JP2004117917A

JP2004117917A - Optical receptacle and optical module using the same

Info

Publication number: JP2004117917A
Application number: JP2002281927A
Authority: JP
Inventors: Naoki Konoshita; 此下　直樹; Kazuo Ujiie; 氏家　一男
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP4105924B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize low connection loss even when holding length of a fiber stub by a sleeve can not be sufficiently assured by miniaturizing an optical receptacle and an optical module using it by shortening the fiber stub. <P>SOLUTION: In the optical receptacle 8 constituted of press-fitting, fixing a rear end part of the fiber stub 3 consisting of fixing an optical fiber 1b to a through hole of a ferrule 1a is in a holder 7 and providing the sleeve 5 on an outer peripheral part of a tip part, outer diameter of the fiber stub 3 is made larger than outer diameter of a plug ferrule by 0.5 to 10μm and length L1 of the sleeve 5 to be held in the fiber stub 3 is made shorter than length L2 to be held by the sleeve 5 of the plug ferrule. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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ための光モジュールは、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。
【０００３】
上記光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、図５に示すように光レセプタクル２８の一端に光素子２９を備えるとともに、他端に光コネクタ３４を接続するものである（特許文献１参照）。
【０００４】
上記光レセプタクル２８は、図５に示すようにジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール２１ａと、該フェルール２１ａの貫通孔に石英ガラス等からなる光ファイバ２１ｂを挿入固定して得られたファイバスタブ２３の後端部をホルダ２７に圧入により固定し、先端部をスリーブ２５の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース２６に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【０００５】
さらに上述の光レセプタクル２８を用いて光モジュール３２を構成する場合は、光レセプタクル２８のファイバスタブ２３を備えた後端面側に、光素子２９とレンズ３０を備えたケース３１を溶接により接合し、光レセプタクル２８のもう一方の端面側よりスリーブ２５内にプラグフェルール３３ａを挿入し、光ファイバ２１ｂの端面と光ファイバ３３ｂの端面とを当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。
【０００６】
フェルール２１ａ、３３ａの外径公差は±１μｍ以下で、その内孔に備えられた光ファイバ２１ｂ、３３ｂの中心には光信号が伝搬する直径１０μｍ程度のコアがあり、各光ファイバ２１ｂ及び３３ｂのコア同士を損失の少ない接続とするため、スリーブ２５によってファイバスタブ２３及びプラグフェルール３３ａを安定且つ高精度に保持されている。
【０００７】
上記ファイバスタブ２３における光ファイバ２１ｂの端面２３ａは、当接時の接続損失を減らすために曲率半径５〜３０ｍｍ程度の曲面に鏡面研磨されており、反対側の端面２３ｂは、ＬＤ等の光素子２９から出射された光が光ファイバ２１ｂの先端部で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、光ファイバ２１ｂを挿通するフェルール２１ａとともに４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【０００８】
この光レセプタクル２８は、高硬度のセラミック材料からなるフェルール２１ａの外周の一端部を溶接に適した金属からなるホルダ２７に圧入により高精度に固定されている。
【０００９】
また、ホルダ２７は金属であり、セラミック材料からなるフェルールよりも熱膨張係数が大きいため、圧入強度は、高温時にホルダの保持強度を十分に確保する目的で、５Ｋｇｆ以上に設定することが多い。
【００１０】
近年、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２８も小型化が求められているが、光レセプタクル２８の光コネクタ３４との嵌合部は規格化されているため、スリーブケース２６の端面からファイバスタブ端面２３ａの長さは短くすることが出来ず、ファイバスタブ２３の長さを短くする必要が生じている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−６６４６８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光モジュールの小型化にともなってファイバスタブ２３の長さを短くすると、ファイバスタブ２３のスリーブ２５に保持される長さＬ１が短くなり、スリーブ２５によるファイバスタブ２３の保持強度が小さくなるため、保持が不安定となり、プラグフェルール３３ａと当接する際に相互の光ファイバが密着せず接続損失を悪くする問題があった。
