JP2007264424A - Optical fiber component and optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ部品とその光ファイバ部品を用いた光デバイスに関する。 The present invention relates to an optical fiber component and an optical device using the optical fiber component.
近年、光ファイバを用いて温度等の物理量を検知する光ファイバセンサや、光ファイバ通信が広く用いられている。
例えば、光ファイバセンサは、感知部に給電を必要としないこと、遠隔での計測に有利であること、多重化技術を用いた多点計測が可能であるなどの特長を活かし、発電施設、土木構造物、海底地震計、製造プロセスラインといった分野で幅広く用いられている。
また、耐熱、耐食性に優れる溶融石英からなる光ファイバを用いた光ファイバセンサは、感知部の構造によっては、耐熱、耐食性を要する環境での測定が可能であるという点にも注目されている。
In recent years, optical fiber sensors that detect physical quantities such as temperature using optical fibers and optical fiber communication have been widely used.
For example, an optical fiber sensor is advantageous in that it does not require power supply to the sensing unit, is advantageous for remote measurement, and enables multipoint measurement using multiplexing technology. Widely used in fields such as structures, submarine seismometers, and manufacturing process lines.
Further, an optical fiber sensor using an optical fiber made of fused silica having excellent heat resistance and corrosion resistance is also attracting attention because it can be measured in an environment that requires heat resistance and corrosion resistance depending on the structure of the sensing unit.
例えば、特許文献1には、感知部を耐熱性フェルール、耐熱性接着剤等耐熱材料のみで構成した耐熱性の高い干渉型光ファイバセンサが紹介されている(図3)。この特許文献1の感知部100は、光ファイバ101の金属メッキ端面と、光ファイバ105の金属メッキ端面間の反射、干渉を利用して、空間104の寸法変化を感知することでフェルール102に掛かる物理量を検出するものである。この感知部100では、耐熱性の高い石英材料からなる光ファイバ101,105と、耐熱性の高いジルコニア等のセラミックやガラスからなる耐熱性フェルール102と、セラミック接着剤やポリイミド接着剤などの耐熱性接着剤103を用いて高い耐熱性を持たせている。尚、金属被膜107は、ニッケル、銅等からなり、光ファイバ101を補強している。
For example, Patent Document 1 introduces an interference-type optical fiber sensor having a high heat resistance in which a sensing portion is composed only of a heat-resistant material such as a heat-resistant ferrule and a heat-resistant adhesive (FIG. 3). The
光ファイバ通信はデータ伝送の増大に伴い、急激な普及を示している。最近までは、幹線網や中継網といった分野が主流であったが、近年は加入者網への普及が増大してきた。こうした光ファイバ通信において、光ファイバと並んで、送受信を担うLD光源モジュールや受光モジュールは最重要部品であるが、加入者網への普及に伴い、これらの部品の大量生産に適した製法として表面実装技術が検討されている。表面実装技術は電子部品の実装で確立した技術であるが、局所的な加熱ではなく、実装部品全体が200℃以上の高熱に曝される。このため、実装部品に高温耐熱性が要求され始めている。 Optical fiber communication is rapidly spreading with the increase in data transmission. Until recently, fields such as trunk networks and relay networks were mainstream, but in recent years, their use in subscriber networks has increased. In such optical fiber communication, the LD light source module and light receiving module responsible for transmission / reception along with the optical fiber are the most important parts, but with the spread to the subscriber network, surface processing is suitable for mass production of these parts. Mounting technology is being studied. The surface mounting technology is a technology established by mounting electronic components, but the entire mounting components are exposed to high heat of 200 ° C. or higher, not local heating. For this reason, high-temperature heat resistance has begun to be required for mounting components.
