JP2005157147A - Optical receptacle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信、光情報処理、光センサー等に用いられる、光レセプタクルに関するものである。 The present invention relates to an optical receptacle used for optical communication, optical information processing, an optical sensor, and the like.
従来から、電気信号と光信号を相互に変換するために、半導体レーザやフォトダイオード等の発光、受光素子をケース内に収納し、このケースを光ファイバに対向して設け、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出する光学装置が開示されている。 Conventionally, in order to convert electrical signals and optical signals to each other, light emitting and receiving elements such as semiconductor lasers and photodiodes are housed in a case, and this case is provided facing the optical fiber, and the optical signal is transmitted through the optical fiber. An optical device for introducing or deriving is disclosed.
ここで、半導体レーザをケース内に収容し、光信号を導出するものを発光モジュール、フォトダイオードをケース内に収容し、光信号を導入するものを受光モジュールと呼び、これらを総称して光モジュールと呼ばれている。 Here, the one that houses the semiconductor laser in the case and derives the optical signal is called a light emitting module, and the one that houses the photodiode in the case and introduces the optical signal is called a light receiving module. is called.
上記光モジュールのうち、図11に示すように光レセプタクル2の一端に発光、受光素子9を備えるとともに、他端にプラグフェルール20を接続し、光信号を導入又は導出するレセプタクル型の光モジュール21が考案されている(特許文献1参照)。
Among the above optical modules, as shown in FIG. 11, a receptacle-type
上記光レセプタクル1は、図10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6と、該フェルール6の細径穴6aに石英ガラス等からなる光ファイバ7を挿入固定して得られたファイバスタブ2の後端部をホルダ3に圧入により固定し、先端部をスリーブ4の内孔に挿入されるとともに、それらをスリーブケース5に圧入又は接着固定することによって構成されている。
The
さらに上述の光レセプタクル1を用いて、図11に示した光モジュール21を構成する場合は、光レセプタクル1の後端部側に、発光、受光素子9とレンズ8を備えたケース22を、スペーサ23、24を介して配置し、光学調整の後、それぞれをYAGレーザによるスポット溶接により固定し、発光、受光素子9と光ファイバ7を、レンズ8を介して光学的に接続する。
Furthermore, when the
また、光レセプタクル1の先端部側よりスリーブ4内にプラグフェルール20を挿入し、光レセプタクル1側の光ファイバ7の端面とプラグフェルール20側の光ファイバ7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。
Further, the
上記ファイバスタブ2のスリーブ4側端面は、光ファイバ7同士の当接による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、またホルダ側端面2aは、光信号がここを通過する際に生じる反射光が光源側に戻ることを防止するため、光ファイバ7を保持するフェルール6とともに4〜10°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
The end surface on the
また、光アイソレータ付き光レセプタクルの一例を図12に示す
発光モジュール21においては、光路上からの反射戻り光が半導体レーザ側に入射し、光信号の発信が不安定になることを防止するため、光レセプタクル2のホルダ側端面2aに光アイソレータ用素子18を配置した構成が考案されている。
Further, in the
なお、光アイソレータは順方向の光は透過させ、逆方向の光は遮断する機能を有する。 The optical isolator has a function of transmitting forward light and blocking reverse light.
半導体レーザからの出射光は光ファイバや各種光学素子を通過する際、反射や散乱を起こすが、これらの光が半導体レーザに戻ると、出力が不安定となり、信号に雑音が生じる。 The light emitted from the semiconductor laser is reflected and scattered when passing through the optical fiber and various optical elements. However, when these lights return to the semiconductor laser, the output becomes unstable and noise occurs in the signal.
光アイソレータはこの戻り光を遮断するために用いられる。 An optical isolator is used to block this return light.
