JP2005189781A - フェルール及び光送受信モジュール並びに光伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造性のよいＷＤＭ機能を有したフェルール及び光送受信モジュール並びに光伝送装置を提供する。
【解決手段】 通線された光ファイバ３と交わるように溝部１０を形成し、溝部中に光学フィルタ４を挿入配置するフェルール１において、溝部の少なくとも１つの側面を、溝の底面２から見て水平方向にテーパー状若しくは矩形状とし、光ファイバと交差する部分に位置する溝の幅よりも大きな幅とすることで、光学フィルタの配置が容易となり、工数の低減、製品の歩留まり向上により価格低減が可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光通信分野におけるＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）機能を有するフェルール及びそのフェルールを用いた光送受信モジュール並びに光伝送装置に関する。

近年、１本の光ファイバを用いて上りと下りの光双方向伝送を異なる波長λ１、λ２で実現する光通信方式の開発が進められているが、本方式の光モジュールには、長波長と短波長とを波長分離するＷＤＭ技術が必要である。

図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来のフェルールの代表例を示す図である（例えば下記の特許文献１及び２参照）。図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、光ファイバ３が埋設されたフェルール１の一部に溝部１０を形成し、そこに光学フィルタ４を配置する構造が一般的である。溝部１０への光学フィルタ４の設置はピンセットなどの治具を用いて行い、光学フィルタ４を溝部１０へ挿入した後、ＵＶ若しくは熱硬化型の接着剤１１を用いて固定するのが一般的である。図１７（ｃ）はフェルールの斜視図、図１７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１７（ｃ）中のＡ方向、Ｂ方向から見た図である。

図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、一方から入射した波長λ２の光はフェルール１に配置された光学フィルタ４にて反射し、その後、受光素子（ＰＤ）６で光信号が電気信号に変換される。もう一方の側から入射した波長λ１の光はそのまま出射される。
特開２００３−２１５４０４号公報（図３） 特開２００３−２４８１４５号公報（図３）

しかしながら、上記従来例においては、フェルール１に光学フィルタ４を挿入することが非常に困難であるため、工数の増大及び光学フィルタ４の破損といった問題が発生する。

本発明は上記従来例の課題を解決するもので、製造性の良いＷＤＭ機能を有したフェルール及び光送受信モジュール並びに光伝送装置を提供することを目的とする。

本発明に係るフェルールは上記目的を達成するために、埋設された光ファイバと交わるように溝を形成し、前記溝中に光学フィルタを挿入配置するフェルールにおいて、前記溝の少なくとも１つの側面は、前記溝の底面から見て水平方向にテーパー状若しくは矩形状となっており、前記光ファイバと交差する部分に位置する前記溝の幅よりも大きな幅を有する。この構造により、光学フィルタの配置が容易となり、工数の低減、製品の歩留まり向上により価格低減が可能となる。

また、埋設された光ファイバと交わるように溝を形成し、前記溝中に光学フィルタを挿入配置するフェルールにおいて、前記溝の少なくとも１つの側面は、前記溝の底面から見て垂直方向にテーパー状若しくは矩形状となっており、前記溝の底面における溝幅よりも前記溝の上部における溝幅の方が大きい。この構造により、光学フィルタの配置が容易となり、工数の低減、製品の歩留まり向上により価格低減が可能となる。

また、前記光学フィルタが挿入配置される前記溝の側面の一部又は全面が平坦であることを特徴とする。この構造により、光学フィルタの位置決め、角度決め、固定が容易かつ正確となり安定した特性を得ることが可能となる。

また、前記溝は、４面以上で形成されていることを特徴とする。この構造により、光学フィルタの位置決め、固定が容易かつ正確となり安定した特性を得ることが可能となる。

また、前記溝は、直径の異なる複数のブレードを一体化したブレードを用いて形成されることを特徴とする。この構造により、溝の幅を変化させるためにブレードを交換する手間が省けるため、工数の低減、すなわち生産性向上が図れる。

