JP2004151126A

JP2004151126A - Fiber stub and optical receptacle using the stub and optical module

Info

Publication number: JP2004151126A
Application number: JP2002312881A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mori; 敬司森
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical receptacle in which the number of parts is reduced and the cost is reduced. <P>SOLUTION: In the optical receptacle, the back tip portion of a fiber stub 1, into which an optical fiber 3 is inserted and fixed to the through-hole of a ferrule 2, is fixed to metal fittings 5, and the front tip portion is inserted into the inner hole of a sleeve 4. The ferrule 2 being used for the stub 1 has a small radius section 6 in one end and a large radius section 7 on the other end. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、ファイバスタブおよびこれを用いた光レセプタクルおよび光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気信号を光信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザー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光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４に示すように光レセプタクル１５の一端に光素子１６を備えるとともに、他端に光コネクタを着脱自在に接続するものである。
【０００４】
上記光レセプタクル１５は、ジルコニアからなるフェルール１７と、フェルール１７の内径に光ファイバ１８を挿入固定して得られたファイバスタブ１９の後端部をホルダ２０に圧入、または接着などで固定し、先端部をスリーブ２１の内径に挿入するとともに、ホルダ２０とスリーブケース２２を圧入、または接着、もしくは溶接等で固定することによって構成されている（特許文献１参照）。
【０００５】
さらに上述の光レセプタクル１５を用いて光モジュールを構成する場合は、光レセプタクル１５のファイバスタブ１９を備えた後端面側に、光素子１６とレンズ２３を備えたケース２４を溶接により接合し、光レセプタクル１５のもう一方の端面側よりスリーブ２１内にプラグフェルール８を挿入し、光ファイバ９の端面と光ファイバ１８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８、１７の外径はφ１〜３ｍｍ程度で、外径公差は±１μｍ以下で、その内径に備えられた光ファイバ９、１８の外径は１２５μｍ程度で、外径公差は±１μｍ程度で中心には光信号が伝搬する直径１０μｍ程度のコアがあり、該光ファイバ９及び１８のコア同士を損失の少ない接続とするため、それぞれの部品は高精度に加工されており、スリーブ２１によってファイバスタブ１９及びプラグフェルール８を安定且つ高精度に保持されている。
【０００７】
さらに、上記ファイバスタブ１９の端面とプラグフェルール８の端面は、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、ファイバスタブ１９の反対側の後端傾斜部は、ＬＤ等の光素子１６から出射された光が光ファイバ１８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、４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【０００８】
また、上記ファイバスタブ１９の該後端傾斜部には、レーザー光源への反射戻り光を防止する為、光アイソレータ２５を貼り付けている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−３１９２７４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示すような光レセプタクルの場合、ファイバスタブ１９の後端部をホルダ２０に圧入または接着などで固定したのち、ホルダ２０をファイバスタブ１９ごとスリーブケース２２に圧入、または接着、もしくは溶接等で固定する必要があるため、スリーブケース２２の製作費用分コストが大きくなり、作業時間が多くなるという課題を有していた。
【００１１】
また、ファイバスタブ１９、ホルダ２０、スリーブケース２２はそれぞれ寸法公差を持っているため、これらの部品を組立てることによって公差が累積して光軸がずれて結合効率が悪くなるという課題を有していた。
【００１２】