【００１３】
また、保持状態が不安定であるため、光コネクタ３４を当接する毎にスリーブ２５によるファイバスタブ２３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。
【００１４】
更には、保持状態が不安定であるため、相互の光ファイバ接続部にすべりが生じ、光ファイバ２１ｂ及び３３ｂの端面に傷をつけることがあり、光信号の導入導出が不能になる問題があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光レセプタクルは、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後端部をホルダに圧入固定し、ファイバスタブの先端面に接続されるプラグフェルールを保持するためのスリーブを、上記ファイバスタブの先端部に保持してなる光レセプタクルであって、上記ファイバスタブの外径をプラグフェルールの外径よりも０．５〜１０μｍ大きくしたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の光レセプタクルは、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後端部をホルダに圧入固定し、上記ファイバスタブの先端部にスリーブを保持してなる光レセプタクルであって、上記スリーブのファイバスタブに保持される後端部における外径を他より大きくしたことを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、本発明の光レセプタクルは、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後端部をホルダに圧入固定し、上記ファイバスタブの先端部にスリーブを保持してなる光レセプタクルであって、上記スリーブのファイバスタブに保持される後端部における内径を他の部位より小さくしたことを特徴とするものである。
【００１８】
またさらに、本発明の光レセプタクルは、上記ファイバスタブにおけるスリーブに保持される長さがプラグフェルールが保持される長さよりも短いことを特徴とするものである。
【００１９】
さらにまた、本発明の光モジュールは、光レセプタクルの後端側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ものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
【００２１】
図１（ａ）は、本発明の光レセプタクル８の一実施形態を示す断面図であり、フェルール１ａと、該フェルール１ａの貫通孔に光ファイバ１ｂを挿入し、接着剤２で固定して得られたファイバスタブ３の後端部をホルダ７に圧入により固定し、先端部をスリーブ５の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース６に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【００２２】
また、上記ファイバスタブ３の端面３ａは、光コネクタとの接続損失を低減させるため曲率半径５〜３０ｍｍ程度の曲面状に加工され、端面３ｂはＬＤ等の光素子から出射された光が光ファイバ１ｂの端面で反射して光素子に戻る反射光を防止するため４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【００２３】
上記フェルール１ａ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５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１ａ及びスリーブ５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好ましい。
【００２４】
さらに、ホルダ７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。
【００２５】
またさらに、スリーブケース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７と熱膨張係数を合わせ、信頼性を高めるため、ホルダ７と同様、ステンレスを用いられることが多い。
【００２６】
ここで、本発明の光レセプタクル８は、上記ファイバスタブ３の外径をプラグフェルールの外径よりも０．５〜１０μｍ大きくしていることが重要である。
【００２７】
これにより、スリーブ５によるファイバスタブ３の保持強度を大きくすることができる。
【００２８】
上記プラグフェルールとは、図１（ｂ）に示すように、この光レセプタクル８を用いて光信号をやりとりする際に、ファイバスタブ３の反対側からスリーブ５に挿入され、このプラグフェルール１３ａに保持された光ファイバ１３ｂとファイバスタブ３の光ファイバ１ｂを接続するものであり、一般的にその径はφ２．４９９±０．０００５ｍｍまたはφ１．２４９±０．０００５ｍｍである。
【００２９】
上記ファイバスタブ３の外径をプラグフェルール１３ａの外径よりも０．５〜１０μｍ大きくすることで、スリーブ５による保持強度を向上させることができ、光レセプタクル８の小型化を実現することができる。ファイバスタブ３のスリーブ５に保持される長さＬ１が短くなってもスリーブ５によるファイバスタブ３の保持強度が小さくすることなく、安定した保持が可能となり、プラグフェルール１３ａと当接する際に相互の光ファイバ１ｂ及び１３ｂが密着し、低い接続損失となり、光レセプタクル８の小型化を実現できる。
【００３０】
また、安定した保持状態であるため、光コネクタ１４を当接する毎にスリーブ５によるファイバスタブ３の保持状態が異なることなく、高い接続損失の再現性が得られる。
【００３１】
更には、相互の光ファイバ１ｂ及び１３ｂの接続部にすべりが生じることなく、光ファイバ１ｂ及び１３ｂの端面を痛めず、光信号の導入導出に於ける信頼性を向上させることができる。
【００３２】
上記ファイバスタブ３の外径をプラグフェルール１３ａの外径より大きくする下限値を０．５μｍとするのは、スリーブ５によるファイバスタブ３の保持強度を保つために必要な寸法であり、０．５μｍ未満の場合、保持強度が不足し接続損失が増大する。一方、上限値１０μｍを越えると、スリーブ５の内径が過度に広げられ、プラグフェルール１３ａを挿入する側のスリーブ５の内径が大きくなり、プラグフェルール１３ａの保持強度が不足し接続損失が増大する。
【００３３】