特許文献2では、表面実装用モジュールに用いられる、耐熱性を向上させた光ファイバ付きフェルールが紹介されている。図4は、特許文献2に開示された平面実装用モジュールに用いられている光ファイバ付きフェルール200を、模式的に示す断面図であり、光ファイバ201、フェルール202、接着剤203で構成されている。特許文献2では、接着剤203として、ポリイミド樹脂または、低融点ガラスが用いられることが開示されている。ポリイミド樹脂のガラス転移点は約270℃であり、低融点ガラスのガラス転移点は約300℃であり、一方半田リフロー炉の温度は約240℃であり、十分な耐熱性を持ち、リフロー炉内で接着剤の軟化が発生せず、十分な光学的精度を保持することが出来る。
Patent Document 2 introduces a ferrule with an optical fiber that is used in a surface mounting module and has improved heat resistance. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a
このように、光センサや光通信に用いられる光ファイバ部品には、高い耐熱性が要求されるようになってきている。
しかしながら、従来の光ファイバ部品には耐熱性に対して以下のような問題があった。
例えば、特許文献1の光ファイバセンサ用の感知部では、光ファイバとフェルールの接合材として用いられるセラミック接着剤やポリイミド樹脂の加熱硬化時におけるフェルールと光ファイバの熱膨張差により、残留応力が発生する。これが原因で、光ファイバとフェルールの接合部において光ファイバの折れが発生することがある。
またポリイミド樹脂を用いた場合、十分な強度を得るためにポリイミドと光ファイバの接触面を増やす必要があるが、接触面を増加させるとポリイミドの熱膨張係数はフェルールの5倍以上も大きいために、光ファイバをポリイミドで引っ張り込むという問題があった。このため、本来のフェルールの変形以外の原因で空間104は拡げられ、これによる測定誤差が生じるという問題があった。
However, conventional optical fiber components have the following problems with respect to heat resistance.
For example, in the sensing unit for an optical fiber sensor disclosed in Patent Document 1, residual stress is generated due to a difference in thermal expansion between the ferrule and the optical fiber during heat curing of a ceramic adhesive or polyimide resin used as a bonding material between the optical fiber and the ferrule. To do. This may cause the optical fiber to break at the joint between the optical fiber and the ferrule.
When polyimide resin is used, it is necessary to increase the contact surface between polyimide and optical fiber in order to obtain sufficient strength. However, if the contact surface is increased, the thermal expansion coefficient of polyimide is more than five times that of ferrules. There was a problem of pulling the optical fiber with polyimide. For this reason, there is a problem in that the
また、特許文献2の表面実装用の光ファイバ付きフェルールでは接着剤としてポリイミド樹脂や低融点ガラスが用いられるが、低融点ガラスは、溶融前には粒径が10μm以上のガラス粉末を含むものであるため、フェルールと光ファイバの隙間を大きくする必要があった。このように、フェルールと光ファイバの隙間を大きくすると、フェルールの軸と光ファイバの軸を一致させることが難しく、接続ロスが大きくなるという問題があった。一方ポリイミド樹脂を用いた場合には、強度が弱く、熱衝撃によりクラックが発生し、充分な接合が得られないという問題があった。 In addition, in the ferrule with an optical fiber for surface mounting in Patent Document 2, polyimide resin or low melting glass is used as an adhesive, but the low melting glass contains glass powder having a particle size of 10 μm or more before melting. It was necessary to enlarge the gap between the ferrule and the optical fiber. As described above, when the gap between the ferrule and the optical fiber is increased, it is difficult to make the axis of the ferrule and the axis of the optical fiber coincide with each other, resulting in a problem that connection loss increases. On the other hand, when a polyimide resin is used, there is a problem that the strength is weak and cracks are generated due to thermal shock, and sufficient bonding cannot be obtained.
そこで、本発明は、光軸ずれが少なくかつ耐熱性の高い光ファイバ部品を提供することを第1の目的とする。 Therefore, a first object of the present invention is to provide an optical fiber component with little optical axis deviation and high heat resistance.
また、本発明は、光学特性に優れかつ耐熱性が高い光学デバイスを提供することを第2の目的とする。 The second object of the present invention is to provide an optical device having excellent optical characteristics and high heat resistance.
以上の目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ部品は、筒体の内孔内で光ファイバの少なくとも一端が固定されてなる光ファイバ部品であって、前記光ファイバの一端は、前記筒体の軸方向と直交する方向に断面視して前記筒体の内面を周方向にn等分(nは3以上の整数)したn個の領域に区画したときに、n個の各領域に前記筒体の内周面に部分的に当接する当接部が設けられており、前記光ファイバと前記筒体とを非当接部に存在する接合材でもって接合せしめてなることを特徴とする。
また、本発明に係る光デバイスは、本発明に係る光ファイバ部品と、該光ファイバ部品の前記筒体の内孔を塞ぐように前記筒体の一端面に接合された光学素子とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical fiber component according to the present invention is an optical fiber component in which at least one end of an optical fiber is fixed in an inner hole of a cylindrical body, and one end of the optical fiber is When the inner surface of the cylindrical body is partitioned into n areas (n is an integer of 3 or more) in the circumferential direction as viewed in a cross-section in a direction orthogonal to the axial direction of the cylindrical body, each of the n areas A contact portion that partially contacts the inner peripheral surface of the cylindrical body, and the optical fiber and the cylindrical body are bonded to each other with a bonding material present in the non-contact portion. And
An optical device according to the present invention includes the optical fiber component according to the present invention, and an optical element bonded to one end surface of the cylindrical body so as to close the inner hole of the cylindrical body of the optical fiber component. It is characterized by that.
