JP2007171545A - 光レセプタクル - Google Patents
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Abstract
【課題】 プラグフェルールに装着された光ファイバーの先端に密着してフレネル反射光を抑制するための透明体を、強度が高く且つ安価な方法で組み込んだ光レセプタクルを提供することである。
【解決手段】 光ファイバーを具備するプラグフェルールを挿入するための内孔を有するスリーブと、このスリーブの内孔に配置され且つスリーブの軸方向途中位置に該光ファイバーの先端と密着する凸曲面からなる第一端面並びに光半導体素子に対向する第二端面を有する透明体と、前記スリーブを保持する保持部材からなる光レセプタクルであって、前記透明体の第一端面を凸曲面に形成する熱処理の過程で前記スリーブと前記透明体が融着接合され、また前記スリーブと前記保持部材とは接着剤により接合され、更に前記保持部材は前記スリーブの光半導体素子に対向する端面を支持する係止部を有する光レセプタクルとした。
【選択図】 図２
Description
本発明は光ファイバーと光半導体素子を光学的に接続するための光レセプタクルに係り、特にシングルモード光ファイバーと光半導体素子との接続に好適な光レセプタクルに関する。
従来の、プラグフェルールに装着した光ファイバーの先端が密着する透明体を有する光レセプタクルでは、透明体を平坦なガラス板としてガラス板と保持部材の固定に低融点ガラスを用いている。（例えば、特許文献１参照。）
従来の、プラグフェルールに装着した光ファイバーの先端が密着する透明体を有する光レセプタクルでは、透明体を凸曲面のガラスロッドレンズとして、ガラスレンズが固着したレンズホルダを用意し、レンズホルダを保持部材にＹＡＧレーザーなどで溶接するものもある。（例えば、特許文献２参照。）
特許文献１の場合、低融点ガラスの体積や接合面積を十分とすることでプラグフェルールの押し圧力に耐える透明体の固定強度が得られるが、低融点ガラスが加熱軟化する過程で、軟化した低融点ガラスの表面張力でガラス板が引っ張られてガラス板がわずかに傾斜した状態で保持部材に固定されると、プラグフェルールの光ファイバーとガラス板の間に空気層が生じ、フレネル反射戻り光が生じて光半導体素子の動作に障害を与えるという問題があった。
特許文献２の場合、溶接点を多く取ることでレンズホルダと保持部材は十分な固定強度が得られる。ロッドレンズとレンズホルダはロッドレンズをモールド成形する過程で一体化していると推察できるがこれも十分な固定強度が得られる。しかしながらガラスロッドレンズの凸曲面の頂点とスリーブの軸を光学的手法で個別に合わせることが必要であるため高コストであり、モールド成形によるロッドレンズ自体も高コストである問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、プラグフェルールに装着された光ファイバーの先端に密着してフレネル反射光を抑制するための透明体を、強度が高く且つ安価な方法で組み込んだ光レセプタクルを提供することである。
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、光ファイバーを具備するプラグフェルールを挿入するための内孔を有するスリーブと、このスリーブの内孔に配置され且つスリーブの軸方向途中位置に該光ファイバーの先端と密着する凸曲面からなる第一端面並びに光半導体素子に対向する第二端面を有する透明体と、前記スリーブを保持する保持部材からなる光レセプタクルであって、前記透明体の第一端面を凸曲面に形成する熱処理の過程で前記スリーブと前記透明体が融着接合され、また前記スリーブと前記保持部材とは接着剤により接合され、更に前記保持部材は前記スリーブの光半導体素子に対向する端面を支持する係止部を有する光レセプタクルとした。
これによりプラグフェルールの光ファイバーと透明体の第一端面が確実に密着する構造を実現するとともにスリーブと透明体を強固に一体化することを可能とした。また熱処理は電気炉等によるバッチ処理が可能で量産性に優れ経済的である。スリーブと保持部材は接着剤により接合しているのでＹＡＧレーザー溶接などのような高価な装置を必要とせず経済的である。
保持部材がスリーブの光半導体素子に対向する端面を支持する係止部を有していることにより、万が一プラグフェルールの押し圧力が透明体にかかったままスリーブと保持部材の接合強度が低下した場合であっても係止部がスリーブの光半導体素子に対向する端面を支持するのでスリーブ及び透明体が軸方向にずれることはない。
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の光レセプタクルであって、前記透明体の第二端面を前記スリーブの光半導体素子に対向する端面よりも突き出させて、透明体の第二端面を斜めに形成した。