上述と同様にファイアスタブ３の保持強度を向上させるための他の実施形態として、図２に示すように、スリーブ５のファイバスタブ３に保持される後端部における外径を他の部位より大きくすることによって、ファイバスタブ３を保持するスリーブ５の肉厚が大きくなり、保持強度を大きくすることができるため、ファイバスタブ３がスリーブ５に保持される長さＬ１が短くなっても、スリーブ５によるファイバスタブ３の保持強度が小さくなることはなく、安定した保持が可能となり、プラグフェルール１３ａと当接する際に相互の光ファイバ１ｂ及び１３ｂが密着し、低い接続損失を実現できる。これは、スリーブ５の外径を大きくすることで、肉厚が大きくなり、スリーブ５の内径が弾性変形しにくくなるため、保持強度を大きくすることができる。
【００３４】
なお、スリーブ５のファイバスタブ３を保持する後端部の肉厚は他より１０％以上厚くすることが好ましい。
【００３５】
また、同様な効果を得るためのもう１つの他の実施形態として、図３に示すように、スリーブ５のファイバスタブ３に保持される後端部における内径を他の部位より小さくすることによって、ファイバスタブ３を保持するスリーブ５の肉厚が大きくなり、保持強度を大きくすることができる。これは、ファイバスタブ３の外径を大きくすることと同じである。
【００３６】
なお、上記スリーブ５のファイバスタブ３を保持する後端部における内径を他の部位より０．５〜１０μｍ小さくすることが好ましい。
【００３７】
図１〜３の何れの実施形態においても、光レセプタクル８の小型化を目的として、ファイバスタブ３の長さは短くすることができる。一般に光レセプタクル８における光コネクタ１４との嵌合部は規格化されているため、スリーブケース６の端面からファイバスタブ３の端面３ａの長さは短くすることができず、ファイバスタブ３の長さを短くしなければならない。上述の実施形態によればファイバスタブ３のスリーブ５に保持される長さＬ１がプラグフェルール１３ａのスリーブ５に保持される長さＬ２よりも短くすることができる。
【００３８】
なお、上記ファイバスタブ３のスリーブ５に保持される長さＬ１は、プラグフェルール１３ａのスリーブ５に保持される長さＬ２よりも短くし、Ｌ１はスリーブ５の全長の４０％以下にしてある。
【００３９】
また、プラグフェルールの着脱の際、スリーブ５によるファイバスタブ３の保持状態を安定させるために、スリーブ５によるファイバスタブ３の保持強度は、スリーブ５によるプラグフェルール１３ａの保持強度と同じか、または大きい方が望ましい。
【００４０】
更に、フェルール１ａの外径とスリーブ５の内径の表面粗さは挿入性を考慮して、表面を算術平均粗さＲａで０．２μｍ以下が望ましく、フェルール１ａの外径とスリーブ５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５の内径寸法はフェルール１を確実に保持するために、１Ｋｇｆ以下の圧入になるよう設計することが望ましい。
【００４１】
また、図１〜３のそれぞれの実施形態に示す光レセプタクルを用いて光モジュールを構成する場合には、例えば図１の光レセプタクル８を用いて説明すると、図４に示すように光レセプタクル８のファイバスタブ３を備えた端面側に、光素子９とレンズ１０を備えたケース１１を接合部４で溶接により接合し、光レセプタクル８のもう一方の端面側よりスリーブ５内にプラグフェルール１３ａ備えた光コネクタ１４を挿入し、光ファイバ１ｂの端面と光ファイバ１３ｂの端面とを当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。また、ケース１１はホルダ５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。
【００４２】
【実施例】
（実施例１）
本発明の実施例を説明する。
【００４３】
図１（ａ）に示すような本発明の光レセプタクル８を作製した。図１に示すようにフェルール１ａの貫通孔に光ファイバ１ｂを接着剤２により固定してファイバスタブ３を形成し、ファイバスタブ３をホルダ７に圧入により固定し、先端部をスリーブ５の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース６に圧入固定することによって構成されている。
【００４４】
フェルール１ａとスリーブ５はジルコニアで形成し、ホルダ７、スリーブケース６はステンレスで形成している。
【００４５】
ファイバスタブ３の外径は、φ２．５０２±０．０００５ｍｍ、プラグフェルールの外径はＳＣコネクタの標準寸法のφ２．４９９±０．０００５ｍｍとし、ファイバスタブ３のスリーブ５に保持される長さＬ１を２ｍｍ、プラグフェルール１３ａのスリーブに保持される長さＬ２を４ｍｍのもの１０個用意した。
【００４６】
一方、比較例１として、図５に示すような光レセプタクル２８を作製した。上記と同じ寸法、材質、組み立て方法で、ファイバスタブ２３の外径をφ２．４９９±０．０００５ｍｍ、プラグフェルール３３ａの外径をφ２．４９９±０．０００５ｍｍとし、双方ともＳＣコネクタの標準寸法とし、ファイバスタブ２３のスリーブ２５に保持される長さＬ１を２ｍｍ、プラグフェルール３３ａのスリーブ２５に保持される長さＬ２を４ｍｍのものを１０個用意した。
【００４７】
更に、比較例２として、上記比較例１と同様な径のファイバスタブ２３を用意し、スリーブ２５に保持される長さＬ１を４ｍｍ、プラグフェルール３３ａのスリーブ２５に保持される長さＬ２を４ｍｍとし、光レセプタクル２８の全長が２ｍｍのものを１０個用意した。
【００４８】
それぞれにおいて、ファイバスタブとプラグフェルールを当接させ、接続損失を測定した。
【００４９】
その結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
その結果、本発明実施例では、接続損失の平均値が０．１８７ｄＢと非常に小さくなった。
【００５２】
これに対し、比較例１では接続損失の平均が１．１０７ｄＢ、また、比較例２では０．１９１ｄＢとなり、本発明実施例では光レセプタクルの全長が短いにも関わらず、接続損失を増加させずに、光レセプタクルの小型化が出来ることが確認された。
【００５３】
（実施例２）
更に、上記本発明実施例、比較例１の試料のうち各１個を用いて、繰り返し接続損失を測定し、最大値と最小値の差を示す繰り返し再現性を評価した。
【００５４】
なお、繰り返し接続損失はプラグフェルールをスリーブに挿入、離脱を繰り返した後に測定した値である。
【００５５】
その結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】