また、上述した特徴を有するフェルールを用いて光送受信モジュールを構成する。この構成により、光送受信モジュールの価格低減が可能となる。

さらに、上述した光送受信モジュールを用いた光伝送装置を構成する。この構成により、光伝送装置の価格低減が可能となる。

本発明によれば、ＷＤＭフェルールに形成されている溝に光学フィルタを配置する際、溝の少なくとも１つの側面を、溝の底面から見て水平方向又は垂直方向にテーパー状若しくは矩形状とし、光ファイバと交差する部分に位置する溝の幅よりも大きな幅とすることにより、光学フィルタの配置が容易となり、工数の低減、製品の歩留まり向上により価格低減が可能となり、製造性のよいＷＤＭ機能を有したフェルール及び光送受信モジュール並びに光伝送装置を構成することができる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明を適用した光送受信モジュールを示す図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１のフェルール部分を拡大して示す図である。図１に示すように、光送受信モジュールは、フェルール１、光ファイバ３、光学フィルタ４、発光素子（ＬＤ）５、受光素子（ＰＤ）６、金属フェルール７、スリーブ８、フランジ９から構成されている。ＴＯ−ＣＡＮタイプのＬＤ５とフランジ９を圧入若しくは抵抗溶接若しくは接着剤などの方法で接合させた後、金属フェルール７、スリーブ８、フランジ９をＬＤ５からの出射光が所望の光量となるように調芯した後、ＹＡＧ溶接若しくは抵抗溶接若しくは接着剤などの方法で接合させる。光ファイバ３の片端には金属フェルール７が接続され、もう一方の端末にはフェルール１が接続されている。

フェルール１の一部には、溝部１０が形成されており、そこに光学フィルタ４を挿入後、ＵＶ若しくは熱硬化型の接着剤１１にてフェルール１と接着固定する。光学フィルタ４の波長透過特性の例を図３に示す。この光学フィルタ４は、図３に示すように、λ１＜λ２であるような波長λ１、λ２の光信号に関して、波長λ１付近では透過率が高く、波長λ２付近では透過率が低いという特徴を有している。そのため、ＬＤ５から出た波長λ１の信号光は光学フィルタ４を透過し、その先にある光ファイバなどの導波路へと導かれる。一方、光ファイバ３側へ入射される波長λ２の光信号は、そのほとんどすべてが光学フィルタ４で反射され、ＰＤ６へと導かれた後に受光され、ＯＥ変換されて電気信号として処理される。

次に、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて本発明の説明を行う。フェルール１にファイバ通線用の穴を形成し、そこに光ファイバ３を通線し接着剤にてフェルール１と光ファイバ３を固定する。その後、不図示のダイシング装置によってフェルール１の一部に光ファイバ３と交差するように溝部１０を形成する。そのとき、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、溝部１０の側面の一部（若しくは両側面）を、溝の底面２から見て水平方向にテーパー状（若しくは矩形状）とし、光ファイバ３と交差する部分に位置する溝の幅よりも大きな幅とすることによって、光学フィルタ４を溝部１０内に挿入することが容易になる。光学フィルタ４を溝部１０内へ挿入し、位置調整を行った後に、ＵＶ樹脂又は熱硬化樹脂などの接着剤１１を用いてフェルール１と光学フィルタ４を固定することによりＷＤＭ機能を有するフェルール１が構成される。ここで、溝部１０の側面のうち光学フィルタ４と接合される部分の全部分（又は一部分）が平坦面１２であることにより、光学フィルタ４の位置決め及び固定が容易かつ正確となり、安定した特性を得ることが可能となる。

