【０００１】
【発明の属する技術】
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３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３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、ファイバスタブ２３の後端部の外周を、溶接に適した金属からなるホルダ２７に圧入すること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】
一方、上記光レセプタクル２８には、図４に示す様にホルダを使用しないタイプもある（特許文献２参照）。上記光レセプタクル２８は、図４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を、スリーブ２５に挿入把持した状態で、ケース２６に圧入固定する。
【００１１】
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。
【００１２】
また、ファイバスタブ２３は、図３に示すようなホルダ２７が存在せず、スリーブ２５を介してケース２６に圧入固定されるのみであるため、ホルダ２７に直接圧入により固定される場合よりも高い圧入強度が必要であり、１０ｋｇ以上に設定することが多い。
【００１３】
ところで近年、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、ケース２６の端面からファイバスタブ２３の端面２３ａの長さは短くすることが出来ず、ファイバスタブ２３の全長を短くする必要が生じている。
【００１４】
〔特許文献１〕
特開２００１−６６４６８号公報
〔特許文献２〕
特開平１０−３３２９８８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示したホルダ２７を用いたタイプの光レセプタクル２８では、ファイバスタブ２３を短くすると、ファイバスタブ２３のスリーブ挿入長さ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。
【００１６】
このように、保持状態が不安定であると、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だけでなく、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、光信号の導入導出が不能になる問題があった。
【００１７】
また、図４に示したホルダを用いないタイプの光レセプタクル２８では、ファイバスタブ２３はスリーブ２５を介してケース２６に圧入することにより固定されているため、スリーブ２５のみによってファイバスタブ２３を保持する場合と比較して、スリーブ２５にファイバスタブ２３を保持する強度が高まる。光レセプタクル２８の小型化を目的とした場合、上記のように光レセプタクル２８における光コネクタ３４との嵌合部は規格化されているため、ケース２６の端面からファイバスタブ２３の端面２３ａの長さは短くすることができず、ファイバスタブ２３の長さを短くしなければならず、図４に示した光レセプタクル２８では、スリーブ２５にファイバスタブ２３を保持する強度が高まっているため、ファイバスタブ２３の長さを短くできる。
【００１８】
しかしながら、ファイバスタブ２３がスリーブ２５に保持される強度は、ファイバスタブ２３の外径とスリーブ２５の内径の差及び、スリーブ２５の外径とケース２６の内径の差よって決まり、それぞれの差が大きいほどスリーブ２５にファイバスタブ２３が保持される強度は大きく、差が小さいほどスリーブ２５にファイバスタブ２３が保持される強度は小さくなるため、上記の差が過剰となる様なファイバスタブ２３、スリーブ２５、ケース２６の組み合わせが生じたとき、圧入力が過大となりファイバスタブ２３が破損し、使用が不可能になり歩留り悪化する。また、逆に上記の差が過小となる様なファイバスタブ２３、スリーブ２５、ケース２６の組み合わせが生じたときには、スリーブ２５にファイバスタブ２３が保持される強度が小さくなり、プラグフェルール３３ａをファイバ２３に当接した際、ファイバスタブ２３が移動し、相互の光ファイバが密着せず接続損失が増大し、歩留りが悪化するという問題が生じた。
【００１９】
以上述べた様に、光レセプタクルの小型化と歩留りを両立させることが困難であった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑みて、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し、且つ上記ホルダに固定したケースに収納するスリーブで、上記ファイバスタブの先端部を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先端部の外周面を上記スリーブを介して上記ケースで把持していることを特徴とするものである。
【００２１】
更に、上記把持領域に対応するケース外周に上記ホルダを当接させたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記ファイバスタブが上記スリーブに保持される長さは、上記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。
【００２３】
更にまた、上記スリーブにファイバスタブを挿入した長さよりも、上記ケースに把持されたスリーブの長さの方が短いことを特徴とするものである。
【００２４】
その上、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。
【００２５】
【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。
【００２６】
図１（ａ）は、本発明の光レセプタクル８の実施形態を示す中央縦断面図であり、フェルール１ａの貫通孔に光ファイバ１ｂを固定してなるファイバスタブ３の後端部をホルダ７に固定し、ファイバスタブ３の先端面に接続されるプラグフェルール１３（ａ）を保持し、且つ上記ホルダ７に固定したケース６に収納するスリーブ５で、上記ファイバスタブ３の先端部を保持することによって構成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
更に、プラグフェルール１３（ａ）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、スリーブ５の反対側より挿入され、その端面をプラグフェルール１３ａに保持された光ファイバ１３ｂとファイバスタブ３端面３ａの光ファイバ１ｂに接続されるものである。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
またさらに、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。
【００３２】
ここで、ファイバスタブ３の先端部の外周面をスリーブ５を介してケース６で把持していることが重要である。
【００３３】