ここでは2枚の偏光子15,16の間に平板状のファラデー回転子17を配置し、それぞれを光透過性接着剤で貼り合わせた光アイソレータ素子18を用いている。
Here, an
これをファイバスタブ2のホルダ側端面2aに光透過性接着剤を用いて固定し、さらにファラデー回転子17に飽和磁界を印可するため、リング状の永久磁石19を光アイソレータ用素子18の外周に配置する。
近年、光モジュールの小型化が求められており、図10に示した光レセプタクル1も小型化が求められているが、光レセプタクル1のプラグフェルール20との嵌合部は規格化されているため、スリーブケース5の先端面からファイバスタブ2先端面の長さL3は短くすることが出来ない。
In recent years, miniaturization of optical modules has been demanded, and the
これに対し、ファイバスタブ2のスリーブ挿入長さL1を短くすると、スリーブ4によるファイバスタブ2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20と当接する際に相互の光ファイバ7同士が密着せず、接続損失を悪くなる。
On the other hand, when the sleeve insertion length L1 of the
また当接毎にスリーブ4によるファイバスタブ2の保持状態が異なるために、接続損失の再現性が劣化する問題があった。
Further, since the holding state of the
更には、保持状態が不安定であるため、光ファイバ7同士の接続部にすべりが生じ、光ファイバ7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。
Furthermore, since the holding state is unstable, the connecting portion between the
また、ファイバスタブ2のホルダ圧入長L2を短くすると、ホルダ3によるファイバスタブ2の保持強度が低下し、プラグフェルール20を当接する際の衝撃や、プラグフェルール20から常時受ける押しつけ荷重により、ファイバスタブ2がホルダ3内部でずれ、発光、受光素子9やレンズ8に対する相対位置がずれるために、それぞれの光学的接続がなされなくなる。
Further, if the holder press-fitting length L2 of the
また、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aに光アイソレータ素子18を接着する構成を取った場合、光アイソレータ素子18を構成するファラデー回転子17をリング状永久磁石19の内部に配置する必要から、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aはホルダ3の後端面により近づき、ファイバスタブ2、および光レセプタクル1の全長が長尺化する。
Further, when the
本発明は、上記問題点に鑑み、少なくとも1本の細径穴を具備するファイバスタブと、前記細径穴内に保持された光ファイバと、前記ファイバスタブの片端を圧入により保持するホルダと、前記光ファイバと当接するプラグフェルールを保持するためのスリーブを前記ファイバスタブの逆端に保持し、前記ファイバスタブ内に保持された光ファイバのホルダ側端面が、前記ファイバスタブのホルダ側端部に対し、陥没していることを特徴とする光レセプタクル。 In view of the above problems, the present invention provides a fiber stub having at least one small-diameter hole, an optical fiber held in the small-diameter hole, a holder for holding one end of the fiber stub by press-fitting, A sleeve for holding a plug ferrule that comes into contact with an optical fiber is held at the opposite end of the fiber stub, and the holder side end surface of the optical fiber held in the fiber stub is relative to the holder side end of the fiber stub. An optical receptacle characterized by being depressed.
また、ファイバスタブのホルダ側端面に対し、前記ファイバスタブ内に保持された光ファイバのホルダ側端面が10μm以上陥没していることを特徴とするものである。 Further, the holder-side end surface of the optical fiber held in the fiber stub is recessed by 10 μm or more with respect to the holder-side end surface of the fiber stub.
また、前記ファイバスタブのホルダ側端面にテーパ状凹部を設けたことを特徴とするものである。 The fiber stub is provided with a tapered recess on the holder side end surface.
また、前記ファイバスタブのホルダ側端面に溝部を形成したことを特徴とするものである。 In addition, a groove portion is formed on an end surface on the holder side of the fiber stub.
また、前記ファイバスタブのホルダ側端面に光学素子を接着固定したことを特徴とするものである。 Further, the optical element is bonded and fixed to the end surface on the holder side of the fiber stub.
また、前記ファイバスタブのホルダ側端面に、少なくとも1枚のファラデー回転子と、少なくとも1枚の偏光子からなる光アイソレータ用素子を接着固定したことを特徴とするものである。 Further, the optical isolator element comprising at least one Faraday rotator and at least one polarizer is bonded and fixed to an end surface on the holder side of the fiber stub.
本発明の構成に依れば、ファイバスタブの細径穴に保持された光ファイバのホルダ側端部を前記ファイバスタブのホルダ側端部に対し陥没させた事により、前記ファイバスタブのホルダへの圧入長や、スリーブへの挿入長を保ちつつも、前記ファイバスタブ全体を、
前記光モジュールに於けるレンズ、及び発光、受光素子側に近づけることが可能となる。
According to the configuration of the present invention, the holder-side end of the optical fiber held in the thin hole of the fiber stub is depressed with respect to the holder-side end of the fiber stub. While maintaining the press-fitting length and the insertion length to the sleeve,
It is possible to approach the lens and the light emitting / receiving element side in the optical module.
このため、光モジュール全長が短尺化される。 For this reason, the total length of the optical module is shortened.
また、前記ファイバスタブのホルダ側端部に光学素子を接着固定したファイバスタブに於いても、同様に光ファイバのホルダ側端部を前記ファイバスタブのホルダ側端部に対し陥没させた事により、光モジュール全体を短尺化させることが可能となる。 Also, in the fiber stub in which the optical element is bonded and fixed to the holder side end of the fiber stub, the holder side end of the optical fiber is similarly depressed with respect to the holder side end of the fiber stub, The entire optical module can be shortened.