図４はフェルール１の斜視図である。第１の実施の形態のフェルール１を図４におけるＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た図で説明する。図５（ａ）、（ｂ）は図４中のＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して水平方向に側面２０ａ部分がテーパー状になっている場合のＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。また、図６（ａ）、（ｂ）はＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して水平方向に側面２０ｂ部分がテーパー状になっている場合のＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。さらに、図７（ａ）、（ｂ）はＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して水平方向に側面２０ａ部分、側面２０ｂ部分が共にテーパー状になっている場合のＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。上記テーパー部分は、すべて矩形状若しくはテーパー状と矩形状を組み合わせた構成も可能である。これらのテーパー状又は矩形状部分は、光ファイバ３と交差する部分に位置する溝の幅よりも大きな幅を有している。

したがって、上述した第１の実施の形態によれば、光ファイバ３を埋め込んであるフェルール１の一部に光ファイバ３と交わるように溝部１０を形成し、そこに光学フィルタ４を挿入配置する構造において、その溝部１０の側面を溝の底面２から見て水平方向にテーパー状若しくは矩形状とし、光ファイバ３と交差する部分に位置する溝の幅よりも大きな幅を有するようにしたので、光学フィルタ４の配置が容易となり、工数の低減、製品の歩留まり向上により価格低減が可能となる。

また、溝部１０の光学フィルタ４が配置される部分の側面の一部又は全面を平坦面１２とすることにより、光学フィルタ４の位置決め、角度決め、固定が容易かつ正確となり、安定した特性を得ることが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
次に、図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）及び図１０（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）及び図７（ａ）、（ｂ）の第１の実施の形態に対応して示す第２の実施の形態を説明する概略構成図である。図８（ａ）、（ｂ）は図４のＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して垂直方向に側面２１ａ部分がテーパー状になっている場合のＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。また、図９（ａ）、（ｂ）はＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して垂直方向に側面２１ｂ部分がテーパー状になっている場合のＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。さらに、図１０（ａ）、（ｂ）はＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して垂直方向に側面２１ａ部分、側面２１ｂ部分が共にテーパー状になっている場合のＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。上記テーパー部分は、すべて矩形状若しくはテーパー状と矩形状を組み合わせた構成も可能である。これらテーパー状又は矩形状部分は、溝底面２における溝幅よりも溝上部における溝幅の方が大きい。

また、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）及び図７（ａ）、（ｂ）で示される第１の実施の形態と、図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）及び図１０（ａ）、（ｂ）で示される第２の実施の形態を組み合わせた構成も可能である。ここでは、溝部１０の一部が矩形状になっている場合の一例を示す。図１１（ａ）、（ｂ）はその斜視図を示す図１１（ｃ）のＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して水平方向に側面２０ａ部分、側面２０ｂ部分が共に矩形状になっており、さらに、溝の底面２に対して垂直方向に側面２１ａ部分、側面２１ｂ部分が共に矩形状になっている場合についてＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。

また、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様にして、溝部１０の側面のうち光学フィルタ４と接合される部分の全部分（又は一部分）が平坦面１２となっている。すなわち、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、溝部１０の側面若しくは側面の一部をテーパー状若しくは矩形状とすることによって光学フィルタ４を溝部１０内に挿入することが容易になるが、光学フィルタ４を固定する際に、光学フィルタ４を光ファイバ３と所望の角度θ１をなすように配置する必要性がある。ここで、溝部１０の側面のうち光学フィルタ４と接合される部分の全部分又は一部部分が平坦面１２であるようにする。光学フィルタ４を溝部１０内へ挿入後、その平坦面１２に光学フィルタ４を沿わせた後に、ＵＶ樹脂又は熱硬化樹脂などの接着剤１１を用いてフェルール１と光学フィルタ４を固定することにより、容易かつ正確な光学フィルタ４の位置決め、角度決め、固定が可能となる。

したがって、上述した第２の実施の形態によれば、溝部１０の側面が溝の底面２から見て垂直方向にテーパー状若しくは矩形状となっており、溝底面２における溝幅よりも溝上部における溝幅の方が大きいので、光学フィルタ４の配置が容易となり、工数の低減、製品の歩留まり向上により価格低減が可能となる。