これにより透明体の第二端面を斜めに研磨加工する際、同時にスリーブを削る量が減らせるため、研磨に要する時間が短縮出来て経済的である。ここで透明体の第二端面を斜めに形成する目的は第二端面で生じるフレネル反射光を光軸から逸らして光半導体に戻るのを防止することである。
本発明によれば、プラグフェルールに装着された光ファイバーの先端に密着してフレネル反射光を抑制するための透明体を、強度が高く且つ安価な方法で組み込んだ光レセプタクルを提供することができる。
本発明の請求項１による実施例を図１に示す。
本発明に係る光レセプタクルはスリーブ１、透明体２、保持部材３から構成される。前記スリーブ１に適する材質としてセラミック、結晶化ガラスなどがあげられ、本実施例ではスリーブ１として結晶化ガラスを用い、プラグフェルール外径規格φ１．２４９±０．０００５ｍｍに適当なスリーブ１の内径をφ１．２５０ｍｍからφ１．２５３ｍｍとし、スリーブ１の外径は２．２ｍｍとした。
本発明に係る光レセプタクルはスリーブ１、透明体２、保持部材３から構成される。前記スリーブ１に適する材質としてセラミック、結晶化ガラスなどがあげられ、本実施例ではスリーブ１として結晶化ガラスを用い、プラグフェルール外径規格φ１．２４９±０．０００５ｍｍに適当なスリーブ１の内径をφ１．２５０ｍｍからφ１．２５３ｍｍとし、スリーブ１の外径は２．２ｍｍとした。
また透明体２に適する材質としてガラス、樹脂などがあげられる。本実施例では透明体２としてホウケイ酸ガラスを用い、透明体２の軸方向の長さを１．８ｍｍとした。
透明体２の望ましい屈折率としては、利用する光波長における光ファイバーのコアの屈折率をｎｆ、透明体３の屈折率をｎｂとして、−１０Ｌｏｇ｛（ｎｆ−ｎｂ）２／（ｎｆ＋ｎｂ）２｝≧３７を満足するものであり、本実施例においては光波長１３１０ｎｍ乃至１５５０ｎｍにおける光ファイバーのコアの屈折率が１.４５２乃至１．４４９であるのに対し、光波長１３１０ｎｍ乃至１５５０ｎｍにおける屈折率が１．４４３乃至１．４４０のものを用いた。
透明体の第一端面２ａの曲率半径を７ｍｍ乃至２５ｍｍとして、透明体の第一端面２ａの頂点の偏心を５０μｍ以下とした。透明体の第二端面２ｂの法線とスリーブの中心軸のなす角度の望ましい値は用途によって異なり通常は０度乃至１５度であるが本実施例では４度とした。
保持部材３に適する材質として金属、セラミック、樹脂などがあげられる。本実施例では保持部材３の材質としてステンレス鋼を用いた。
スリーブ１と保持部材３の接合に用いる接着剤５に適する材質としてエポキシ、ウレタン、アクリル、シリコーンなどがあげられる。本実施例では接着剤５としてエポキシを用いた。
係止部４とスリーブ１の端面の隙間は０ｍｍ乃至０．２ｍｍとして、係止部４とスリーブ１の端面の隙間をスリーブ１と保持部材３の接合に用いた接着剤５で充填した。
本発明の請求項２に相当する実施例を図２に示す。この実施例では請求項１に対応する実施例に加え、透明体２の第二端面２ｂをスリーブ１の光半導体素子に対向する端面よりも突き出し、傾斜面となるように形成した。
本実施例では透明体２の第二端面２ｂがスリーブ１の光半導体素子に対向する端面より０．３ｍｍ突き出た状態から研削加工を行った。透明体２の第二端面の法線とスリーブ１の中心軸のなす角度は本実施例では４度とした。透明体２の第二端面２ｂを斜めに研磨する際にスリーブ１は削らず、スリーブ１の光半導体素子に対向する端面は軸に対して直角とした。
本実施例の製作手順を示す。
まずスリーブと透明体をドロー法により長尺に連続成形する。ここで加熱温度や延伸速度を制御することでスリーブの内径及び外径、透明体の外径を所望の寸法にする事が出来る。
まずスリーブと透明体をドロー法により長尺に連続成形する。ここで加熱温度や延伸速度を制御することでスリーブの内径及び外径、透明体の外径を所望の寸法にする事が出来る。
次に長尺のスリーブと透明体をそれぞれ複数結束し一括して一定の長さに切断し、分割した個々のスリーブの片端部内径に面取り加工を施すとともに透明体も端面の外周に面取り加工を施す。
次に分割した個々のスリーブの内径に透明体を挿入し、スリーブの端面から透明体が一定寸法突き出た状態で位置を定め、複数個を一括して電気炉で加熱する。ここで加熱温度や加熱時間を制御することで、透明体の第一端面の凸曲面曲率半径を７ｍｍ乃至２５ｍｍ、凸曲面頂点偏心を５０μｍ以下に形成すると同時にスリーブと透明体を融着させる。
次にスリーブの外径を治具で保持して透明体の第二端面を研削盤にあてて斜め傾斜面を形成し、透明体の第二端面をラップ盤にあてて光学的平面を形成する。
次に透明体２の第一端面が位置決め治具６の第一基準面６ａに接触するまで位置決め治具６をスリーブ１に挿入する。これを図３に示す。次にスリーブ１をスリーブ保持部材３の先端が位置決め治具６の第二基準面６ｂに接触するまでスリーブ１をスリーブ保持部材３に挿入する。これを図４に示す。次にスリーブ１とスリーブ保持部材３の端部にディスペンサー７で接着剤５を定量滴下し、スリーブ１と保持部材３の隙間に接着剤５を浸透させる。これを図５に示す。最後にオーブンで加熱して接着剤５を硬化させる。
以上の手順で完成となる。
以上の手順で完成となる。