【００５７】
その結果、本発明実施例では繰り返し再現性が０．０７ｄＢであったのに対し、比較例１では光コネクタを当接する毎にスリーブによるファイバスタブの保持状態が異なるため、繰り返し再現性は１．１０ｄＢと非常に大きいことがわかる。
【００５８】
（実施例３）
更に、上記実施例１と同様な寸法、材質、組み立て方法で、ファイバスタブ３の外径をプラグフェルール１３ａの外径よりも大きくし、その差が０．２μｍ、０．５μｍ、１μｍ、３μｍ、５μｍ、８μｍ、１０μｍ、１３μｍとしたものを各１個用意した。
【００５９】
それぞれにおいて、繰り返し接続損失を測定し、最大値と最小値の差を示す繰り返し再現性を評価した。
【００６０】
その結果を表３に示す。
【００６１】
【表３】

【００６２】
その結果、ファイバスタブの径がプラグフェルールの径より０．５〜１０μｍ大きいものにおいては、再現性が０．１ｄＢ以下となりより接続損失を低下させることが確認された。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光レセプタクルによれば、ファイバスタブの外径をプラグフェルールの外径よりも０．５〜１０μｍ大きくしたことから、スリーブによるファイバスタブの保持力が大きくなり、ファイバスタブのスリーブ挿入長さが、プラグフェルールのスリーブ挿入長さよりも短くても、安定且つ高精度な接続を実現し、低い接続損失で、繰り返し再現性の高い、小型の光レセプタクル及び、光レセプタクルを用いた光モジュールを実現することができる。
【００６４】
また、スタブフェルールの外径をプラグフェルールの外径よりも０．５〜１０μｍ大きくすることは、技術的に容易であり、低価格で小型の光レセプタクルを実現することができる。
【００６５】
また、本発明の光レセプタクルは、スリーブのファイバスタブを保持する後端部における外径を他の部位より大きくする、もしくはスリーブのファイバスタブを保持する後端部における内径を他の部位より小さくしたことから、ファイバスタブのスリーブ挿入長さが、プラグフェルールのスリーブ挿入長さよりも短くても、安定且つ高精度な接続を実現し、低い接続損失で、繰り返し再現性の高く、小型の光レセプタクル及び光モジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す側面断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のファイバスタブにプラグフェルールを接続させた状態を示す側面断面図である。
【図２】本発明の光レセプタクルの第２の実施形態を示す側面断面図である。
【図３】本発明の光レセプタクルの第３の実施形態を示す側面断面図である。
【図４】図１に示す本発明の光レセプタクルを用いた光モジュールを示す側面断面図である。
【図５】従来の光モジュールを示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ａ：フェルール
１ｂ：光ファイバ
２：接着剤
３：ファイバスタブ
４：溶接部
５：スリーブ
６：スリーブケース
７：ホルダ
８：光レセプタクル
９：光素子
１０：レンズ
１１：ケース
１２：光モジュール
１３ａ：プラグフェルール
１３ｂ：光ファイバ
１４：光コネクタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical receptacle and an optical module using the same.
[0002]
[Prior art]
An optical module for converting an optical signal into an electric signal has a structure in which an optical element such as a semiconductor laser or a photodiode is housed in a case, and the optical signal is introduced or derived through an optical fiber.
[0003]
Among the optical modules, the receptacle type optical module to which a connector is connected has an optical element 29 at one end of an optical receptacle 28 and an optical connector 34 at the other end as shown in FIG. (See Patent Document 1).
[0004]
As shown in FIG. 5, the optical receptacle 28 is a fiber stub obtained by inserting and fixing a ferrule 21a made of a ceramic material such as zirconia and alumina, and an optical fiber 21b made of quartz glass or the like into a through hole of the ferrule 21a. The rear end 23 is fixed to the holder 27 by press fitting, the front end is inserted into the inner hole of the sleeve 25, and they are pressed into or adhesively fixed to the sleeve case 26.
[0005]
Further, when the optical module 32 is configured using the optical receptacle 28 described above, the case 31 provided with the optical element 29 and the lens 30 is joined to the rear end face side provided with the fiber stub 23 of the optical receptacle 28 by welding. A plug ferrule 33a is inserted into the sleeve 25 from the other end face of the optical receptacle 28, and the end face of the optical fiber 21b and the end face of the optical fiber 33b are brought into contact with each other to exchange optical signals.
[0006]
The outer diameter tolerance of the