以上のように構成された本発明に係る光ファイバ部品は、3以上の当接部で前記光ファイバを保持することができるので、前記筒体と前記光ファイバの同心度を高くでき、かつ前記光ファイバと前記筒体とを非当接部において、例えば、耐熱性の高いガラス材等の接合材で接合できるので、耐熱性を高くできる。
また、本発明に係る光デバイスは、本発明に係る、光軸ズレがなくかつ耐熱性の高い光ファイバ部品を用いて構成されているので、光学特性に優れかつ耐熱性が高い光学デバイスを提供することができる。
Since the optical fiber component according to the present invention configured as described above can hold the optical fiber at three or more contact portions, the concentricity of the cylindrical body and the optical fiber can be increased, and the Since the optical fiber and the cylindrical body can be bonded at the non-contact portion with a bonding material such as a glass material having high heat resistance, the heat resistance can be increased.
Further, the optical device according to the present invention is configured using optical fiber components having no optical axis misalignment and high heat resistance according to the present invention, so that an optical device having excellent optical characteristics and high heat resistance is provided. can do.
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態の光ファイバ部品について説明する。
実施の形態1.
図1Aは、本発明に係る実施の形態1の光ファイバ部品(光ファイバ付きフェルール)10aの構成を示す断面図(a)および端面図(b)である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an optical fiber component according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1A is a cross-sectional view (a) and an end view (b) showing a configuration of an optical fiber component (ferrule with optical fiber) 10a according to a first embodiment of the present invention.
この光ファイバ部品10aは、石英やガラス材等からなる光ファイバ11と、ジルコニアやアルミナ等セラミックス、ガラス材、ニッケル等の金属からなる筒体であるフェルール12aと、例えば、ガラス材からなる接合材13から構成されている。
The
光ファイバ部品10aにおいて、フェルール12aは、挿入部1aと挿入部1aより径の小さい固定部2aとからなる内孔3aを有し、その内孔3aに光ファイバ11が挿入される。そして、光ファイバ11は固定部2aにおいて、接合材13により固定される。
In the
本実施の形態1の光ファイバ部品10aは、内孔3aの固定部2aに形状に特徴があり、この固定部2aにより、光ファイバ11を光軸ずれなく固定しかつ耐熱性の高い光ファイバ部品の提供を可能にしている。
The
実施の形態1の光ファイバ部品10aでは、この固定部2aは、図1A(b)に示すように、光ファイバ11が当接する凸部(当接部)2a'を3箇所に有しており、この凸部2a'により光軸ずれのない光ファイバ11の固定を可能にしている。すなわち、3つの凸部2a'における光ファイバ11との当接部は固定部2aの軸から等距離(光ファイバ11の半径に相当する距離)になるように設けられ、光軸ずれのない光ファイバ11の固定を可能する。実施の形態1において、3つの凸部2a'は、それぞれの当接部が固定部2aの中心軸と平行になるように、形成されることが好ましい。すなわち、この凸部2a'は、固定部2aの一端から他端まで延在する突条で構成されていることが好ましい。また、3つの凸部2a'は、等間隔に形成されることが好ましい。
In the
また、実施の形態1の光ファイバ部品では、固定部2aにおいて、3つの凸部2a'の間(非当接部)には、光ファイバ11との間に、耐熱性を持ったガラス材やロウ材を用いて固定するために十分な、例えば、10μm以上の空隙が確保されている。これにより、ガラス粉末が含まれた接合材を塗布したり、ガラス材やロウ材を溶融して浸透させることが可能となり、耐熱性の高い強固な接合が確保できる。
Further, in the optical fiber component of the first embodiment, in the
以上のように構成された実施の形態1の光ファイバ部品によれば、フェルールの貫通孔に高い位置精度で光ファイバが保持され、かつ耐熱性の高い光ファイバ部品の提供が可能となる。これにより、例えば、コア部が径10μm程度であるシングルモードファイバが用いられる光通信分野に使用でき、かつ表面実装が可能な光ファイバ部品(例えば、コネクタ用の部品)を提供できる。 According to the optical fiber component of the first embodiment configured as described above, it is possible to provide an optical fiber component that holds the optical fiber with high positional accuracy in the through hole of the ferrule and has high heat resistance. Thereby, for example, it is possible to provide an optical fiber component (for example, a component for a connector) that can be used in an optical communication field in which a single mode fiber having a core portion with a diameter of about 10 μm is used and that can be surface-mounted.