以下、本発明の第一の実施形態を図1にて説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ここで示すように、光レセプタクル1は、ファイバスタブ2、ホルダ3、スリーブ4、スリーブケース5から構成されており、ファイバスタブ2のホルダ側後端部2aは、ホルダ3に圧入固定され、その先端部はスリーブ4の内孔に挿入されている。
As shown here, the
さらに、スリーブケース5がホルダ3に対し、圧入または接着固定されている。
Further, the
また、ファイバスタブ2は、フェルール6の細径穴6aに、石英ガラス等からなる光ファイバ7が挿入されており、スリーブ4側の端面は、プラグフェルール20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ている。
In the
上記フェルール6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4はジルコニア、アルミナ、銅などの材料からなるが、主には耐摩耗性を考慮して、フェルール6及びスリーブ4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。
The
さらに、ホルダ3は光モジュールを構成する場合、他部品と溶接により固定されることが多いため、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るが、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
なお、スリーブケース5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、主にはホルダ3と熱膨張係数を合わせ、信頼性を高めるため、ホルダ3と同様、ステンレスを用いることが多い。
Furthermore, since the
ここで、光ファイバ7のホルダ側端面7aは、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対しDだけ陥没させて配置し、接着剤にて固定されている。
Here, the holder-
ここで、一般的にファイバスタブ2のホルダ側端面2aを鏡面研磨する場合、遊離砥粒として酸化セリウム粉末を用い、バフ研磨シートを用いて仕上げ研磨を行うならば、光ファイバ7のホルダ側端面7aはファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対し数μm程度陥没する。
Here, in general, when mirror-polishing the holder-
従って、光ファイバ7のホルダ側端面7aは、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対し、少なくとも10μm以上陥没させておけば、万一PC研磨する場合でも、光ファイバ7のホルダ側端面7aに研磨が回りこむことはない。
Therefore, if the holder-
なお、光ファイバ7のホルダ側端面7aは、光信号がここで反射し、光源側に戻ることを防止するために、4〜10°程度の傾斜面に劈開、または鏡面研磨されている。
The holder-
また、光ファイバ7を陥没させたことにより生じた凹部に、光ファイバ7のコア部と屈折率を整合させた光透過性接着剤を充填することによっても、光ファイバ7のホルダ側端面7aでの光信号の反射を防止することができる。
In addition, the concave portion generated by the depression of the
但しこの場合、光透過性接着剤が充填されたフェルール6の後端部を4〜10°程度の傾斜面に鏡面研磨する必要がある。
In this case, however, the rear end portion of the
ここで、図2に本発明の光レセプタクルを用いた光モジュールの構成(a)と、従来の光レセプタクルを用いた光モジュールの構成(b)を示す。 Here, FIG. 2 shows a configuration (a) of an optical module using the optical receptacle of the present invention and a configuration (b) of an optical module using a conventional optical receptacle.
ここで示した通り、本発明による光レセプタクル1においては、光ファイバ7のホルダ側端面7aがファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対しDだけ陥没している。
As shown here, in the
従って、光ファイバ7のホルダ側端面7aとレンズ8との相対位置は、従来の光レセプタクルを用いた構成(b)と同様であるものの、フェルール6、及びファイバスタブ2のホルダ側端面2aは、レンズ8側に近づいており、光レセプタクル全体もレンズ8側に近づくこととなる。結果的に光モジュール全体の寸法がLだけ短尺化されたこととなる。
Therefore, the relative position between the holder-
この際、スリーブ4に対するファイバスタブ2の挿入長L1は、従来の光レセプタクルと同一であり、十分な挿入長を得ることができるために、スリーブ4によるファイバスタブ2の保持強度も十分に得ることができる。
At this time, since the insertion length L1 of the
従って保持が安定し、プラグフェルールと当接する際の接続損失、及び再現性ともに良好となり、さらに相互の光ファイバ接続部にすべりが生じることも無くなる。 Accordingly, the holding is stable, the connection loss and the reproducibility when contacting the plug ferrule are good, and no slippage occurs in the mutual optical fiber connection portions.