さらに、光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において、光レセプタクル１５に光コネクタのプラグフェルール８を挿入した際に光コネクタのバネ力によりファイバスタブ１５が光素子側に動いて、結合効率が悪化してしまうという課題を有していた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記に鑑みて本発明のファイバスタブは、フェルールの貫通孔に光ファイバを挿入固定したファイバスタブにおいて、上記フェルールは一方端に小径部を、他方端に大径部をそれぞれ有することを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明のファイバスタブは、上記小径部の直径をｄ（ｍｍ）、大径部の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、
ｄ＋０．３≦Ｄ≦６ｄ
０．５ｍｍ≦ｄ≦４ｍｍ
を満足するように形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに本発明の光レセプタクルは、上記ファイバスタブの小径部にスリーブを取付け、大径部を金具に取付けてなることを特徴とするものである。
【００１６】
またさらに、本発明の光モジュールは、上記光レセプタクルの後端側に、光素子を収納したケーシングを取り付けてなることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図であり、フェルール２に光ファイバ３を挿入固定してなるファイバスタブ１と、ファイバスタブ１の先端部を挿入固定するスリーブ４およびこれらを収納する金具５からなる。前記ファイバスタブ１は、先端部にスリーブ４の内径とほぼ同じ径を有する小径部６を有し、小径部よりやや大きな径を有する大径部７を後端部に備えており、この大径部７が金具５に圧入または接着されることにより、ファイバスタブ１自身の金具５への保持固定とスリーブ４が後端部方向へ抜けるのを防止するストッパーの役割をなしている。
【００１９】
本発明の光レセプタクルでは、前記ファイバスタブ１自身が金具への保持固定とスリーブ４が後端部方向へ抜けるのを防止するストッパーの役割をなしていることから、従来使用されてきたホルダ等の金具を使用する必要がなくなり、さらにホルダをスリーブケースに圧入、または接着、もしくは溶接等で固定する工程を削減することが可能となり、低コストで光レセプタクルを実現することが出来る。また部品点数が減ったことにより、各部品の公差の累積が小さくなるため、良好な結合効率を得ることが出来る。
【００２０】
また前記ファイバスタブ１は大径部７を設けたことから金具５との接触面積が大きくなるため、従来のファイバスタブ１よりも強固に固定することが可能となり、光レセプタクル１に光コネクタのプラグフェルール８を挿入した際に光コネクタのバネ力によりファイバスタブ１が動くことを防止することが出来る。
【００２１】
前記ファイバスタブ１の小径部６の表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）０．１〜１．６μｍ、大径部７は算術平均粗さ（Ｒａ）０．１〜６．３μｍ程度とすることが好ましい。小径部６の表面粗さが１．６μｍを超えると面の凹凸によってスリーブ４の内周面でファイバスタブ１を把持する部分が外周面全体にならず凸の部分で把持することになり接続損失が増大してしまう。大径部７の表面粗さは、小径部６の表面粗さよりわずかに大きくすることにより、前記のファイバスタブ１を強固に固定する効果がより一層期待できる。大径部７の表面粗さが６．３μｍを超えると外周面の凹凸により、ファイバスタブ１と光ファイバ３の中心の同心度が悪くなり、結合効率が悪化してまう。なお算術平均粗さＲａを０．１μｍより小さくすることは加工上非常に困難であり、また加工したとしてもコストが大幅に増大するため表面粗さは０．１μｍ以上あることが好ましい。
【００２２】
前記ファイバスタブ１の小径部６の径は、φ０．５〜４ｍｍ程度であり、特に光コネクタで一般的に使用されているφ１〜３ｍｍ程度がより望ましい。大径部７の径は、小径部６の直径をｄ（ｍｍ）、大径部７の直径をＤ（ｍｍ）としたとき、ｄ＋０．３≦Ｄ≦６ｄ、０．５ｍｍ≦ｄ≦４ｍｍとなることが望ましい。
【００２３】
大径部７はスリーブ４を後端部方向へ抜けるのを防止する役割を付与させる必要があるため、最小でもスリーブ４の肉厚と同寸法以上の０．３ｍｍ以上小径部６より大きいことが必要である。光モジュールとしたときに大径部７の径が６ｄ以上ある場合、光モジュールの寸法が大きくなり過ぎてしまうため、大径部７の径は６ｄ以下とすることが好ましい。
【００２４】
また前記ファイバスタブ１の小径部６の長さは、０．４ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。ファイバスタブ１の小径部６はスリーブ４に挿入固定されるため、０．４ｍｍより短い場合は固定する長さが不十分で安定してスリーブ４にファイバスタブ１を固定することが出来ない。小径部６の長さが１０ｍｍより長い場合、小径部６は全てスリーブ４に挿入固定されるためスリーブ４の寸法も長くなり、光レセプタクルの寸法が必要以上に大きくなる上、部材の寸法が大きくなることにより材料費、加工費が高くなってしまう。
【００２５】
さらに、前記ファイバスタブ１の大径部７の長さは、０．４ｍｍ〜１０ｍｍで、金具５への挿入性を考慮して小径部６側に０．０２ｍｍ〜１ｍｍ程度の面取りを設けることが好ましい。大径部７の長さが０．４ｍｍより短い場合は、金具５に固定する長さが不十分であり、特に圧入固定しようとする場合には欠けを生じてしまう恐れがある。また１０ｍｍより長い場合は、固定する金具５の寸法も大きくなるため、前述の小径部６の場合と同じように、光レセプタクルの寸法が必要以上に大きくなる上、部材の寸法が大きくなることにより材料費、加工費が高くなってしまう。面取り部が０．０２ｍｍより小さい場合は、金具５への挿入性を良好にする効果がほとんど得られず、１ｍｍより大きい場合は金具５へ固定する長さが不十分になってしまったり、小径部６と干渉してしまう可能性がある。