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。
【００３４】
また、本発明の光レセプタクル８は、上記把持領域に上記ホルダ７を当接させることも重要である。これにより、例えばファイバスタブ３、スリーブ５、ケース６の各径の差が過小となるような組み合わせであっても、ファイバスタブ３の後端部がホルダ７に圧入保持され、且つ、ファイバスタブ３の先端部がスリーブ５、ケース６、ホルダ７で保持できることから、双方で十分な保持強度が得られる。この場合、ケース６の把持領域をホルダ７で把持するのが好ましい。ここで、把持領域とは、図１（ａ）のＬ３に示すスリーブ５のケース６との当接面である。
【００３５】
また、図１（ａ）に示すＬ１よりも上記ケース６のスリーブ把持長さＬ３の方長い場合、スリーブ５のＬ２部分の内径がケースにより締め付けられ、小さくなることにより、プラグフェルール１３ａのスリーブ５に対する挿入性が悪化する恐れがあるため、Ｌ３はＬ１より短くすることが好ましい。
【００３６】
さらに、ファイバスタブ３の外径をスリーブ５を介してケース６で把持することで、光レセプタクル８の小型化を実現することができる。これは、光レセプタクル８を小型化するためには、ファイバスタブ３を短くする必要があり、ファイバスタブ３のスリーブ挿入長さＬ１が短くなるが、スリーブ５によるファイバスタブ３の保持強度を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が密着し、低い接続損失を実現できる。
【００３７】
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。
【００３８】
更には、安定した保持状態であるため、相互の光ファイバ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。
【００３９】
また更に、図１に示すように、本発明の光レセプタクル８は、上記ファイバスタブ３の後端部をホルダ７にスリーブ５を介することなく圧入固定していることが重要である。
【００４０】
即ち、上記ファイバスタブ３の後端部をホルダ７にスリーブ５を介することなく圧入するため、ファイバスタブ３の圧入力は、ファイバスタブ３の外径とホルダ７の内孔の直径との差によってのみ決まり、前記ファイバスタブ３の外径とホルダ７内孔の直径のみを管理することだけで、圧入力が制御可能となるため、上記の差が過剰となることが極めて少なく、上記の差が過剰となることにより、圧入力が過大となりファイバスタブ３が破損し、使用が不可能になるという問題が回避可能である。また、同様の理由で上記の差が過小となることが極めて少なく、上記の差が過小となりファイバスタブ３の保持強度が小さくなり、プラグフェルール３３ａをファイバ２３に当接した際、ファイバスタブ２３が移動して、相互の光ファイバが密着せず接続損失が増大するという問題を防止することが出来る。
【００４１】
図１の実施形態は、光レセプタクルの小型化を目的として、ファイバスタブ３の長さを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、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がスリーブ５に保持される保持強度が十分得られるので、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をスリーブ５に保持する長さＬ２よりも短くすることができる。また、ファイバスタブ３の固定は、先端部と後端部で異ならせ、特に後端部は、ホルダ７によってのみでなされているため、ファイバスタブ３のホルダ７に対する圧入強度の管理が容易であり、圧入力強度の過大及び過小による歩留り悪化を防止できる。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
また、図１の実施形態に示す光レセプタクル８を用いて光モジュールを構成する場合には、図２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。
【００４６】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。
【００４７】
図１（ａ）に示す本発明の光レセプタクルを作製した。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、それらをケース６に圧入固定することによって構成されている。
【００４８】
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、ケース６はステンレスで形成している。
【００４９】
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１３（ａ）のスリーブ５に保持される長さＬ２を４ｍｍのものを用意した。
【００５０】
一方、比較例１として、上記と同じ寸法、材質、組み立て方法で、ケース６により、ファイバスタブ３が把持されず、ファイバスタブのスリーブに保持される長さＬ１を２ｍｍ、プラグフェルールのスリーブに保持される長さＬ２を４ｍｍのものを各１０個用意した。
【００５１】
更に、比較例２として、上記と同じ材質、組み立て方法でスタブスリーブに保持される長さＬ１を４ｍｍ、プラグフェルールのスリーブに保持される長さＬ２を４ｍｍとし、全長が２ｍｍ長い図３に示す従来タイプの光レセプタクル２８を１０個用意した。
【００５２】
それぞれにおいて、ファイバスタブ３とプラグフェルールを当接させ、接続損失を測定した。
【００５３】
その結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
その結果、比較例１では接続損失の平均が１．０９７ｄＢであったのに対し、本発明の実施例では、平均が０．１８１ｄＢになり、大幅に接続損失を低減できることが確認された。
【００５５】
また、比較例２では平均が０．１８８ｄＢであったのに対し、本発明の実施例では光レセプタクル８の全長が２ｍｍ短いにも関わらず、平均が０．１８１ｄＢであり、接続損失を増加させずに、光レセプタクル８の小型化が出来ることが確認された。
【００５６】
更に上記サンプルの各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。繰り返し接続損失はプラグフェルールのスリーブ５への挿入、離脱を繰り返すことで測定した。
【００５７】
その結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
比較例１では光コネクタ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ため、繰り返し再現性は平均が１．０８ｄＢであったのに対し、本発明の実施例では平均が０．０７ｄＢになり、大幅に改善出来ることが確認された。
【００５９】
また、比較例２では平均が０．０８ｄＢであったのに対し、本発明の実施例では光レセプタクル８の全長が２ｍｍ短いにも関わらず、平均が０．０７ｄＢであり、繰り返し再現性を損なうことなく、光レセプタクル８の小型化が出来ることが確認された。