ferrules

21a and 33a is ± 1 μm or less, and a core having a diameter of about 10 μm through which an optical signal propagates is provided at the center of the

optical fibers

21b and 33b provided in the inner holes. The fiber stub 23 and the plug ferrule 33a are stably and highly accurately held by the sleeve 25 so that the cores are connected with little loss.
[0007]
The end surface 23a of the optical fiber 21b in the fiber stub 23 is mirror-polished to a curved surface with a radius of curvature of about 5 to 30 mm in order to reduce connection loss at the time of contact, and the opposite end surface 23b is an optical element such as an LD. In order to prevent the light emitted from 29 from being reflected at the tip of the optical fiber 21b and returning to the optical element, the light is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 ° together with the ferrule 21a passing through the optical fiber 21b. I have.
[0008]
The optical receptacle 28 has one end on the outer periphery of a ferrule 21a made of a high-hardness ceramic material fixed with high precision to a holder 27 made of a metal suitable for welding.
[0009]
Since the holder 27 is made of metal and has a larger coefficient of thermal expansion than a ferrule made of a ceramic material, the press-fitting strength is often set to 5 kgf or more for the purpose of sufficiently securing the holding strength of the holder at high temperatures.
[0010]
In recent years, downsizing of the optical module has been demanded, and downsizing of the optical receptacle 28 has been demanded. However, since the fitting portion of the optical receptacle 28 with the optical connector 34 has been standardized, the sleeve case 26 has been required. The length of the fiber stub end face 23a from the end face cannot be shortened, and the length of the fiber stub 23 needs to be shortened.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-66468 A
[Problems to be solved by the invention]
However, if the length of the fiber stub 23 is shortened with the miniaturization of the optical module, the length L1 of the fiber stub 23 held by the sleeve 25 is shortened, and the holding strength of the fiber stub 23 by the sleeve 25 is reduced. However, there is a problem that the holding becomes unstable and the optical fibers do not adhere to each other when they come into contact with the plug ferrule 33a, thereby deteriorating the connection loss.
[0013]
Further, since the holding state is unstable, the holding state of the fiber stub 23 by the sleeve 25 is different every time the optical connector 34 is brought into contact, and there is a problem that the reproducibility of the connection loss is deteriorated.
[0014]
Furthermore, since the holding state is unstable, slippage occurs at the optical fiber connecting portions, and the end faces of the

