JP2005010477A

JP2005010477A - 光レセプタクル

Info

Publication number: JP2005010477A
Application number: JP2003174764A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Onozato; 小野里洋一; Akio Watanabe; 章夫渡辺; Tadato Kanaizuka; 金井塚唯人; Junji Iida; 飯田潤二
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】本発明は安価で小型の光通信モジュールの組み立てを可能とする光レセプタクルの提供を課題とする。
【解決手段】光ファイバ２０をその中心部に装着した内蔵フェルール２１と、割スリーブ２２と、スリーブケース２３と、フェルールホルダ２４とからなり、フェルールホルダ２４がその中心にキャピラリー２１が貫通しうる孔を有し、その片面に前記孔と同心円状に設けられたスリーブケース２３を挿入する窪みを有する形状で、フェルールホルダ２４の孔に挿入された内蔵フェルール２１の外側に割スリーブ２２が設けられ、その外側にスリーブケース２３が、フェルールホルダ２４の窪みに差し込まれており、その内部に割スリーブ２２が位置するようにされており、前記光ファイバ２０と、内蔵フェルール２１と、フェルールホルダ２４とか低融点ガラスにて固定され、気密構造とされていることを特徴とする光レセプタクルである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等に用いられる半導体レーザモジュールや半導体アンプモジュールといった光通信モジュールに組込まれ光コネクタの着脱が可能な光レセプタクルに係り、特に、光通信モジュールに組込む際に光通信モジュールの気密封止が安価に行なえる光レセプタクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザモジュールや半導体アンプモジュール等の光通信モジュールは、パッケージが気密封止されていないと外部から侵入した水分がパッケージ内で結露し、光学素子が劣化したり電極間が電気的にショートしたりといった不具合が生じる。また、パッケージ内に有機物が存在すると、前記有機成分などが半導体の特性を劣化させるといった不具合が生じる場合がある。
【０００３】
ところで、光通信モジュールはパッケージとこのパーケージに光ファイバーを接続するための光レセプタクルとで構成される。従来より多用されている光レセプタクルとしては、図３に示されるようなものがある（特許文献１参照）。図３は、この光レセプタクルの構造を示す側面断面図である。本例の光レセプタクル１は、長い中空円筒状の弾性スリーブ２を有する。弾性スリーブ２の内孔２ａの基端側には、内蔵フェルール３が挿入されている。弾性スリーブ２と内蔵フェルール３とは圧入により一体化されている。従って、弾性スリーブ２と内蔵フェルール３との間には僅かであるが、間隙ができている。また、光ファイバ４と内蔵フェルール３とはエポキシ樹脂等の有機接着剤を用いて固定されている。
【０００４】
こうした構造の光レセプタクルをパッケージに接続して光半導体装置として用いた場合、装置内部への水分の透過や、装置内部の置換ガスのリークを防止できない。よって、装置内部を気密封止する必要がある場合、図４に示すように、パッケージ５側に封止用の窓構造６を設けるのが常であった（特許文献２参照）。図４の構造は、斜めに配設した封止用窓材７と、封止用窓材７の外側に光アイソレーター８とを具備したものである。封止用窓材７を設けることにより、封止用窓構造６を構成したものである。
【０００５】
しかしながら、図４に示すようにパッケージに光透過ガラスといった光透過部材を取り付けることによる気密封止方法では、部品数が多くなるばかりか組み立て工程も多くなってしまう。また、光通信モジュールの光レセプタクルに挿入する光コネクタ端面から光半導体素子までの距離も縮めることができず、小型化も難しい。
【０００６】
そこで、半導体光パッケージに組込まれる光レセプタクルを気密封止構造とするものが提案されている（特許文献３参照）。図５にこの例を示した。なお、図５は内部に光アイソレーターを組み込んだ光レセプタクルの断面図である。
【０００７】