また、ホルダ3に対するファイバスタブ2の圧入長L2も従来の光レセプタクルと同一であり、十分な圧入長L2を得ることができるために、ホルダ3によるファイバスタブ2の保持強度も十分に得ることができる。
Also, the press-fitting length L2 of the
従って、プラグフェルール20を当接する際の衝撃や、プラグフェルール20から常時受ける荷重がファイバスタブ2に加わっても、ファイバスタブ2の発光、受光素子9やレンズ8に対する相対位置のずれが生じず、それぞれの光学的接続が保持される。
Therefore, even when an impact when the
なお、ファイバスタブ2をホルダ3に圧入する際、ホルダ3の保持強度を保つためにはファイバスタブ2のホルダ側端面2aはホルダ3の後端面を超えるべきではない。
When the
これについて図3を用いて説明する。 This will be described with reference to FIG.
ファイバスタブ2をホルダ3に圧入する場合、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aをホルダ3の後端面に対し寸法Aだけ残して圧入するならば、ホルダ3には未拡張部が形成され、これはファイバスタブ2の外径より小さいため、ストッパー10となる。
When the
ファイバスタブ2に加わる荷重は、プラグフェルール側からの荷重であるが、ストッパー10が形成されていることによりファイバスタブ2の発光、受光素子9やレンズ8に対する相対位置のずれが生じず、それぞれの光学的接続が保持される。
The load applied to the
なお、光ファイバ7のホルダ側端面7aに入出射する光は、空気中をビーム径を広げながら伝搬していく。
The light that enters and exits the holder-
一般的なシングルモードファイバの場合、広がり角NAは0.12である。 In the case of a general single mode fiber, the divergence angle NA is 0.12.
図1に示した本発明の第一の実施形態によれば、光ファイバ7のホルダ側端面7aをファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対してDだけ陥没させて配置しているが、この陥没量Dが一定以上になった場合、光ファイバ7のホルダ側端面7aに入出射する光は、フェルール6の細径穴6aの内壁にケラレることとなる。
According to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the holder-
ここで、図4に示した本発明の第二の実施形態では、あらかじめフェルール6の後端部にテーパ状凹部11を形成し、光ファイバ7のホルダ側端面7aをテーパ状凹部の底部に、ファイバスタブのホルダ側端面からDだけ陥没させ固定することで、光ファイバ7に入出射する光が、フェルール6の細径穴6aの内壁にケラレることを防止している。
Here, in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the tapered
なお、テーパ状凹部11の傾斜角度θが、光ファイバ7に入出射する光のNA以上であれば、光ファイバ7のホルダ側端面7aをテーパ状凹部11の底部分に配置することが可能となり、光ファイバ7の外周部をフェルール6で補強する構造を取ることができる。
If the inclination angle θ of the tapered
これにより光ファイバ7の折れ、断線等による破損の危険が低減し、光レセプタクル1全体の信頼性が向上する。
As a result, the risk of breakage due to breakage or disconnection of the
なお、図4に示したテーパ状凹部11に、光透過性接着剤を充填するならば、光ファイバ7のホルダ側端面7aへの異物の付着等が防止でき、光レセプタクル1の信頼性をさらに向上させることが可能である。
If the tapered
しかしこの場合、光ファイバ7のホルダ側端面7aは、実際に配置されている位置よりファイバスタブ2のホルダ側端面2a寄りに配置していることに相当する。
However, in this case, the holder-
これを図5に示す。 This is shown in FIG.
いま、テーパ状凹部11に屈折率nの光透過性接着剤が充填されているとし、実線Aで示した位置に配置された光ファイバ7のホルダ側端面7aに入出射する光が、テーパ状凹部11内を、実線Bで示すNA=R’で伝搬するとする。
Now, assuming that the tapered
ここで、R’は0次のガウシアンビームの拡がり角を求める式から数1で表される。
なお、数1にて、λは光ファイバに入出射する光の波長、ωoは光ファイバのモードフィールド径であり、且つガウシアンビームのビームウェスト径である。
In
これに対し、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aに入出射する光は、一点鎖線Cで示されるNA=Rで伝搬する。
On the other hand, light that enters and exits the holder-
このRの広がり角は数1と同様に数2で示される。
数1及び数2から数3が導出され、光透過性接着剤の屈折率nは1より大きいことから、テーパ状凹部11を伝搬する光のNA=R’は空気中を伝搬する光のNA=Rより小さな値をとることとなる。
テーパ状凹部11に光透過性接着剤が充填されていない場合、一点鎖線Cで示す光の出射パターンを得るには、光ファイバ7は点線Dで示した位置に配置する必要があることから、光ファイバ7は、よりファイバスタブ2のホルダ側端面2a寄りに配置していることに相当する。
When the tapered