optical fibers

21b and 33b may be damaged, so that there is a problem that introduction and extraction of optical signals cannot be performed. Was.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The optical receptacle of the present invention includes a sleeve for holding a plug ferrule connected to the front end surface of a fiber stub, by press-fitting and fixing a rear end portion of a fiber stub in which an optical fiber is fixed to a through hole of a ferrule, to a holder. An optical receptacle held at the tip of the fiber stub, wherein the outer diameter of the fiber stub is larger than the outer diameter of the plug ferrule by 0.5 to 10 μm.
[0016]
Further, the optical receptacle of the present invention is an optical receptacle having a rear end portion of a fiber stub in which an optical fiber is fixed in a through hole of a ferrule, being press-fitted and fixed in a holder, and a sleeve held in a tip end portion of the fiber stub. The outer diameter of the sleeve at the rear end held by the fiber stub is made larger than that of the other sleeve.
[0017]
Further, the optical receptacle of the present invention is an optical receptacle having a rear end portion of a fiber stub in which an optical fiber is fixed in a through-hole of a ferrule, being press-fitted and fixed in a holder, and a sleeve held in a tip end portion of the fiber stub. The inner diameter of the sleeve at the rear end portion held by the fiber stub is smaller than that of other portions.
[0018]
Still further, the optical receptacle of the present invention is characterized in that a length of the fiber stub held by the sleeve is shorter than a length of the fiber stub held by the plug ferrule.
[0019]
Still further, the optical module according to the present invention is characterized in that a case accommodating an optical element is attached to a rear end side of the optical receptacle.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing an embodiment of the optical receptacle 8 of the present invention, which is obtained by inserting a ferrule 1a and an optical fiber 1b into a through hole of the ferrule 1a and fixing the optical fiber 1b with an adhesive 2. The rear end portion of the fiber stub 3 is fixed to the holder 7 by press fitting, the front end portion is inserted into the inner hole of the sleeve 5, and they are press fitted or fixed to the sleeve case 6.
[0022]
The end surface 3a of the fiber stub 3 is processed into a curved surface having a radius of curvature of about 5 to 30 mm in order to reduce the connection loss with the optical connector, and the end surface 3b is used for light emitted from an optical element such as an LD. 1b is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 ° in order to prevent reflected light returning to the optical element after being reflected at the end face.
[0023]
The ferrule 1a is made of a ceramic material such as zirconia and alumina, and the sleeve 5 is made of a material such as zirconia, alumina and copper. It is preferable that both the ferrule 1a and the sleeve 5 be made of a ceramic material such as zirconia mainly in consideration of wear resistance.
[0024]
Further, since the holder 7 is often welded to the case as an optical module, the holder 7 is made of a weldable material such as stainless steel, copper, iron, and nickel. Stainless steel is mainly used in consideration of corrosion resistance and weldability.
[0025]
Further, since it is not necessary to consider wear resistance and weldability of the sleeve case 6, a wide range of materials such as stainless steel, copper, iron, nickel, plastic, zirconia, and alumina are used. As in the case of the holder 7, stainless steel is often used mainly for the purpose of matching the thermal expansion coefficient of the holder 7 and improving the reliability.
[0026]
Here, in the optical receptacle 8 of the present invention, it is important that the outer diameter of the fiber stub 3 is larger by 0.5 to 10 μm than the outer diameter of the plug ferrule.
[0027]
Thereby, the holding strength of the fiber stub 3 by the sleeve 5 can be increased.
[0028]
As shown in FIG. 1B, the plug ferrule is inserted into the sleeve 5 from the opposite side of the fiber stub 3 when exchanging an optical signal using the optical receptacle 8 and held by the plug ferrule 13a. The optical fiber 13b is connected to the optical fiber 1b of the fiber stub 3, and its diameter is generally 2.499 ± 0.0005 mm or 1.249 ± 0.0005 mm.
[0029]
By making the outer diameter of the fiber stub 3 larger than the outer diameter of the plug ferrule 13a by 0.5 to 10 μm, the holding strength by the sleeve 5 can be improved, and the optical receptacle 8 can be downsized. . Even if the length L1 of the fiber stub 3 held by the sleeve 5 is shortened, the holding strength of the fiber stub 3 by the sleeve 5 is not reduced, and stable holding becomes possible. The

optical fibers

1b and 13b are in close contact with each other, resulting in a low connection loss, so that the optical receptacle 8 can be downsized.
[0030]
In addition, since the holding state is stable, the holding state of the fiber stub 3 by the sleeve 5 does not change every time the optical connector 14 is brought into contact, and high connection loss reproducibility can be obtained.
[0031]
Further, no slip occurs at the connection between the

optical fibers

1b and 13b, the end faces of the

optical fibers

1b and 13b are not damaged, and the reliability in introducing and leading the optical signal can be improved.
[0032]
The lower limit for making the outer diameter of the fiber stub 3 larger than the outer diameter of the plug ferrule 13a is 0.5 μm, which is a dimension necessary for maintaining the holding strength of the fiber stub 3 by the sleeve 5. If less, the holding strength is insufficient and the connection loss increases. On the other hand, if it exceeds the upper limit of 10 μm, the inner diameter of the sleeve 5 is excessively widened, the inner diameter of the sleeve 5 on which the plug ferrule 13a is inserted becomes large, the holding strength of the plug ferrule 13a is insufficient, and the connection loss increases.
[0033]
As another embodiment for improving the holding strength of the fire tub 3 in the same manner as described above, as shown in FIG. 2, the outer diameter of the rear end portion of the sleeve 5 held by the fiber stub 3 is larger than that of other portions. By doing so, the thickness of the sleeve 5 holding the fiber stub 3 is increased, and the holding strength can be increased. Therefore, even if the length L1 at which the fiber stub 3 is held by the sleeve 5 is shortened, the sleeve 5 Therefore, the holding strength of the fiber stub 3 is not reduced, and stable holding becomes possible. When the fiber stub 3 comes into contact with the plug ferrule 13a, the