実施例１の光レセプタクルにおいてシングルモード光ファイバーを具備するプラグフェルールを挿入してシングルモード光ファイバーから光レセプタクルに光を入射し、シングルモード光ファイバーに戻る光パワーを測定することで反射減衰量を測定した。
表１に示すように全ての試料に於いて反射減衰量が３７ｄＢを超える良好な低反射ＰＣ状態が実現した。
実施例１の光レセプタクルにおいて、保持部材の光半導体に対向する側の面を支持し、透明体の第一端面に加重し、徐々に増加して最大３９２Ｎ（４０ｋｇｆ）まで加重して破壊に至る荷重を測定した。ここではクリアすべき破壊強度の目標値を９８Ｎ（１０ｋｇｆ）と想定した。
全ての試料に於いて３９２Ｎの荷重で破壊せず、目標値に対して十分余裕を持った堅牢さが確認された。
実施例２の光レセプタクルにおいて、透明体の第二端面がスリーブの光半導体素子に対向する端面よりも０．３ｍｍ突き出ている状態から２４ヶを一括研削により透明体全面を斜め４度に形成するのに要する時間を測定した。比較対照として透明体の第二端面がスリーブの光半導体素子に対向する端面と同一な状態から研削により透明体全面を斜め４度に形成するのに要する時間を測定した。ＧＣ＃１０００レジン砥石を用いて透明体に欠けが発生しない周速度にて研削加工を行ったところ前者では１１０秒、後者では４６０秒を要し、その結果から大幅な加工時間短縮の効果が得られることが確認された。
１…スリーブ
２…透明体
２ａ…第一端面
２ｂ…第二端面
３…保持部材
４…係止部
５…接着剤
６…位置決め治具
６a…第一基準面
６b…第二基準面
７…ディスペンサー
２…透明体
２ａ…第一端面
２ｂ…第二端面
３…保持部材
４…係止部
５…接着剤
６…位置決め治具
６a…第一基準面
６b…第二基準面
７…ディスペンサー
Claims (2)
- 光ファイバーを具備するプラグフェルールを挿入するための内孔を有するスリーブと、このスリーブの内孔に配置され且つスリーブの軸方向途中位置に該光ファイバーの先端と密着する凸曲面からなる第一端面並びに光半導体素子に対向する第二端面を有する透明体と、前記スリーブを保持する保持部材からなる光レセプタクルであって、前記透明体の第一端面を凸曲面に形成する熱処理の過程で前記スリーブと前記透明体が融着接合され、また前記スリーブと前記保持部材とは接着剤により接合され、更に前記保持部材は前記スリーブの光半導体素子に対向する端面を支持する係止部を有することを特徴とする光レセプタクル。
- 請求項１に記載の光レセプタクルであって、前記透明体の第二端面が前記スリーブの光半導体素子に対向する端面よりも突き出した傾斜面に形成されていることを特徴とする光レセプタクル。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2005368966A JP2007171545A (ja) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | 光レセプタクル |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009123017A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | 京セラ株式会社 | 光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュール |
| JP2011013509A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Toto Ltd | 光レセプタクルおよび光レセプタクルの製造方法 |
| US20150316727A1 (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | Toto Ltd. | Optical receptacle |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005122086A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-05-12 | Kyocera Corp | 光レセプタクル及びこれを用いた光モジュール |
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2005
- 2005-12-22 JP JP2005368966A patent/JP2007171545A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005122086A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-05-12 | Kyocera Corp | 光レセプタクル及びこれを用いた光モジュール |
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