また、溝部１０の光学フィルタ４が配置される部分の側面の一部又は全面を平坦面１２とすることにより、光学フィルタ４の位置決め、角度決め、固定が容易かつ正確となり、安定した特性を得ることが可能となる。

＜第３の実施の形態＞
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第３の実施の形態の概略構成図を示している。図１２（ａ）、（ｂ）と図１３（ａ）、（ｂ）は、図１２（ｃ）と図１３（ｃ）のＡ方向、Ｂ方向からそれぞれ見た様子を示す。また、図１２（ａ）、（ｂ）はＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して水平方向に側面２０ａ部分、側面２０ｂ部分が共にテーパー状になっている場合を示しており、図１３（ａ）、（ｂ）はＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して垂直方向に側面２１ａ部分、側面２１ｂ部分が共にテーパー状になっている場合を示している。

また、図１４は、本発明の第３の実施の形態と従来例とを比較して説明するためのもので、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示される従来のフェルールでの溝部１０の概略構成図である。溝部１０は、図１４では、溝の底面２と２つの側面２２、２３の合計３面から構成されているのに対して、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、溝の底面２と３つの側面２２、２３、２４の合計４面から構成されており、図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、溝の底面２と４つの側面２２、２３、２４、２５の合計５面から構成されている。図１２と図１３において、側面２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ部分がテーパー状ではなく、矩形状の場合は６面以上の面で溝部１０が構成されることも可能である。

また、この第３の実施の形態においても、図８（ａ）、（ｂ）又は図９（ａ）、（ｂ）又は図１０（ａ）、（ｂ）で示される第２の実施の形態と、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示されるものとをそれぞれ組み合わせた構成も可能である。

＜第４の実施の形態＞
図１５（ａ）、（ｂ）と、図１６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態の概略構成図を示している。図１５（ａ）、（ｂ）において、溝部１０を形成するために用いるダイシング用のブレードは、大きめの直径であるブレード３０とブレード３０よりも直径の小さいブレード３１ａ、３２ｂの合計３枚が一体化されたものを中心部３２を軸として回転するという構成である。ここで、ブレード３０とブレード３１ａ又はブレード３０とブレード３１ｂの２枚で構成されるブレードも可能である。このブレード３０、３１ａ、３１ｂを用いてフェルール１に溝部１０を形成する途中過程を図１５（ｂ）に示す。また、図１６（ａ）、（ｂ）では、図１５（ａ）、（ｂ）で示されるブレード３０、３１ａ、３１ｂを用いて構成した溝部１０に光学フィルタ４を配置した状態を示している。図１６（ａ）は図１５（ｂ）のＡ方向から見た平面図である。

ここでは、図１０（ａ）、（ｂ）でＡ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して垂直方向に側面２１ａ部分、側面２１ｂ部分が共に矩形状になっている場合を例として示したが、矩形部分がテーパー状である構成や、Ａ方向から見たときの溝の底面２に対する側面のうち、溝の底面２に対して水平方向に側面２０ａ部分、２０ｂ部分がテーパー状又は矩形状になっている構成も可能である。

したがって、第４の実施の形態によれば、光学フィルタ４を配置する溝部１０を形成する際に、溝の幅を変化させるためにブレードを交換する手間が省けるため、工数の低減すなわち生産性向上が図れる。

上述したようにして形成されたフェルールを用いた光送受信モジュールおよびそのモジュールを用いた光伝送装置を構成すれば、価格低減が可能となる。

本発明によれば光学フィルタの配置が容易となり、工数の低減、製品の歩留まり向上により価格低減が可能となり、製造性のよいＷＤＭ機能を有したフェルール及び光送受信モジュール並びに光伝送装置を構成することができるので、本発明は、光通信分野などにおいて広く有用である。

