジ
ュールを構成するフェルール接合材の断面図

【図２】（イ）は本発明の第１の実施の形態になる光送
受信モジュールを構成するフェルール接合材の断面図
（ロ）は（イ）のＡ方向からの矢視図

【図３】本発明の第１の実施の形態になる光送受信モジ
ュールを構成するガイドスリーブの断面図

【図４】本発明の第１の実施の形態になる光送受信モジ
ュールを構成するフェルール接合材をガイドスリーブに
挿入した状態を示す断面図

【図５】本発明の第１の実施の形態になる光送受信モジ
ュールを構成するフェルール接合材の変形例を示す断面
図

【図６】本発明の第１の実施の形態になる光送受信モジ
ュールを構成するガイドスリーブの変形例を示す断面図

【図７】前記変形例になるフェルール接合部材を、前記
変形例になるガイドスリーブに挿入した状態を示す断面
図

【図８】本発明の第１の実施の形態になる光送受信モジ
ュールを構成するフェルール接合材の他の変形例を示す
断面図

【図９】本発明の第１の実施の形態になる光送受信モジ
ュールを構成するガイドスリーブの他の変形例を示す断
面図

【図１０】前記他の変形例になるフェルール接合部材
を、前記他の変形例になるガイドスリーブに挿入した状
態を示す断面図

【図１１】本発明の第２の実施の形態になる光送受信モ
ジュールを示す断面図

【図１２】本発明の第３実施の形態になる光送受信モジ
ュールを示す断面図

【図１３】本発明の第４の実施の形態になる光送受信モ
ジュールの製造方法の第１工程を示す光ファイバの断面
図

【図１４】本発明の第４の実施の形態になる光送受信モ
ジュールの製造方法の第２工程を示すフェルール嵌合状
態の断面図

【図１５】（イ）は本発明の第４の実施の形態になる光
送受信モジュールの製造方法の第３工程を示す段部形成
状態の断面図（ロ）は（イ）のＡ方向からの矢視図

【図１６】本発明の第４の実施の形態になる光送受信モ
ジュールの製造方法の第４工程を示す斜面形成状態の断
面図

【図１７】本発明の第４の実施の形態になる光送受信モ
ジュールの製造方法の第５工程を示す光ファイバの結合
状態の断面図

【図１８】本発明の第４の実施の形態になる光送受信モ
ジュールの製造方法により製造された光送受信モジュー
ルの断面図

【図１９】従来の光送受信モジュールの製造方法を示す
説明図

【図２０】従来の光送受信モジュールの製造方法を示す
説明図

【図２１】従来の光送受信モジュールの製造方法を示す
説明図

【図２２】従来の光送受信モジュールの製造方法を示す
説明図

【図２３】従来の光送受信モジュールの製造方法を示す
説明図

【符号の説明】

１、１ フェルール接合材 ２ 段部 ３ 段部の平坦面 ４ 光ファイバ ４a 切り欠き面 ６ ガイドスリーブ ７ 窓部 ８ 光フィルタ ９ 受光素子 １０ 発光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋谷 信幸 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 東郷 仁麿 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA02 BA11 CA10 CA37 DA03 DA06 DA15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバが埋設されたフェルールの一
   端側を切り欠くことにより、前記光ファイバの少なくと
   も一部が露出する平坦面を有する複数のフェルール接合
   材を形成し、かつ前記フェルール接合材の一端側に傾斜
   面を形成して、これら傾斜面を光フィルタまたはハーフ
   ミラーを介して突き合わせることにより、前記光ファイ
   バを光結合したフェルールによる光送受信モジュールで
   あって、前記フェルールの一端側を切り欠く際、前記光
   ファイバの一部も切り欠いて切り欠き面を形成し、前記
   切り欠き面に受光素子または発光素子を結合したことを
   特徴とする光送受信モジュール。
2. 【請求項２】 前記フェルール接合材をガイドスリーブ
   に挿入して位置決めを行うと共に、前記ガイドスリーブ
   を切り欠いて窓部を形成し、前記窓部を前記光ファイバ
   の光結合部の上方に位置させてなる請求項１に記載の光
   送受信モジュール。
3. 【請求項３】 光ファイバから被覆材を除去する第１工
   程と、被覆材除去部分にフェルールを嵌め込む第２工程
   と、フェルールの端部及び光ファイバの一部を切り欠い
   て、フェルールの端部に段部と平坦面を、そして前記光
   ファイバに切り欠き面を形成する第３工程と、前記段部
   の端面を斜めに切除して、各フェルール接合材に傾斜面
   に形成する第４工程と、前記フェルール接合材を位置決
   めして、光ファイバの端面同士を光フィルタまたはハー
   フミラーを介して突き合わせる第５工程と、前記光ファ
   イバの切り欠き面に受光素子または発光素子を結合する
   第６工程と有することを特徴とする光送受信モジュール
   の製造方法。