次に、本発明の第三の実施形態を図6にて説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ここで、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aは、ホルダ3に圧入固定する前にあらかじめ溝形状14が加工されており、この加工により光ファイバ7のホルダ側端面7aが、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対しDだけ陥没する構成を取っている。
Here, the holder-
なお、溝加工により光ファイバ7のホルダ側端面7aを4〜10°程度の傾斜面に切削するならば、光信号が光ファイバ7のホルダ側端面7aで反射しても、光源側に戻らない。
If the holder-
なお、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aの溝形状14は、ダイシングにより切削することで容易に得られる。
In addition, the
これは図7に示すように、あらかじめフェルール6の細径穴に光ファイバ7を挿入したファイバスタブ2をそれぞれ基準面12に対しだけ傾斜させて整列、固定させる。その後、円盤状のダイシングブレード13により、溝形状14を一括加工する。
As shown in FIG. 7, the
なお、ファイバスタブ2の溝形状加工と共に切削された光ファイバ7の端面は研磨による加工面に比較して表面が粗い仕上がりになる。
Note that the end surface of the
これは、切削加工に用いるダイヤモンドブレード13の粒径が研磨加工に用いるダイヤモンドフィルムの粒径に対して大きいためであり、これを小さくするとダイヤモンドブレード13とファイバスタブ2との摩擦抵抗が増加し、ダイヤモンドブレード13の摩耗が速まり、またダイヤモンドブレード13に欠けが生じる危険がある。
This is because the particle size of the
しかしながら、粒度#280以上のダイシングブレード13を用いるならば、光ファイバ7のホルダ側端面7aはほぼ鏡面状態が得られ、光の乱反射や不安定な挙動による光ファイバ7への結合効率の低下は生じない。
However, if the
また、溝形状14に、光ファイバ7のコア部と屈折率を整合させた光透過性接着剤を充填することによっても、光ファイバ7のホルダ側端面7aでの光信号の反射を防止することができる。
Moreover, the reflection of the optical signal from the holder-
但しこの場合、充填された光透過性接着剤の後端部を4〜10°程度の傾斜面に鏡面研磨する必要がある。 In this case, however, the rear end portion of the filled light-transmitting adhesive must be mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 °.
次に、本発明の第四の実施形態を図8にて説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ここで、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aには、光学素子が光学接着剤により接着固定されている。
Here, an optical element is bonded and fixed to the holder-
光学素子としては、ガラス平板に誘電体多層膜を施した誘電体ミラー、複屈折結晶からなる波長板や、ファラデー回転子17と少なくとも1枚の偏光子15,16からなる光アイソレータ用素子18などである。
Examples of the optical element include a dielectric mirror having a dielectric multilayer film on a glass plate, a wave plate made of a birefringent crystal, an
図8に於いては光学素子として2枚の偏光子15,16の間に平板状のファラデー回転子17を配置し、それぞれを光透過性接着剤で貼り合わせた光アイソレータ素子18を用いる。
In FIG. 8, a
これをファイバスタブ2のホルダ側端面2aに光透過性接着剤を用いて固定し、さらにリング状永久磁石19を光アイソレータ用素子18の外周に配置している。
This is fixed to the holder-
ここで、ファラデー回転子17はたとえばビスマス置換ガーネットで、飽和磁界強度において所定の波長を持つ光の偏光面を45°回転させる厚みを持つよう設定されている。
Here, the
ただし、ファラデー回転子17として自己バイアス型のファラデー回転子17を用いれば、リング状永久磁石19による磁界の印可は必要ない。
However, if a self-biased
また、2枚の偏光子15,16は吸収型偏光子もしくは複屈折結晶である。吸収型偏光子を用いた場合、2枚の偏光子15,16の透過方向が45°回転方向にずれるように調整されて構成されている。
The two
なお、光アイソレータ用素子18は大型の光学素子で光学調整を行い、その後所望のサイズに多数個を切り出す工程により作製する。
The
なお、光アイソレータ素子18を構成するファラデー回転子17には、その飽和磁界強度以上の磁界を印可する必要がある。
The
ここで、リング状永久磁石19中心軸上の磁界強度を図9に示す。
Here, the magnetic field intensity on the central axis of the ring-shaped
なお、図9にて示した磁界強度分布は、外径2.3mm、内径1.5mm、厚さ1.5mmのサマリウムコバルト製リング状永久磁石の磁界強度である。 The magnetic field strength distribution shown in FIG. 9 is the magnetic field strength of a ring-shaped permanent magnet made of samarium cobalt having an outer diameter of 2.3 mm, an inner diameter of 1.5 mm, and a thickness of 1.5 mm.