尚、本実施の形態1において、フェルール12aの貫通孔の加工には、セラミックスやガラスを用いたフェルールでは、切削加工やレーザー加工を用いることができ、ニッケル等の金属を用いたフェルールの場合は電気鋳造法により、精密に作製することが可能である。
In the first embodiment, the processing of the through hole of the
また、接着剤13には、低融点ガラスを用いることが好ましい。すなわち、比較的低融点のガラスでは、約300℃に溶融温度があり、線熱膨張係数はセラミックスや金属やガラス等に近いため、冷却時の残留応力も十分に小さくでき、接合強度を高くできる。 The adhesive 13 is preferably made of low melting point glass. That is, a relatively low melting point glass has a melting temperature of about 300 ° C., and its linear thermal expansion coefficient is close to that of ceramics, metal, glass, etc., so that the residual stress during cooling can be sufficiently reduced and the bonding strength can be increased. .
以上の実施の形態1では、固定部2aにおいて、凸部2a'を3箇所に設けたが、本発明は、これに限られるものではなく、凸部2a'を3箇所以上にもうけてもよい。
In the first embodiment described above, the
以上、実施の形態1により本発明に係る具体的な一形態について説明したが、本発明は実施の形態1の構成に限られるものではなく、筒体(フェルール)の内孔(貫通孔12a)内で光ファイバの少なくとも一端が固定されてなる光ファイバ部品において、以下のように構成したものである。
すなわち、本発明の光ファイバ部品において、筒体(フェルール)は、その軸方向に直交する断面を見て、図1A(b)に示すように、仮想等分線Xで筒体内孔の内周面を周方向にn等分(nは3以上の整数)し、該仮想等分線Xでn個の領域に区画された仮想領域Yを設定したときに、各領域に光ファイバが部分的に当接するように当接部が設けられている。
そして、光ファイバをn箇所の当接部に当接するように筒体(フェルール)の内孔に挿入して、その当接部の間の非当接部にできる光ファイバと筒体の内周面の間の空隙に接合材により接合している。
The specific embodiment according to the present invention has been described above according to the first embodiment. However, the present invention is not limited to the configuration of the first embodiment, and the inner hole (through
That is, in the optical fiber component of the present invention, the cylindrical body (ferrule) is viewed from a cross section orthogonal to the axial direction thereof, and as shown in FIG. When the surface is divided into n equal parts in the circumferential direction (n is an integer of 3 or more), and a virtual area Y divided into n areas by the virtual equal line X is set, an optical fiber is partially in each area. An abutting portion is provided so as to abut.
Then, the optical fiber can be inserted into the inner hole of the cylinder (ferrule) so as to contact the n contact parts, and the inner circumference of the cylinder and the non-contact part between the contact parts It joins to the space | gap between surfaces with a joining material.
次に、本発明の実施の形態1に係る光ファイバ部品の製造方法の一例を示す。
<フェルールの作製>
フェルール12aは、例えばジルコニアセラミックスを用いて作製する場合、まず、フェルール12aの前駆体である成形体を作製する。成形体は、ジルコニアセラミックスの原料粉末にバインダーと溶媒を混練した後に、内孔を有した円筒体になるように押し出し成形されることによって作製される。次に、該成形工程によって得られた成形体は、所望の寸法に裁断された後に、脱脂され、1500℃程度の温度で焼成して燒結体が作製される。その後、燒結体は、たとえばダイヤモンド砥粒のついたワイヤーで内孔と外周を所定の寸法になるよう研磨加工される。このとき、フェルール12aの内孔に設けられる凸部2a'は、ワイヤー加工でも形成してもよいが、レーザ加工によって形成してもよい。また、この凸部2a'は、成形体の内孔を形成するためのコアピンの外周部に溝を設けることによって、成形体の状態で凸部2a'を形成してもよい。以上のような工程を経て、フェルール12aが作製される。
Next, an example of the manufacturing method of the optical fiber component which concerns on Embodiment 1 of this invention is shown.