【００２６】
ここで、本発明の光レセプタクルに用いるファイバスタブ１に使用するフェルール２の加工方法を説明する。
【００２７】
先ず、フェルール２を例えばジルコニアセラミックスから形成する場合、予め射出成形、プレス成形、押出成形等の所定の成形法によってフェルール２となる円柱状もしくは直方体形状の成形体を得、その後、該成形体を１３００〜１５００℃で焼成し、小径部６と大径部７が出来るよう所定の寸法に切削加工または研磨加工を施す。なお、成形体に切削加工等によって予め小径部６と大径部７が出来るような形状を形成しておき、その後焼成を行ってもよい。
【００２８】
フェルール２はステンレス、りん青銅等の金属、エポキシ、液晶ポリマー等のプラスチックス、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスからなり、特に、ジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。具体的には、ＺｒＯ_２を主成分とし、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３などの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましく、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから、圧入によって固定する際に有利である。
【００２９】
また、スリーブ４はジルコニア、アルミナ、銅などの材料からなっている。主には耐摩耗性を考慮して、ジルコニアなどのセラミックス材料からなることが多い。
【００３０】
さらに金具５は光モジュールとしてケース１３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。
【００３１】
またさらに、スリーブ４の内径の表面荒さは挿入性を考慮して、Ｒａ０．２μｍ以下が望ましく、ファイバスタブ１の外径とスリーブ４の内径公差は低い接続損失を得るため、±１μｍ以下が望ましく、スリーブ４の内径寸法はファイバスタブ１を確実に保持するために、０．９８Ｎ以下の圧入になるよう設計することが望ましい。
【００３２】
次に、図１に示す本発明の光レセプタクルを用いて光モジュールを構成する場合は、図２に示すように光レセプタクルのファイバスタブ１を備えた端面側に、光素子１１とレンズ１２を備えたケース１３を、溶接により接合する。
【００３３】
ここで、上記ファイバスタブ１の該後端傾斜部には、レーザー光源への反射戻り光を防止する為、光アイソレータ１４を貼り付けている。
【００３４】
また、ケース１３は金具５と溶接することが多い為、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料からなっている。主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。
【００３５】
なお本発明の光レセプタクルは、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、上述の実施形態では、ファイバスタブ１が小径部６と大径部７の２つの径を有する段付き形状であったが、図３（ａ）、（ｂ）に示す断面図のように、小径部６からテーパ形状や曲面形状で径が大きくなる形状でもよく、また同図（ｃ）に示すように２つ以上の大径部７を設けても上述と同様の効果を奏することができる。
【００３６】
【実施例】
先ず、図１に示す光レセプタクルと、比較例として図４に示す光レセプタクルを作製した。
【００３７】
各ファイバスタブに用いたフェルールは、ジルコニアセラミックスからなり、押し出し成形によって円筒状のセラミックス成形体を得て焼成工程で焼き固め、切削加工を行って図１に示す形状のフェルール試料と図３に示す形状のフェルール試料を得た。
【００３８】
こうして得られたそれぞれのフェルールの貫通孔に光ファイバを挿入固定し、先端面を曲率半径２０ｍｍ程度の曲面に鏡面研磨し、反対側の後端部は、ＬＤ等の光素子から出射された光が光ファイバ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、８°の傾斜面に鏡面研磨を行い、ファイバスタブとした。
【００３９】
ついで得られたファイバスタブの先端側をスリーブへ挿入したものを金具へ挿入し、図１の本発明試料の場合はファイバスタブの後端側を金具へ圧入、比較例の試料はファイバスタブの後端側をホルダへ圧入したのちスリーブケースへファイバスタブごと圧入することによって光レセプタクルを作製した。
【００４０】
そして、各光レセプタクル試料の先端側からフェルールを挿入し、フェルール端部に荷重をかけてファイバスタブに負荷がかかるようにし、ファイバスタブの位置ズレをダイヤルゲージによって測定した。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１より明らかなように、本発明の光レセプタクルのファイバスタブの位置ズレは０〜０．２μｍ、平均ズレ量は０．０８μｍであったのに対し、従来の光レセプタクルのファイバスタブの位置ズレは１．１〜１６．４μｍ、平均ズレ量は８．