ここで示されたように、磁界強度はリング状永久磁石19の中央部で最大となり、およそ1.8×10−1Tが得られるが、外部方向にずれる従い磁界強度が急激に低下し、端面上では0.55×10−1Tとなる。
As shown here, the magnetic field strength becomes maximum at the central portion of the ring-shaped
さらに磁石の外部では磁界強度は−0.57×10−1Tとなり、磁場の方向も逆転する。 Further, outside the magnet, the magnetic field strength is −0.57 × 10 −1 T, and the direction of the magnetic field is also reversed.
光アイソレータ用素子18に用いられるファラデー回転子17の飽和磁界強度は、一般的に0.6×10−1T以上であるため、少なくともリング状永久磁石19の内部にこれを配置する必要がある。
Since the saturation magnetic field strength of the
ここで、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aが図8で示したように斜めに研磨されていると考えるならば、ファラデー回転子17をリング状永久磁石19の内部に配置するためには、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aをよりホルダ3の後端面側に近づける必要があり、必然的にファイバスタブ2の全長は拡大する方向にある。
Here, assuming that the holder-
しかしながら、本発明による光レセプタクル1においては、光ファイバ7のホルダ側端面7aが、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対しDだけ陥没させて配置されているため、ファイバスタブ2全体はレンズ8側に近づくこととなり、結果的に光モジュール全体の寸法がより短尺化することとなる。
However, in the
なお、図8においては、光ファイバ7のホルダ側端面7aをファイバスタブ2のホルダ側端面2aより陥没させる方法として、図6に示した手法にならい、溝形状14を形成することとしている。
In FIG. 8, the
本発明の第一の実施例を図4を用いて説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ファイバスタブ2は、全長2.3mmのジルコニア製のフェルールからなり、後端部に深さ0.5mmのテーパ状凹部11が形成されている。
The
なお、テーパ状凹部11の加工角θは15°として加工を行った。
In addition, the taper-shaped
ここに、NETTTEST社製アングルド・ファイバー・クリーバーを用いて4°の傾斜面を設けた光ファイバ7を、テーパ状凹部11側から挿入し、光ファイバ7のホルダ側端面7aをファイバスタブ2のホルダ側端面2aから0.48mmだけ離れるよう、光透過性接着剤をもちいて固定した。
Here, an
その後、ファイバスタブ2の先端面は曲率半径16±9mmにて曲面状に加工している。
Thereafter, the tip surface of the
なお、光透過性接着剤としては、エポキシテクノロジー社製Epo−Tek353NDを、光ファイバ7としてはコーニング製シングルモードファイバSMF28を用いた。
In addition, Epo-Tek353ND by Epoxy Technology was used as the light transmissive adhesive, and Corning single mode fiber SMF28 was used as the
また、ファイバスタブ2の後端部に設けたテーパ状凹部11にも、光透過性接着剤を充填し、また、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aを4°の傾斜面に鏡面研磨を施した。
The tapered
なお、光ファイバ7のホルダ側端面7aの傾斜方向と、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aの傾斜方向を逆方向に設定するならば、ファイバスタブ2の中心軸に対し、ファイバスタブ2に入出射する光信号の光軸をより平行に近づけることができ、光モジュールにおけるレンズ、発光、受光素子の位置を直線上に配置することが可能である。
If the inclination direction of the holder-
従って、光モジュール全体をより小型化することも可能となる。 Therefore, the entire optical module can be further downsized.
なお、テーパ状凹部11は屈折率1.56の光透過性接着剤が充填されているため、光ファイバ7のホルダ側端面7aは、よりファイバスタブ2のホルダ側端面2a寄りに配置していることに相当する。
Since the tapered
本実施例の通り、光ファイバ7のホルダ側端面7aがファイバスタブ2のホルダ側端面2aより0.48mmだけ離して配置されている構成に対しては、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aより、0.31mmの位置に光ファイバ7のホルダ側端面7aが配置していることに相当する。
For the configuration in which the holder-
従って、全長2.3mmのフェルール6からなるファイバスタブ2を使用しながらも、実質の光ファイバ長を1.99mmとする構成を得ることができる。
Therefore, it is possible to obtain a configuration in which the actual optical fiber length is 1.99 mm while using the
よって、第一の実施例に従えば、従来の光レセプタクル1に比べ、全長を0.31mm短縮した光レセプタクル1を得ることができる。
Therefore, according to the first embodiment, it is possible to obtain the
今回、第一の実施例による光レセプタクルと従来の光レセプタクル、各5個における、挿入損失特性、及び反射特性の評価を行った。 This time, the insertion loss characteristics and reflection characteristics of the optical receptacle according to the first embodiment and the conventional optical receptacle, each of five, were evaluated.