optical fibers

1b and 13b are in close contact with each other, and a low connection loss can be realized. This is because increasing the outer diameter of the sleeve 5 increases the wall thickness, and the inner diameter of the sleeve 5 is less likely to be elastically deformed, so that the holding strength can be increased.
[0034]
It is preferable that the thickness of the rear end of the sleeve 5 that holds the fiber stub 3 be at least 10% thicker than the others.
[0035]
Further, as another embodiment for obtaining the same effect, as shown in FIG. 3, the inner diameter of the rear end portion of the sleeve 5 held by the fiber stub 3 is made smaller than that of other portions. The thickness of the sleeve 5 holding the fiber stub 3 is increased, and the holding strength can be increased. This is the same as increasing the outer diameter of the fiber stub 3.
[0036]
It is preferable that the inner diameter of the rear end of the sleeve 5 that holds the fiber stub 3 is smaller by 0.5 to 10 μm than other portions.
[0037]
In any of the embodiments of FIGS. 1 to 3, the length of the fiber stub 3 can be shortened for the purpose of reducing the size of the optical receptacle 8. Generally, since the fitting portion of the optical receptacle 8 with the optical connector 14 is standardized, the length of the end face 3a of the fiber stub 3 from the end face of the sleeve case 6 cannot be shortened. Must be shortened. According to the above-described embodiment, the length L1 held by the sleeve 5 of the fiber stub 3 can be shorter than the length L2 held by the sleeve 5 of the plug ferrule 13a.
[0038]
The length L1 of the fiber stub 3 held by the sleeve 5 is shorter than the length L2 of the plug ferrule 13a held by the sleeve 5, and L1 is 40% or less of the entire length of the sleeve 5.
[0039]
When the plug ferrule is attached or detached, the holding strength of the fiber stub 3 by the sleeve 5 is equal to or greater than the holding strength of the plug ferrule 13a by the sleeve 5 in order to stabilize the holding state of the fiber stub 3 by the sleeve 5. Is more desirable.
[0040]
Further, the surface roughness of the outer diameter of the ferrule 1a and the inner diameter of the sleeve 5 is desirably 0.2 μm or less in arithmetic average roughness Ra in consideration of insertability. Is preferably ± 1 μm or less in order to obtain a low connection loss, and the inner diameter of the sleeve 5 is desirably designed to be press-fitted to 1 kgf or less in order to securely hold the ferrule 1.
[0041]
When an optical module is configured using the optical receptacle shown in each embodiment of FIGS. 1 to 3, for example, description will be made using the optical receptacle 8 of FIG. 1, and as shown in FIG. A case 11 provided with an optical element 9 and a lens 10 is joined to the end face provided with the fiber stub 3 by welding at a joint 4, and a plug ferrule 13 a is provided in the sleeve 5 from the other end face of the optical receptacle 8. The optical connector 14 is inserted, and the end face of the optical fiber 1b and the end face of the optical fiber 13b are brought into contact with each other to exchange optical signals. Since the case 11 is often welded to the holder 5, the case 11 is made of a weldable material such as stainless steel, copper, iron, and nickel. Stainless steel is mainly used in consideration of corrosion resistance and weldability.
[0042]
【Example】
(Example 1)
An embodiment of the present invention will be described.
[0043]
An optical receptacle 8 of the present invention as shown in FIG. As shown in FIG. 1, an optical fiber 1b is fixed to a through hole of a ferrule 1a with an adhesive 2 to form a fiber stub 3, the fiber stub 3 is fixed to a holder 7 by press fitting, and a distal end portion is formed in an inner hole of a sleeve 5. And press-fit them into the sleeve case 6 for fixing.
[0044]
The ferrule 1a and the sleeve 5 are made of zirconia, and the holder 7 and the sleeve case 6 are made of stainless steel.
[0045]
The outer diameter of the fiber stub 3 is φ2.502 ± 0.0005 mm, the outer diameter of the plug ferrule is φ2.499 ± 0.0005 mm, which is the standard dimension of the SC connector, and the length L1 of the fiber stub 3 held by the sleeve 5 is Were prepared with a length of 2 mm and a length L2 of 4 mm held by the sleeve of the plug ferrule 13a.
[0046]
On the other hand, as Comparative Example 1, an optical receptacle 28 as shown in FIG. With the same dimensions, materials, and assembling method, the outer diameter of the fiber stub 23 is 2.499 ± 0.0005 mm and the outer diameter of the plug ferrule 33a is 2.499 ± 0.0005 mm, both of which are standard dimensions of the SC connector. Ten pieces each having a length L1 held by the sleeve 25 of the fiber stub 23 of 2 mm and a length L2 held by the sleeve 25 of the plug ferrule 33a of 4 mm were prepared.
[0047]
Further, as Comparative Example 2, a fiber stub 23 having the same diameter as that of Comparative Example 1 was prepared, and the length L1 held by the sleeve 25 was 4 mm, and the length L2 held by the sleeve 25 of the plug ferrule 33a was 4 mm. Ten optical receptacles having a total length of 2 mm were prepared.
[0048]
In each case, the fiber stub was brought into contact with the plug ferrule, and the connection loss was measured.
[0049]
Table 1 shows the results.
[0050]
[Table 1]