【００６０】
【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、光レセプタクルとこれを用いた光モジュールにおいて、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し、且つ上記ホルダに固定したケースに収納するスリーブで、上記ファイバスタブの先端部を保持しており、ファイバスタブの外周をスリーブを介しケースにより把持していることで、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。
【００６１】
また、ファイバスタブはホルダに直接圧入固定されている為、圧入強度の管理が容易であることから歩留りが向上し、安価な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。
【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中央縦断面図であり、（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中央縦断面図である。
【図２】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中央縦断面図である。
【図３】従来の光レセプタクルを示す中央縦断面図である。
【図４】従来の光レセプタクルの他の例を示す中央縦断面図である。
【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：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]
[Technology to which the invention belongs]
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]
As shown in FIG. 3, a receptacle-type optical module to which a connector is connected among the optical modules includes an optical element 29 at one end of an optical receptacle 28 and an optical connector 34 at the other end. (See Patent Document 1).
[0004]
As shown in FIG. 3, the optical receptacle 28 is a fiber stub obtained by inserting and fixing a ferrule 21a made of a ceramic material such as zirconia or 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 press-fitted or fixed to the 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 is fixed with high accuracy by pressing the outer periphery of the rear end of the fiber stub 23 into a holder 27 made of 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]
On the other hand, there is a type in which the optical receptacle 28 does not use a holder as shown in FIG. 4 (see Patent Document 2). As shown in FIG. 4, 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. 23 is press-fitted and fixed to the case 26 while being inserted and gripped in the sleeve 25.
[0011]
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.
[0012]
Further, since the fiber stub 23 does not have the holder 27 as shown in FIG. 3 and is merely press-fitted and fixed to the case 26 via the sleeve 25, the fiber stub 23 is higher than the case where it is fixed directly to the holder 27 by press-fitting. Press-fit strength is required and is often set to 10 kg or more.
[0013]
By the way, 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 is standardized, the case 26 The length of the end face 23a of the fiber stub 23 from the end face cannot be shortened, and the total length of the fiber stub 23 needs to be shortened.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-66468 A [Patent Document 2]
JP-A-10-332988
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical receptacle 28 using the holder 27 shown in FIG. 3, when the fiber stub 23 is shortened, the sleeve insertion length L1 of the fiber stub 23 is shortened, and the holding strength of the fiber stub 23 by the sleeve 25 is reduced. Therefore, the holding becomes unstable, and there is a problem that the optical fibers do not adhere to each other when the plug ferrule 33a comes into contact with the plug ferrule 33a, thereby deteriorating the connection loss.