なお、挿入損失はそれぞれの光レセプタクルを用い、図11で示したレセプタクル型の光モジュール21を作製し、プラグフェルール20を接続させて測定を行った。
The insertion loss was measured by using the respective optical receptacles, manufacturing the receptacle type
また、反射特性は、プラグフェルール20側から測定光を入射させ、JDS製リターンロスメーターを用いて測定を行った。
The reflection characteristics were measured using a JDS return loss meter with measurement light incident from the
この結果を表1に示す。
その結果、本発明による光レセプタクルは従来の光レセプタクルに対して、挿入損失で0.015dB、反射特性で1.18dBの特性劣化がみられたものの、その光学特性の絶対値としては良好な光学特性を得ることができている。 As a result, the optical receptacle according to the present invention showed an optical loss of 0.015 dB in terms of insertion loss and 1.18 dB in terms of reflection characteristics compared to the conventional optical receptacle, but the optical characteristics of the optical receptacle were good as absolute values. The characteristics can be obtained.
次に、本発明の第二の実施例を図6を用いて説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ファイバスタブ2は、全長2.3mmのジルコニア製のフェルール6からなり、光ファイバ7が挿入固定されている。
The
ここで、ファイバスタブ2の先端面は曲率半径17±5mmにて曲面状に加工されており、後端部はダイシング加工により溝形状14が形成されている。
Here, the front end surface of the
なお、ダイシングによる溝形状14は底部が8°で傾斜するように加工されており、これにより光ファイバ7のホルダ側端面7aも8°の傾斜面が形成される。
Note that the
また、光ファイバ7のホルダ側端面7aが、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aに対し0.5mmだけ陥没するよう加工がなされている。
Further, the processing is performed so that the holder-
なお、ダイシングには、厚み0.3mm、粒度#400のブレードを用い、ブレード回転数10000rpm、切削速度0.2mm/secにて加工を行った。 For dicing, a blade having a thickness of 0.3 mm and a particle size of # 400 was used, and processing was performed at a blade rotation speed of 10000 rpm and a cutting speed of 0.2 mm / sec.
この結果、光ファイバ7のホルダ側端面7aには鏡面状態が形成されている。
As a result, a mirror surface state is formed on the
従って、全長2.3mmのフェルール6からなるファイバスタブ2を使用しながらも、実質の光ファイバ長を1.8mmとする構成を得ることができる。
Therefore, it is possible to obtain a configuration in which the actual optical fiber length is 1.8 mm while using the
よって、第二の実施例に従えば、従来の光レセプタクル1に比べ、全長を0.5mm短縮した光レセプタクル1を得ることができる。
Therefore, according to the second embodiment, it is possible to obtain the
今回、第二の実施例による光レセプタクル5個における、挿入損失特性、及び反射特性の評価を行った。 This time, the insertion loss characteristics and reflection characteristics of the five optical receptacles according to the second embodiment were evaluated.
なお、各光学特性の評価方法は、前述の、第一の実施例による光レセプタクル測定時と同様の方法を用いた。 In addition, the evaluation method of each optical characteristic used the method similar to the time of the optical receptacle measurement by the above-mentioned 1st Example.
この結果を表2に示す。
その結果、本発明による光レセプタクルは従来の光レセプタクルに対して、挿入損失で0.04dBの特性劣化が見られたものの実使用上問題なく、反射特性で3.96dBの特性向上確認でき、光学特性の絶対値としては良好な光学特性を得ることができている。 As a result, the optical receptacle according to the present invention can be confirmed to improve the reflection characteristic by 3.96 dB without any problem in actual use, although the deterioration of the insertion loss is 0.04 dB compared to the conventional optical receptacle. As the absolute value of the characteristic, good optical characteristics can be obtained.