３６μｍと大きなズレが生じることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のよう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挿入固定したファイバスタブの後端部を金具に固定し、先端部をスリーブの内孔に挿入する光レセプタクルにおいて、上記ファイバスタブに使用するフェルールが先端部が小径部で後端部が大径部となる２種類以上の径を有することから、従来使用されてきたホルダ等の金具を使用する必要がなくなり、さらにホルダをスリーブケースに圧入、または接着、もしくは溶接等で固定する工程を削減することが可能となり、低コストで光レセプタクルを実現することが出来るとともに、部品点数が減ったことにより、各部品の公差の累積が小さくなるため、本発明の光レセプタクルを用いて、結合効率が良好な光モジュールを容易に得ることが出来る。また、大径部を設けたことから金具との接触面積が大きくなるため、従来のファイバスタブよりも強固に固定することが可能となり、光レセプタクルに光コネクタのフェルールを挿入した際に光コネクタのバネ力によりファイバスタブが動くことを防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光モジュールの一実施形態を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のファイバスタブの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の光モジュールを示す断面図である。
【符号の説明】
１：ファイバスタブ
２：フェルール
３：光ファイバ
４：スリーブ
５：金具
６：小径部
７：大径部
８：プラグフェルール
９：光ファイバ
１０：光レセプタクル
１１：光素子
１２：レンズ
１３：ケース
１４：光アイソレータ
１５：光レセプタクル
１６：光素子
１７：フェルール
１８：光ファイバ
１９：ファイバスタブ
２０：ホルダ
２１：スリーブ
２２：スリーブケース
２３：レンズ
２４：ケース
２５：光アイソレータ[0001]
[Technology to which the Invention belongs]
The present invention relates to a fiber stub, an optical receptacle using the same, and an optical module.
[0002]
[Prior art]
An optical module for converting an electric signal into an optical signal has a structure in which an optical element of a semiconductor laser is housed in a case and an optical signal is derived through an optical fiber.
[0003]
As shown in FIG. 4, a receptacle-type optical module to which an optical connector is connected is provided with an optical element 16 at one end of an optical receptacle 15 and an optical connector is detachably connected to the other end. Things.
[0004]
The optical receptacle 15 has a ferrule 17 made of zirconia, and a rear end portion of a fiber stub 19 obtained by inserting and fixing an optical fiber 18 into the inner diameter of the ferrule 17 by press-fitting or fixing with an adhesive or the like to a holder 20. This is configured by inserting the portion into the inner diameter of the sleeve 21 and fixing the holder 20 and the sleeve case 22 by press-fitting, bonding, welding, or the like (see Patent Document 1).
[0005]
Further, when an optical module is configured using the optical receptacle 15 described above, an optical element 16 and a case 24 provided with a lens 23 are joined to the rear end face side provided with the fiber stub 19 of the optical receptacle 15 by welding to form an optical module. The plug ferrule 8 is inserted into the sleeve 21 from the other end face of the receptacle 15, and the end face of the optical fiber 9 is brought into contact with the end face of the optical fiber 18 to exchange optical signals.
[0006]
The outer diameter of the