[0016]
As described above, when 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 with the optical connector 34, which not only deteriorates the reproducibility of the connection loss but also makes the holding state unstable. Therefore, there is a problem that a slip occurs in the connection portion between the optical fibers, and the end faces of the optical fibers 21b and 33b are damaged, so that introduction and derivation of an optical signal becomes impossible.
[0017]
In the optical receptacle 28 without the holder shown in FIG. 4, the fiber stub 23 is fixed by being pressed into the case 26 via the sleeve 25, so that the fiber stub 23 is held only by the sleeve 25. As compared with the case, the strength of holding the fiber stub 23 on the sleeve 25 is increased. When the size of the optical receptacle 28 is reduced, since the fitting portion of the optical receptacle 28 with the optical connector 34 is standardized as described above, the length of the end face 23a of the fiber stub 23 from the end face of the case 26 Cannot be shortened, and the length of the fiber stub 23 must be shortened. In the optical receptacle 28 shown in FIG. 4, the strength of holding the fiber stub 23 on the sleeve 25 is increased. 23 can be shortened.
[0018]
However, the strength with which the fiber stub 23 is held by the sleeve 25 is determined by the difference between the outer diameter of the fiber stub 23 and the inner diameter of the sleeve 25 and the difference between the outer diameter of the sleeve 25 and the inner diameter of the case 26, and the respective differences are large. The stronger the fiber stub 23 is held by the sleeve 25, the smaller the difference is, the smaller the strength of holding the fiber stub 23 to the sleeve 25 is, so that the difference becomes excessive. When the combination of the cases 26 occurs, the press-in force becomes excessive, the fiber stub 23 is damaged, and the fiber stub 23 becomes unusable and the yield is deteriorated. Conversely, when a combination of the fiber stub 23, the sleeve 25, and the case 26 occurs such that the difference becomes too small, the strength of the fiber stub 23 held by the sleeve 25 decreases, and the plug ferrule 33a is connected to the fiber 23. In such a case, the fiber stub 23 moves, and the optical fibers do not adhere to each other, increasing the connection loss and deteriorating the yield.
[0019]
As described above, it has been difficult to achieve both miniaturization and yield of the optical receptacle.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, a rear end portion of a fiber stub in which an optical fiber is fixed to a through hole of a ferrule is fixed to a holder, a plug ferrule connected to a front end surface of the fiber stub is held, and fixed to the holder. An optical receptacle that holds the distal end of the fiber stub, wherein the outer peripheral surface of the distal end of the fiber stub is gripped by the case via the sleeve. It is assumed that.
[0021]
Further, the holder is brought into contact with the outer periphery of the case corresponding to the grip area.
[0022]
Further, a length in which the fiber stub is held by the sleeve is shorter than a length in which the plug ferrule is held.
[0023]
Further, the length of the sleeve gripped by the case is shorter than the length of the fiber stub inserted into the sleeve.
[0024]
In addition, 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.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1A is a central longitudinal sectional view showing an embodiment of an optical receptacle 8 of the present invention. A rear end of a fiber stub 3 in which an optical fiber 1b is fixed to a through hole of a ferrule 1a is attached to a holder 7. Holding the plug ferrule 13 (a) connected to the distal end face of the fiber stub 3 and holding the distal end of the fiber stub 3 with the sleeve 5 accommodated in the case 6 fixed to the holder 7; It is constituted by.
[0027]
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. The mirror surface is mirror-polished on an inclined surface of about 4 to 10 ° in order to prevent the reflected light reflected on the end face of 1b and returning to the optical element.
[0028]
Further, as shown in FIG. 1B, when exchanging an optical signal using this optical receptacle 8, the plug ferrule 13 (a) is inserted from the opposite side of the sleeve 5, and its end face is connected to the plug ferrule 13a. The optical fiber 13b held by the optical fiber 13a and the optical fiber 1b on the end face 3a of the fiber stub 3 are connected.
[0029]
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.
[0030]
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.
[0031]
Furthermore, since the case 6 does not need to consider wear resistance and weldability, 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.
[0032]
Here, it is important that the outer peripheral surface of the distal end of the fiber stub 3 is gripped by the case 6 via the sleeve 5.