なお、挿入損失の劣化は、光ファイバ7の後端面7aをダイシング加工により切削したことで、表面の平滑度が若干劣化したことによるものと考えられる。
The deterioration of the insertion loss is considered to be due to the fact that the smoothness of the surface is slightly deteriorated by cutting the
さらに、本発明の第三の実施例を図8をもちいて説明する。 Further, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
ファイバスタブ2は全長2.3mmのジルコニア製のフェルール6からなり、石英ガラスからなる光ファイバ7が挿入固定されている。
The
ここで、ファイバスタブ2の先端面は曲率半径17±5mmにて曲面状に加工されており、ホルダ側端面2aは傾斜が8°となるよう研磨加工がなされている。
Here, the front end surface of the
さらにファイバスタブ2のホルダ側端面2aは、本発明の第二の実施例で示された光レセプタクル1と同様、光ファイバ7のホルダ側端面7aが、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aから0.5mmだけ陥没するよう、ダイシング加工により溝形状14が形成されている。
Further, the holder-
また、ファイバスタブ2のホルダ側端面2aには、光アイソレータ用素子18が、接着固定されている。
An
なお、光アイソレータ用素子18は、2枚の吸収型の偏光子15,16の間に平板状のファラデー回転子17を配置し、それぞれを光透過性接着剤で貼り合わせたものである。
The
さらにリング状永久磁石19を光アイソレータ素子18の外周に接着している。
Further, a ring-shaped
このように、第三の実施例に従えば、光アイソレータ用素子18等の光学素子をファイバスタブ2の後端に備えつつ、また、全長2.3mmのフェルール6からなるファイバスタブ2を使用しながらも、実質の光ファイバ長を1.8mmとする構成を得ることができる。
Thus, according to the third embodiment, a
よって、第三の実施例に従えば、従来の光レセプタクルに比べ、全長を0.5mm短縮した光学素子付き光レセプタクルを得ることができる。 Therefore, according to the third embodiment, it is possible to obtain an optical receptacle with an optical element whose overall length is shortened by 0.5 mm compared to a conventional optical receptacle.
今回、第三の実施例による光アイソレータ用素子付き光レセプタクルと従来の光アイソレータ用素子付き光レセプタクル、各5個における、挿入損失特性、及びアイソレーション特性の評価を行った。 This time, the insertion loss characteristics and the isolation characteristics of the optical receptacle with the optical isolator element according to the third embodiment and the conventional optical receptacle with the optical isolator element were evaluated.
なお、挿入損失特性の評価方法は、前述の、第一の実施例による光レセプタクル測定時と同様の方法を用いた。 The insertion loss characteristic was evaluated using the same method as used in the optical receptacle measurement according to the first embodiment.
また、アイソレーション特性は、光アイソレータ用素子付き光レセプタクル単体に、プラグフェルール20を接続し、プラグフェルール20側から測定光を入射させ、透過する光の強度をアジレントテクノロジー社製光マルチメータを用いて測定し、算出した。
For the isolation characteristics, the
この結果を表3に示す。
その結果、本発明による光アイソレータ用素子付き光レセプタクルは、従来の光レセプタクルに対して、挿入損失で0.17dBの特性劣化が生じている。 As a result, the optical receptacle with an element for an optical isolator according to the present invention has a characteristic deterioration of 0.17 dB in terms of insertion loss with respect to the conventional optical receptacle.
これは、光ファイバ7のホルダ側端面7aで、光が反射するために生じる損失増加であるが実使用上問題ない。
This is an increase in loss caused by light reflected at the holder-
なお、光ファイバ7のホルダ側端面7aで生じた反射光は、アイソレータ用素子18によって遮られるため、光源側に戻ることはない。
Note that the reflected light generated on the holder-
また、この部分に反射防止膜等を施せば、損失増加を容易に低減させることができる。 Further, if an antireflection film or the like is applied to this portion, an increase in loss can be easily reduced.
また、光ファイバ7のコアの屈折率に対し、屈折率を整合させた光透過性接着剤を溝形状14に充填することによっても損失増加を低減させることができる。
The loss increase can also be reduced by filling the
また、アイソレーション特性に関しては、本発明による光アイソレータ用素子付き光レセプタクルにおいても、従来の光アイソレータ用素子付き光レセプタクルと同様、十分なアイソレーション特性を得ることができている。 As for the isolation characteristics, the optical receptacle with an optical isolator element according to the present invention can provide sufficient isolation characteristics as in the conventional optical receptacle with an optical isolator element.
1:光レセプタクル
2:ファイバスタブ
2a:ファイバスタブのホルダ側端面
3:ホルダ
4:スリーブ
5:スリーブケース
6:フェルール
6a:細径穴
7:光ファイバ
7a:光ファイバのホルダ側端面
8:レンズ
9:発光、受光素子
10:ストッパー
11:テーパ状凹部
12:基準面
13:ダイシングブレード
14:溝形状
15、16:偏光子
17:ファラデー回転子
18:光アイソレータ用素子
19:リング状永久磁石
20:プラグフェルール
21:レセプタクル型の光モジュール
22:ケース
23,24:スペーサ
1: optical receptacle 2:
Claims (6)
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---|---|---|---|---|
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2003
- 2003-11-27 JP JP2003398219A patent/JP2005157147A/en active Pending
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