ferrules

8 and 17 is about φ1 to 3 mm, the outer diameter tolerance is ± 1 μm or less, and the outer diameter of the

optical fibers

9 and 18 provided on the inner diameter is about 125 μm and the outer diameter tolerance is about ± 1 μm. At the center is a core having a diameter of about 10 μm through which an optical signal propagates. In order to connect the cores of the

optical fibers

9 and 18 with low loss, each component is processed with high precision. The stub 19 and the plug ferrule 8 are held stably and with high precision.
[0007]
Further, the end surface of the fiber stub 19 and the end surface of the plug ferrule 8 are mirror-polished to a curved surface having a radius of curvature of about 5 to 30 mm in order to reduce connection loss at the time of contact, and the rear end opposite to the fiber stub 19 The inclined portion is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 ° in order to prevent light emitted from the optical element 16 such as an LD from being reflected at the tip of the optical fiber 18 and returning to the optical element. I have.
[0008]
An optical isolator 25 is attached to the rear end inclined portion of the fiber stub 19 in order to prevent reflected light returning to the laser light source.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-319274
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of an optical receptacle as shown in FIG. 4, after fixing the rear end of the fiber stub 19 to the holder 20 by pressing or bonding, the holder 20 is pressed into the sleeve case 22 together with the fiber stub 19, or bonded, or Since it is necessary to fix the sleeve case 22 by welding or the like, there is a problem that the production cost of the sleeve case 22 is increased and the working time is increased.
[0011]
In addition, since the fiber stub 19, the holder 20, and the sleeve case 22 have dimensional tolerances, there is a problem that assembling these components accumulates the tolerances, deviates the optical axis, and deteriorates the coupling efficiency. Was.
[0012]
Further, in the receptacle type optical module to which the optical connector is connected, when the plug ferrule 8 of the optical connector is inserted into the optical receptacle 15, the fiber stub 15 moves toward the optical element due to the spring force of the optical connector, and the coupling is performed. There is a problem that the efficiency is deteriorated.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above, a fiber stub of the present invention is a fiber stub in which an optical fiber is inserted and fixed in a through hole of a ferrule, wherein the ferrule has a small diameter portion at one end and a large diameter portion at the other end. Things.
[0014]
Further, in the fiber stub of the present invention, when the diameter of the small diameter portion is d (mm) and the diameter of the large diameter portion is D (mm),
d + 0.3 ≦ D ≦ 6d
0.5mm ≦ d ≦ 4mm
Is formed to satisfy the following.
[0015]
Furthermore, the optical receptacle of the present invention is characterized in that a sleeve is attached to a small diameter portion of the fiber stub, and a large diameter portion is attached to a metal fitting.
[0016]
Still further, the optical module according to the present invention is characterized in that a casing accommodating an optical element is attached to a rear end side of the optical receptacle.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the optical receptacle of the present invention. The optical stub 1 is formed by inserting and fixing an optical fiber 3 into a ferrule 2, a sleeve 4 for inserting and fixing the tip of the fiber stub 1, and It consists of metal fittings 5 for storing these. The fiber stub 1 has a small-diameter portion 6 having a diameter substantially the same as the inner diameter of the sleeve 4 at the front end, and a large-diameter portion 7 having a diameter slightly larger than the small-diameter portion at the rear end. By press-fitting or bonding the portion 7 to the metal fitting 5, the fiber stub 1 serves as a stopper for holding and fixing the fiber stub 1 itself to the metal fitting 5 and preventing the sleeve 4 from coming off toward the rear end.
[0019]
In the optical receptacle of the present invention, the fiber stub 1 itself functions as a stopper for holding and fixing to the metal fitting and preventing the sleeve 4 from coming off in the direction of the rear end. There is no need to use metal fittings, and it is possible to reduce the number of steps for fixing the holder to the sleeve case by pressing, bonding, welding, or the like, thereby realizing an optical receptacle at low cost. Further, since the number of parts is reduced, the accumulation of the tolerances of each part is reduced, so that good coupling efficiency can be obtained.