[0033]
Thereby, the holding strength of the fiber stub 3 by the sleeve 5 can be increased.
[0034]
It is also important for the optical receptacle 8 of the present invention that the holder 7 is brought into contact with the gripping region. Thereby, for example, even if the difference between the diameters of the fiber stub 3, the sleeve 5, and the case 6 is too small, the rear end of the fiber stub 3 is pressed into the holder 7 and held. Can be held by the sleeve 5, the case 6, and the holder 7, so that sufficient holding strength can be obtained in both cases. In this case, it is preferable to hold the holding area of the case 6 with the holder 7. Here, the grip region is a contact surface of the sleeve 5 with the case 6 shown in L3 of FIG.
[0035]
When the sleeve gripping length L3 of the case 6 is longer than L1 shown in FIG. 1A, the inner diameter of the L2 portion of the sleeve 5 is tightened by the case and becomes smaller, so that the sleeve 5 of the plug ferrule 13a becomes smaller. It is preferable that L3 be shorter than L1 because there is a possibility that the insertion property to the A may deteriorate.
[0036]
Furthermore, by holding the outer diameter of the fiber stub 3 with the case 6 via the sleeve 5, the size of the optical receptacle 8 can be reduced. This is because, in order to reduce the size of the optical receptacle 8, it is necessary to shorten the fiber stub 3, and the length L1 of inserting the sleeve of the fiber stub 3 becomes short, but the holding strength of the fiber stub 3 by the sleeve 5 is reduced. The optical fiber can be stably held without contact, and the optical fibers are in close contact with each other when the plug ferrule 13a is brought into contact, so that a low connection loss can be realized.
[0037]
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.
[0038]
Furthermore, since the holding state is stable, no slip occurs between the optical fiber connecting portions, the end faces of the optical fibers 1b and 13b are not damaged, and the reliability in introducing and guiding optical signals can be improved. it can.
[0039]
Further, as shown in FIG. 1, it is important that the rear end of the fiber stub 3 is press-fitted and fixed to the holder 7 without interposing the sleeve 5 in the optical receptacle 8 of the present invention.
[0040]
That is, since the rear end of the fiber stub 3 is press-fitted into the holder 7 without passing through the sleeve 5, the press-fitting of the fiber stub 3 is performed by the difference between the outer diameter of the fiber stub 3 and the diameter of the inner hole of the holder 7. The pressure input can be controlled only by managing the outer diameter of the fiber stub 3 and the diameter of the inner hole of the holder 7, so that the above difference is extremely small, and the above difference is extremely small. Excessive force can cause a problem that the press-in force is excessive and the fiber stub 3 is damaged, making it impossible to use. Further, for the same reason, the difference is extremely small, and the difference is too small, the holding strength of the fiber stub 3 is reduced. When the plug ferrule 33a contacts the fiber 23, the fiber stub 23 It is possible to prevent the problem that the optical fibers move and do not adhere to each other to increase the connection loss.
[0041]
In the embodiment of FIG. 1, the length of the fiber stub 3 can be reduced for the purpose of miniaturizing the optical receptacle. In general, the fitting portion of the optical receptacle 8 with the optical connector 14 is standardized, so that the length of the end face 3a of the fiber stub 3 from the end face of the case 6 cannot be shortened. Must be shorter. According to the above-described embodiment, the fiber stub 3 has sufficient holding strength for holding the sleeve 5, so that the length L 1 of the fiber stub 3 held on the sleeve 5 holds the plug ferrule 13 a on the sleeve 5. It can be shorter than the length L2. Further, the fixing of the fiber stub 3 is made different at the front end portion and the rear end portion. In particular, since the rear end portion is made only by the holder 7, the press-fitting strength of the fiber stub 3 into the holder 7 can be easily managed. In addition, it is possible to prevent the yield from deteriorating due to an excessively large or small pressurized force.
[0042]
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.
[0043]
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.
[0044]
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.
[0045]
When an optical module is configured using the optical receptacle 8 shown in the embodiment of FIG. 1, the optical element 9 and the lens 10 are disposed on the end face side of the optical receptacle 8 provided with the fiber stub 3 as shown in FIG. The optical connector 14 provided with the plug ferrule 13a is inserted into the sleeve 5 from the other end surface of the optical receptacle 8 by welding at the joint portion 4, and the end surface of the optical fiber 1b and the optical fiber 13b The optical signal can be exchanged by bringing the end face into contact with the end face. 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.