図５の光レセプタクルは、スリーブ９、スリーブ保持部材１０、第１ホルダ１１、第２光学レンズ１２、第２ホルダ１３により構成される。この光レセプタクルは、スリーブ保持部材１０、第１ホルダ１１及び第２ホルダ１３が所定の位置で固定されて、一体化構造となっている（特許文献３段落０００９参照）。そして、気密封止を確実にするため、凹形の形状をした凹キャップ１４が取り付けられる。この凹状キャップに光透過部材１５が取り付けられている。これにより本光レセプタクルをパッケージに取り付けた際に気密封止可能になるようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３３２９８８号公報
【特許文献２】
特開平０８−０４３６９２号公報
【特許文献３】
特開２０００−２０６３７５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示されるような光レセプタクルでは、やはり部品点数も多く、組み立て工程も多くなる。また、この光レセプタクルを用いて組み立てた光通信モジュールで、光レセプタクルに挿入した光コネクタ端面から光通信モジュール内の光半導体素子までの距離も低減できず、小型化が困難である。
【００１０】
本発明は上記状況を打開するためになされたものであり、その目的とするところは、安価で小型の光通信モジュールの組み立てを可能とする光レセプタクルの提供である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に係る発明は、光ファイバ２０をその中心部に装着した内蔵フェルール２１と、割スリーブ２２と、スリーブケース２３と、フェルールホルダ２４とからなり、フェルールホルダ２４がその中心に内蔵フェルール２１が貫通しうる孔を有し、その片面に前記孔と同心円状に設けられたスリーブケース２３を挿入する窪みを有する形状で、フェルールホルダ２４の孔に挿入された内蔵フェルール２１の外側に割スリーブ２２が設けられ、その外側にスリーブケース２３が、フェルールホルダ２４の窪みに差し込まれており、その内部に割スリーブ２２が位置するようにされており、前記光ファイバ２０と、内蔵フェルール２１と、フェルールホルダ２４とか低融点ガラスにて固定され、気密構造とされていることを特徴とする光レセプタクルである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の光レセプタクルにおいて、前記光ファイバの低融点ガラスにて固定された側の端面が光軸に対して６〜１３度に、へき開法により切断、または研磨されていることを特徴とするものである。こうすることにより、ファイバ端面からの反射戻り光をレーザー半導体に戻さないことを実現し、レーザーの安定の発振を行えるようにするものである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の光レセプタクルにおいて、フェルールホルダ２４の少なくとも外周に貴金属コートが施されたことを特徴とするものである。本発明では、前記貴金属コートを施すことによりレセプタクルが半導体パッケージに対して半田による気密封止が可能な構造としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１は請求項１記載の発明例の光レセプタクルの縦断面図を示した。図１の光レセプタクルは、光ファイバ２０をその中心部に装着した内蔵フェルール２１と、割スリーブ２２と、スリーブケース２３と、フェルールホルダ２４とからなり、フェルールホルダ２４がその中心に内蔵フェルール２１が貫通しうる孔を有し、その片面に前記孔２４と同心円状にスリーブケース２３を挿入しうる窪みを有する形状で、フェルールホルダ２４の中心に設けられた孔に挿入された内蔵フェルール２１の外側に割スリーブ２２が設けられ、その外側にスリーブケース２３が、その内部に割スリーブ２２が位置するように前記窪みに挿入されており、前記光ファイバ２０と、内蔵フェルール２１と、フェルールホルダ２４とが低融点ガラスにて固定され、気密構造とされている。
【００１６】
なお、「気密構造とされている」とは、本発明の光レセプタクルをパッケージに装着して光通信モジュールを構成した場合に、パッケージ内を気密封止することができるという意味である。
【００１７】
本例の光レセプタクルを作成するには、まず光ファイバ２０を内蔵する内蔵フェルールをフェルールホルダ２４の中心に設けられた孔に挿入し、低融点ガラスを用いて光ファイバ２０と内蔵フェルール２１とフェルールホルダ２４とを融着封止する。