[0051]
As a result, in the example of the present invention, the average value of the connection loss was as extremely small as 0.187 dB.
[0052]
On the other hand, the average connection loss in Comparative Example 1 was 1.107 dB, and the average in Comparative Example 2 was 0.191 dB. In the embodiment of the present invention, the connection loss was not increased despite the short overall length of the optical receptacle. In addition, it was confirmed that the optical receptacle could be downsized.
[0053]
(Example 2)
Further, using one of each of the samples of the present invention and the comparative example 1, the connection loss was measured repeatedly, and the reproducibility showing the difference between the maximum value and the minimum value was evaluated.
[0054]
The repeated connection loss is a value measured after repeatedly inserting and removing the plug ferrule from the sleeve.
[0055]
Table 2 shows the results.
[0056]
[Table 2]

[0057]
As a result, the repetition reproducibility was 0.07 dB in the example of the present invention, whereas the holding state of the fiber stub by the sleeve was different each time the optical connector was abutted in Comparative Example 1, so that the reproducibility was 1. It turns out that it is as large as 10 dB.
[0058]
(Example 3)
Further, the outer diameter of the fiber stub 3 is made larger than the outer diameter of the plug ferrule 13a by the same size, material, and assembling method as in the first embodiment, and the difference is 0.2 μm, 0.5 μm, 1 μm, 3 μm, One each having 5 μm, 8 μm, 10 μm, and 13 μm was prepared.
[0059]
In each case, the connection loss was measured repeatedly, and the repeatability showing the difference between the maximum value and the minimum value was evaluated.
[0060]
Table 3 shows the results.
[0061]
[Table 3]

[0062]
As a result, it was confirmed that when the diameter of the fiber stub was larger than the diameter of the plug ferrule by 0.5 to 10 μm, the reproducibility was 0.1 dB or less and the connection loss was further reduced.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical receptacle of the present invention, since the outer diameter of the fiber stub is larger than the outer diameter of the plug ferrule by 0.5 to 10 μm, the holding force of the fiber stub by the sleeve increases, Even if the sleeve insertion length of the plug ferrule is shorter than the sleeve insertion length of the plug ferrule, it realizes stable and high-precision connection, uses a small optical receptacle with low connection loss, high repeatability, and a small optical receptacle. Optical module can be realized.
[0064]
Further, it is technically easy to make the outer diameter of the stub ferrule larger than the outer diameter of the plug ferrule by 0.5 to 10 μm, and a small-sized optical receptacle can be realized at low cost.
[0065]
Further, the optical receptacle of the present invention has an outer diameter at the rear end holding the fiber stub of the sleeve larger than other portions, or an inner diameter at the rear end holding the fiber stub of the sleeve smaller than other portions. Therefore, even if the sleeve insertion length of the fiber stub is shorter than the plug insertion length of the plug ferrule, stable and high-precision connection is realized, low connection loss, high repeatability, small optical receptacle and An optical module can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a side sectional view showing an embodiment of the optical receptacle of the present invention, and FIG. 1B is a side sectional view showing a state in which a plug ferrule is connected to the fiber stub of FIG. 1A. It is.
FIG. 2 is a side sectional view showing a second embodiment of the optical receptacle of the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view showing a third embodiment of the optical receptacle of the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing an optical module using the optical receptacle of the present invention shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a side sectional view showing a conventional optical module.
[Explanation of symbols]
1a: Ferrule 1b: Optical fiber 2: Adhesive 3: Fiber stub 4: Welded part 5: Sleeve 6: Sleeve case 7: Holder 8: Optical receptacle 9: Optical element 10: Lens 11: Case 12: Optical module 13a: Plug Ferrule 13b: Optical fiber 14: Optical connector

Claims

The rear end of the fiber stub in which the optical fiber is fixed in the through hole of the ferrule is press-fitted and fixed in the holder, and the sleeve for holding the plug ferrule connected to the front end surface of the fiber stub is connected to the front end of the fiber stub. An optical receptacle, wherein the outer diameter of the fiber stub is larger than the outer diameter of the plug ferrule by 0.5 to 10 μm.

A rear end of a fiber stub in which an optical fiber is fixed in a through hole of a ferrule is press-fitted and fixed in a holder, and an optical receptacle in which a sleeve is held at a front end of the fiber stub. An optical receptacle characterized by having an outer diameter at a rear end portion held larger than other portions.

A rear end of a fiber stub in which an optical fiber is fixed in a through hole of a ferrule is press-fitted and fixed in a holder, and an optical receptacle in which a sleeve is held at a front end of the fiber stub. An optical receptacle characterized in that an inner diameter of a held rear end portion is smaller than other portions.

The optical receptacle according to any one of claims 1 to 3, wherein a length of the fiber stub held by the sleeve is shorter than a length of the fiber stub held by the plug ferrule.

An optical module, wherein a case accommodating an optical element is attached to a rear end side of the optical receptacle according to any one of claims 1 to 4.