[0046]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described.
[0047]
The optical receptacle of the present invention 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 case 6 for fixing.
[0048]
The ferrule 1a and the sleeve 5 are formed of zirconia, and the holder 7 and the case 6 are formed of stainless steel.
[0049]
A length L1 of the fiber stub 3 held by the sleeve 5 was 2 mm, and a length L2 of the plug ferrule 13 (a) held by the sleeve 5 was 4 mm.
[0050]
On the other hand, as Comparative Example 1, with the same dimensions, material, and assembling method, the fiber stub 3 was not gripped by the case 6 and the length L1 held by the sleeve of the fiber stub was 2 mm and held by the sleeve of the plug ferrule. Ten pieces each having a length L2 of 4 mm were prepared.
[0051]
Further, as Comparative Example 2, the length L1 held in the stub sleeve by the same material and assembling method as described above is 4 mm, the length L2 held in the sleeve of the plug ferrule is 4 mm, and the total length is shown in FIG. Ten conventional optical receptacles 28 were prepared.
[0052]
In each case, the fiber stub 3 was brought into contact with the plug ferrule, and the connection loss was measured.
[0053]
Table 1 shows the results.
[0054]
[Table 1]
As a result, while the average of the connection loss was 1.097 dB in Comparative Example 1, the average was 0.181 dB in the example of the present invention, and it was confirmed that the connection loss could be significantly reduced.
[0055]
Also, in Comparative Example 2, the average was 0.188 dB, whereas in the example of the present invention, the average was 0.181 dB, despite the total length of the optical receptacle 8 being 2 mm shorter, which increased the connection loss. However, it was confirmed that the optical receptacle 8 could be downsized.
[0056]
Further, using each one of the above samples, the connection loss was repeatedly measured, and the reproducibility of the repeat showing the difference between the maximum value and the minimum value was evaluated. The repeated connection loss was measured by repeatedly inserting and removing the plug ferrule into and from the sleeve 5.
[0057]
Table 2 shows the results.
[0058]
[Table 2]
In Comparative Example 1, since the holding state of the fiber stub 3 by the sleeve 5 is different each time the optical connector is brought into contact, the average repetition reproducibility was 1.08 dB. 07 dB, and it was confirmed that it could be greatly improved.
[0059]
In contrast, in Comparative Example 2, the average was 0.08 dB, whereas in the example of the present invention, the average was 0.07 dB, despite the overall length of the optical receptacle 8 being 2 mm shorter, impairing repetitive reproducibility. It was confirmed that the size of the optical receptacle 8 could be reduced without any problem.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical receptacle of the present invention, in the optical receptacle and the optical module using the same, the rear end of the fiber stub in which the optical fiber is fixed to the through hole of the ferrule is fixed to the holder, A sleeve that holds the plug ferrule connected to the distal end surface of the stub and that is housed in a case fixed to the holder, holds the distal end of the fiber stub, and grips the outer periphery of the fiber stub with the case via the sleeve. By doing so, the holding power of the fiber stub by the sleeve is increased, and 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, and low connection is achieved. Small optical receptacle with high loss and high reproducibility, and optical module using optical receptacle It can be realized.
[0061]
In addition, since the fiber stub is directly press-fitted and fixed to the holder, it is easy to control the press-fitting strength, thereby improving the yield and realizing an inexpensive small optical receptacle and an optical module using the optical receptacle. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a central longitudinal sectional view showing one embodiment of an optical receptacle of the present invention, and FIG. 1B is a central longitudinal sectional view showing a state in which a plug ferrule is connected to a fiber stub of FIG. FIG.
FIG. 2 is a central longitudinal sectional view showing an optical module using the optical receptacle of the present invention shown in FIG.
FIG. 3 is a central longitudinal sectional view showing a conventional optical receptacle.
FIG. 4 is a central longitudinal sectional view showing another example of the conventional optical receptacle.
[Explanation of symbols]
1a: Ferrule 1b: Optical fiber 2: Adhesive 3: Fiber stub 4: Welded part 5: Sleeve 6: 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