[0020]
Further, since the fiber stub 1 is provided with the large-diameter portion 7, the contact area with the metal fitting 5 is increased, so that the fiber stub 1 can be fixed more firmly than the conventional fiber stub 1, and the plug of the optical connector is connected to the optical receptacle 1. When the ferrule 8 is inserted, the fiber stub 1 can be prevented from moving due to the spring force of the optical connector.
[0021]
The surface roughness of the small diameter portion 6 of the fiber stub 1 is arithmetic mean roughness (Ra) 0.1 to 1.6 μm, and the large diameter portion 7 is arithmetic mean roughness (Ra) 0.1 to 6.3 μm. Is preferred. If the surface roughness of the small diameter portion 6 exceeds 1.6 μm, the portion holding the fiber stub 1 on the inner peripheral surface of the sleeve 4 will not be the entire outer peripheral surface but will be gripped on the convex portion due to unevenness of the surface. Will increase. By making the surface roughness of the large diameter portion 7 slightly larger than the surface roughness of the small diameter portion 6, the effect of firmly fixing the fiber stub 1 can be further expected. If the surface roughness of the large diameter portion 7 exceeds 6.3 μm, the concentricity between the fiber stub 1 and the center of the optical fiber 3 is deteriorated due to the unevenness of the outer peripheral surface, and the coupling efficiency is deteriorated. It is extremely difficult to reduce the arithmetic mean roughness Ra to less than 0.1 μm in terms of processing, and even if the processing is performed, the cost is greatly increased. Therefore, the surface roughness is preferably 0.1 μm or more.
[0022]
The diameter of the small diameter portion 6 of the fiber stub 1 is about 0.5 to 4 mm, and more preferably about 1 to 3 mm, which is generally used for an optical connector. When the diameter of the small diameter portion 6 is d (mm) and the diameter of the large diameter portion 7 is D (mm), d + 0.3 ≦ D ≦ 6d, 0.5 mm ≦ d ≦ 4 mm. It is desirable to become.
[0023]
Since the large diameter portion 7 needs to have a role of preventing the sleeve 4 from coming off in the direction of the rear end portion, it is necessary that the large diameter portion 7 is at least 0.3 mm or more, which is equal to or greater than the thickness of the sleeve 4 and larger than the small diameter portion 6. is necessary. If the diameter of the large-diameter portion 7 is 6d or more when the optical module is used, the size of the optical module becomes too large. Therefore, the diameter of the large-diameter portion 7 is preferably 6d or less.
[0024]
Preferably, the length of the small diameter portion 6 of the fiber stub 1 is 0.4 mm to 10 mm. Since the small-diameter portion 6 of the fiber stub 1 is inserted and fixed in the sleeve 4, if the length is shorter than 0.4 mm, the length to be fixed is insufficient and the fiber stub 1 cannot be fixed to the sleeve 4 stably. When the length of the small diameter portion 6 is longer than 10 mm, the dimension of the sleeve 4 becomes longer because all of the small diameter portion 6 is inserted and fixed to the sleeve 4, the size of the optical receptacle becomes larger than necessary, and the size of the member becomes larger. As a result, material costs and processing costs increase.
[0025]
Furthermore, the length of the large-diameter portion 7 of the fiber stub 1 is 0.4 mm to 10 mm, and a chamfer of about 0.02 mm to 1 mm is provided on the small-diameter portion 6 side in consideration of the insertability into the metal fitting 5. preferable. When the length of the large diameter portion 7 is shorter than 0.4 mm, the length to be fixed to the metal fitting 5 is insufficient, and there is a possibility that chipping may occur particularly when press fitting is attempted. If the length is longer than 10 mm, the size of the metal fitting 5 to be fixed is also large, so that the size of the optical receptacle is unnecessarily large and the size of the member is large, as in the case of the small diameter portion 6 described above. Material cost and processing cost increase. When the chamfered portion is smaller than 0.02 mm, the effect of improving the insertability into the metal fitting 5 is hardly obtained. When the chamfered portion is larger than 1 mm, the length to be fixed to the metal fitting 5 becomes insufficient or the diameter becomes small. There is a possibility of interfering with the unit 6.
[0026]
Here, a method of processing the ferrule 2 used for the fiber stub 1 used for the optical receptacle of the present invention will be described.
[0027]