本発明を適用した光送受信モジュールを示す図 本発明のフェルール部分を拡大して示す図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 （ｃ）は斜視図 光学フィルタの波長透過特性の例を示す図 本発明のフェルールの斜視図 本発明の第１の実施の形態に係るフェルールの概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 本発明の第１の実施の形態に係るフェルールの他の概略構成図であり （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 本発明の第１の実施の形態に係るフェルールのまた他の概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 本発明の第２の実施の形態に係るフェルールの概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 本発明の第２の実施の形態に係るフェルールの他の概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 本発明の第２の実施の形態に係るフェルールのまた他の概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 本発明の第２の実施の形態に係るフェルールの更に他の概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 （ｃ）は斜視図 本発明の第３の実施の形態に係るフェルールの概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 （ｃ）は斜視図 本発明の第３の実施の形態に係るフェルールの他の概略構成図であり、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 （ｃ）は斜視図 本発明の第３の実施の形態の比較説明に用いた従来のフェルールでの溝部の概略構成図 本発明の第４の実施の形態の概略構成図で、 （ａ）はブレードの斜視図 （ｂ）はフェルールとブレードの関係を示す断面図 本発明の第４の実施の形態に係るフェルールの溝部に光学フィルタを配した状態を示す図で、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 従来のフェルールの概略構成図で、 （ａ）は平面図 （ｂ）は断面図 （ｃ）は斜視図

符号の説明

１ フェルール
２ 溝の底面
３ 光ファイバ
４ 光学フィルタ
５ 発光素子（ＬＤ）
６ 受光素子（ＰＤ）
７ 金属フェルール
８ スリーブ
９ フランジ
１０ 溝部
１１ 接着剤
１２ 平坦面
２０ａ 溝の底面に対して水平方向に形成される側面のうち光ファイバと角度（π−θ１）で交わるような側面に形成されるテーパー部分
２０ｂ 溝の底面に対して水平方向に形成される側面のうち光ファイバと角度θ１で交わるような側面に形成されるテーパー部分
２１ａ 溝の底面に対して垂直方向に形成される側面のうち光ファイバと角度（π−θ１）で交わるような側面に形成されるテーパー部分
２１ｂ 溝の底面に対して垂直方向に形成される側面のうち光ファイバと角度θ１で交わるような側面に形成されるテーパー部分
２２ 溝の底面に対して垂直方向に形成される側面のうち光ファイバと角度θ１で交わるような側面
２３ 溝の底面に対して垂直方向に形成される側面のうち光ファイバと角度（π−θ１）で交わるような側面
２４ 溝の底面に対して垂直方向に形成される側面のうち光ファイバと交わらないような側面のうちの一方の側面
２５ 溝の底面に対して垂直方向に形成される側面のうち光ファイバと交わらないような側面のうちのもう一方の側面
３０ 溝を形成するためのブレード
３１ａ、３１ｂ 溝を形成するためのブレードのうちブレード３０よりも直径の小さいブレード
３２ 中心部

Claims (7)

1. 埋設された光ファイバと交わるように溝を形成し、前記溝中に光学フィルタを挿入配置するフェルールにおいて、
   前記溝の少なくとも１つの側面が、前記溝の底面から見て水平方向にテーパー状若しくは矩形状となっており、前記光ファイバと交差する部分に位置する前記溝の幅よりも大きな幅を有することを特徴とするフェルール。
2. 埋設された光ファイバと交わるように溝を形成し、前記溝中に光学フィルタを挿入配置するフェルールにおいて、
   前記溝の少なくとも１つの側面が、前記溝の底面から見て垂直方向にテーパー状若しくは矩形状となっており、前記溝の底面における溝幅よりも前記溝の上部における溝幅の方が大きいことを特徴とするフェルール。
3. 前記光学フィルタが挿入配置される前記溝の側面の一部又は全面が平坦であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフェルール。
4. 前記溝は、４面以上で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のフェルール。
5. 前記溝は、直径の異なる複数のブレードを一体化したブレードを用いて形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のフェルール。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のフェルールを有することを特徴とする光送受信モジュール。
7. 請求項６に記載の光送受信モジュールを用いることを特徴とする光伝送装置。