【００１８】
次いで、融着封止面より突出した光ファイバ２０をへき開法により端面が光軸に対して６〜１３度になるようにする。研磨にて端面を処理する場合には、図２に示したように低融点ガラスの量を研磨する所望の位置まで到達するように増やし、研磨後の研磨面の直径がファイバ芯線の３倍以上となるようにする。こうすることで、光ファイバ２０の欠けや折れを防ぐことが可能となる。
【００１９】
次に、前記へき開法で処理した端面とは反対側の端面に接着剤を塗布し、真空引き減圧により内臓フェルール２１と光ファイバ２０との間に十分に接着剤を染み込ませた後、端面２５を研磨する。
【００２０】
次いで、割スリーブ２２を内蔵したスリーブケース２３をフェルールホルダ２４に圧入する。
【００２１】
このようにして組立てられた光レセプタクルをパッケージに組み込み光通信モジュールを作成する際に、組み込みを溶接にて行なう場合は、フェルールホルダ２４の外周、もしくは全面に貴金属コートを施す必要はない。しかし、半田付けで組み込む場合には、貴金属コートが必要となる。よって、半田付けで組み込む場合には、組み込み前にフェルールホルダ２４の少なくとも外周に貴金属コートを施していくことが望ましい。
【００２２】
本例では、ジルコニア製の内臓フェルールと、ＳＵＳ３０４製のフェルールホルダとを用いた。これらの部材は、本発明の光レセプタクルの材質を限定するものではなく、例えば内蔵フェルールとしてガラスや金属により形成されたものや、フェルールホルダとしてコバール製のものを用いても同様の効果が得られる。
【００２３】
本発明では、低融点ガラスにて光ファイバ、内臓フェルール、及びフェルールホルダを一度に固定してしまう為、光通信モジュールとしてパッケージに組込んだ際に気密封止が可能となる。なお、本例の低融点ガラスにて固定した光レセプタクルをヘリウムリーク測定によりリーク率を測定したところ十分な気密性が得られた。
【００２４】
【発明の効果】
本発明により光レセプタクル自体に気密封止構造をもたせることで、気密封止が必要な光レセプタクル型半導体モジュールを安価に組立てる事が可能なとなるばかりか、小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明例の光レセプタクルの縦断面図である。
【図２】本発明例の光レセプタクルを得るための研磨位置を破線で示した図である。
【図３】従来の光レセプタクルの断面を示した図である。
【図４】従来の光レセプタクルを用いた光通信モジュールの構成図である。
【図５】内部に光アイソレーターを組み込んだ光レセプタクルの断面図である。
【符号の説明】
１――――光レセプタクル
２――――弾性スリーブ
３――――内蔵フェルール
４――――光ファイバ
５――――パッケージ
６――――封止用の窓構造
７――――封止用窓材
８――――光アイソレーター
９――――スリーブ
１０―――スリーブ保持部材
１１―――第１ホルダ
１２―――第２光学レンズ
１３―――第２ホルダ
１４―――凹キャップ
１５―――光透過部材
２０―――光ファイバ
２１―――内蔵フェルール
２２―――割スリーブ
２３―――スリーブケース
２４―――フェルールホルダ
２５―――端面

Claims

光ファイバ２０をその中心部に装着した内蔵フェルール２１と、割スリーブ２２と、スリーブケース２３と、フェルールホルダ２４とからなり、フェルールホルダ２４がその中心に内蔵フェルール２１が貫通しうる孔を有し、その片面に前記孔と同心円状に設けられたスリーブケース２３を挿入する窪みを有する形状で、フェルールホルダ２４の孔に挿入された内蔵フェルール２１の外側に割スリーブ２２が設けられ、その外側にスリーブケース２３が、フェルールホルダ２４の窪みに差し込まれており、その内部に割スリーブ２２が位置するようにされており、前記光ファイバ２０と、内蔵フェルール２１と、フェルールホルダ２４とか低融点ガラスにて固定され、気密構造とされていることを特徴とする光レセプタクル。
請求項１記載の光レセプタクルにおいて、前記光ファイバの低融点ガラスにて固定された側の端面が光軸に対して６〜１３度に、へき開法により切断、または研磨されていることを特徴とする光レセプタクル。
請求項１または２記載の光レセプタクルにおいて、フェルールホルダ２４の少なくとも外周に貴金属コートが施されたことを特徴とする光レセプタクル。