First, when the ferrule 2 is formed of, for example, zirconia ceramics, a columnar or rectangular parallelepiped shaped body to be the ferrule 2 is obtained in advance by a predetermined molding method such as injection molding, press molding, or extrusion molding. It is baked at 1300-1500 ° C. and cut or polished to a predetermined size so that the small diameter portion 6 and the large diameter portion 7 are formed. The compact may be formed in advance in a shape such that the small-diameter portion 6 and the large-diameter portion 7 are formed by cutting or the like, and then firing may be performed.
[0028]
The ferrule 2 is made of metal such as stainless steel, phosphor bronze, epoxy, plastics such as liquid crystal polymer, ceramics such as alumina and zirconia, and is particularly preferably formed of zirconia ceramics. Specifically, partial stabilization mainly comprising tetragonal crystal, containing ZrO ₂ as a main component, at least one of Y ₂ O ₃ , CaO, MgO, CeO ₂ , Dy ₂ O _{3 and the} like as a stabilizer. It is preferable to use zirconia ceramics, and such partially stabilized zirconia ceramics have excellent abrasion resistance and are appropriately elastically deformed, which is advantageous when fixed by press-fitting.
[0029]
The sleeve 4 is made of a material such as zirconia, alumina, and copper. It is often made of a ceramic material such as zirconia mainly in consideration of wear resistance.
[0030]
Further, since the metal fitting 5 is often welded to the case 13 as an optical module, it is made of a weldable material such as stainless steel, copper, iron, nickel or the like. Stainless steel is mainly used in consideration of corrosion resistance and weldability.
[0031]
Further, the surface roughness of the inner diameter of the sleeve 4 is desirably Ra 0.2 μm or less in consideration of insertability, and the tolerance of the outer diameter of the fiber stub 1 and the inner diameter of the sleeve 4 is desirably ± 1 μm or less in order to obtain a low connection loss. The inner diameter of the sleeve 4 is desirably designed so that the press fit is 0.98 N or less in order to securely hold the fiber stub 1.
[0032]
Next, when an optical module is configured using the optical receptacle of the present invention shown in FIG. 1, an optical element 11 and a lens 12 are provided on the end face side of the optical receptacle provided with the fiber stub 1 as shown in FIG. The case 13 is joined by welding.
[0033]
Here, an optical isolator 14 is attached to the rear end inclined portion of the fiber stub 1 in order to prevent reflected light returning to the laser light source.
[0034]
In addition, since the case 13 is often welded to the metal fitting 5, the case 13 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.
[0035]
The optical receptacle of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In the above-described embodiment, the fiber stub 1 has a small diameter. Although it was a stepped shape having two diameters of the part 6 and the large diameter part 7, as shown in the cross-sectional views shown in FIGS. The same effect as described above can be obtained by providing two or more large-diameter portions 7 as shown in FIG.
[0036]
【Example】
First, the optical receptacle shown in FIG. 1 and the optical receptacle shown in FIG. 4 as a comparative example were produced.
[0037]
The ferrule used for each fiber stub is made of zirconia ceramics. A cylindrical ceramic molded body is obtained by extrusion molding, baked in a firing process, and cut to form a ferrule sample having the shape shown in FIG. 1 and FIG. A ferrule sample having a shape was obtained.
[0038]
An optical fiber is inserted and fixed in the through-hole of each ferrule thus obtained, and the front end surface is mirror-polished to a curved surface with a radius of curvature of about 20 mm, and the rear end portion on the opposite side is a light beam emitted from an optical element such as an LD. In order to prevent reflected light from being reflected at the tip of the optical fiber and returning to the optical element, an 8 ° inclined surface was mirror-polished to obtain a fiber stub.
[0039]
Then, the obtained fiber stub was inserted into the sleeve with the leading end side inserted into the sleeve. In the case of the sample of the present invention shown in FIG. 1, the rear end side of the fiber stub was pressed into the fitting, and the sample of the comparative example was placed after the fiber stub. An optical receptacle was manufactured by press-fitting the end side into the holder and then press-fitting the entire fiber stub into the sleeve case.
[0040]
Then, a ferrule was inserted from the front end side of each optical receptacle sample, a load was applied to the end of the ferrule so that a load was applied to the fiber stub, and the misalignment of the fiber stub was measured with a dial gauge.
[0041]
[Table 1]

[0042]
As is clear from Table 1, the positional deviation of the fiber stub of the optical receptacle of the present invention was 0 to 0.2 μm and the average deviation was 0.08 μm, whereas the positional deviation of the fiber stub of the conventional optical receptacle was. Is 1.1 to 16.4 μm, and the average deviation amount is 8.36 μm, which indicates a large deviation.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the optical receptacle of the present invention is an optical receptacle in which an optical fiber is inserted and fixed in a through hole of a ferrule, a rear end of a fiber stub is fixed to a metal fitting, and a distal end is inserted into an inner hole of a sleeve. Since the ferrule used for the stub has two or more types of diameters, the tip part having a small diameter part and the rear end part having a large diameter part, it is not necessary to use a metal fitting such as a holder which has been conventionally used. It is possible to reduce the number of processes for press-fitting, bonding, or welding to the sleeve case, and realize an optical receptacle at low cost. Therefore, an optical module having good coupling efficiency can be easily obtained using the optical receptacle of the present invention. In addition, the provision of the large-diameter portion increases the contact area with the fitting, so that it can be fixed more firmly than the conventional fiber stub, and when the ferrule of the optical connector is inserted into the optical receptacle, the It is possible to prevent the fiber stub from moving due to the spring force.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the optical receptacle of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the optical module of the present invention.
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing another embodiment of the fiber stub of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a conventional optical module.
[Explanation of symbols]
1: Fiber stub 2: Ferrule 3: Optical fiber 4: Sleeve 5: Metal fitting 6: Small diameter portion 7: Large diameter portion 8: Plug ferrule 9: Optical fiber 10: Optical receptacle 11: Optical element 12: Lens 13: Case 14: Optical isolator 15: Optical receptacle 16: Optical element 17: Ferrule 18: Optical fiber 19: Fiber stub 20: Holder 21: Sleeve 22: Sleeve case 23: Lens 24: Case 25: Optical isolator

Claims

A fiber stub in which an optical fiber is inserted and fixed in a through hole of a ferrule, wherein the ferrule has a small diameter portion at one end and a large diameter portion at the other end.

When the diameter of the small diameter portion is d (mm) and the diameter of the large diameter portion is D (mm),
d + 0.3 ≦ D ≦ 6d
0.5mm ≦ d ≦ 4mm
The fiber stub according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.

An optical receptacle comprising a fiber stub according to claim 1 or 2, wherein a sleeve is attached to a small diameter portion, and a large diameter portion is attached to a metal fitting.

An optical module comprising a casing containing an optical element attached to a rear end of the optical receptacle according to claim 3.