<Production of ferrule>
When the
<光ファイバ部品の作製>
光ファイバ部品は、上記したフェルール12aの内孔に光ファイバ11を挿入固定することによって作製することができる。本発明の光ファイバ部品は、フェルール12aの内周面と光ファイバ11の外周部が3箇所以上で部分的に当接する構成であるため、光ファイバ11をフェルール12aに挿入するときに、以下のような工夫を施した。石英からなる光ファイバ11をジルコニアからなるフェルール12aに挿入する際には、フェルール12aを100〜200℃で加熱させながら挿入すると良い。これは、フェルール12aの方が光ファイバ11より熱膨張率が大きいため、加熱すると光ファイバ11とフェルール12aに小さな空隙が生じ、光ファイバ11を容易に挿入することができる。そして、フェルール12aは、光ファイバ11の挿入後に室温まで冷却させると、収縮して光ファイバ11の外周部とフェルール12の内孔に設けられた当接部(凸部2a')が当接するようになる。最後に、接合材13を光ファイバ11とフェルール12aの非当接部に注入して固定する。この工程においては、接合材13が接着剤であれば、光ファイバ11とフェルール12aの空隙部(非当接部)に注入すればよいが、ガラス材やロウ材の場合は光ファイバ11とフェルール12aの当接する端部を下方にして、上方から接合材13を溶かして流し込むと、効率よく非当接部に接合材13を注入することができる。その後、接合材13を冷却等によって硬化させてフェルール12aの内孔内に光ファイバ11を固定することにより、光ファイバ部品が得られる。
<Fabrication of optical fiber parts>
The optical fiber component can be manufactured by inserting and fixing the
以下、本発明の範囲内にある他の実施の形態について、説明する。
実施の形態2.
図1Bは、本発明に係る実施の形態2の光ファイバ部品10bの構成を示す断面図(a)と、端面図(b)である。
この実施の形態2の光ファイバ部品10bは、固定部2bの断面形状が三角形である貫通孔3bを有するフェルール12bを用いて構成した以外は、実施の形態1の光ファイバ部品と同様に構成される。
Hereinafter, other embodiments within the scope of the present invention will be described.
Embodiment 2. FIG.
FIG. 1B is a cross-sectional view (a) and an end view (b) showing the configuration of the
The
実施の形態2の光ファイバ部品10bでは、図1B(b)に示すように、固定部2bにおいて、その任意の断面で上記三角形の各辺の中央部で光ファイバ11が当接する当接部2b'を有するように、固定部2bが形成されており、この固定部2bの構造により、光軸ずれのない光ファイバ11の固定を可能にしている。すなわち、各面における光ファイバ11の当接部が固定部2bの軸から等距離になるように固定部2bが形成されており、これにより光軸ずれのない光ファイバ11の固定を可能する。実施の形態2において、それぞれの当接部が固定部2bの中心軸と平行になるように、形成されることが好ましい。また、固定部2bの断面形状は、正三角形であることが好ましく、これにより、光ファイバ11の当接部を等間隔にでき、より確実に光軸ずれを防止できる。
In the
また、実施の形態2の光ファイバ部品10bでは、図1B(b)に示すように、固定部2bにおいて、3つの当接部の間には、光ファイバ11との間に、耐熱性を持ったガラス材やロウ材を用いて固定するために十分な、空隙が確保されている。これにより、ガラス粉末が含まれた接合材を塗布したり、ガラス材やロウ材を溶融して浸透させることが可能となり、耐熱性の高い強固な接合が確保できる。
Further, in the
以上のように構成された実施の形態2の光ファイバ部品は、実施の形態1と同様な作用効果を有する。
また、本実施の形態2の光ファイバ部品は、固定部である内孔に凸部を形成することなく、断面形状を三角形にすることにより、3つの当接部で光ファイバを保持しているので、内孔の加工を容易にできる。
The optical fiber component of the second embodiment configured as described above has the same function and effect as those of the first embodiment.
Further, the optical fiber component of the second embodiment holds the optical fiber at the three abutting portions by forming a triangular cross-sectional shape without forming a convex portion in the inner hole that is the fixing portion. Therefore, the inner hole can be easily processed.
尚、実施の形態2では、固定部2bの断面形状を三角形としたが、本発明はこれに限られるものではなく、3つ以上の当接部を有するような四角形、五角形、六角形等の他の多角形であってもよい。このような断面形状の作製方法としては、上述した押し出し成形方法によるフェルール12a前駆体(成形体)の内孔を作製するためのコアピンの形状を、多角形状にすれば容易に作製することができるとともに量産性にも優れている。
また、角部にRがついていても問題はなく、光ファイバ11を支持することが可能である。
In the second embodiment, the cross-sectional shape of the fixing
Further, there is no problem even if the corners have R, and the
実施の形態3.
本発明に係る実施の形態3の光ファイバ部品10cは、実施の形態1又は2の光ファイバ部品において、光ファイバ11としてNi、Cu、Au等の金属被膜14(金属部)が施された光ファイバを用い、固定部2a又は2bの内周面にめっき又は蒸着等により金属膜を形成して、接合材13としてロウ材を用いたものである(図3C)。
実施の形態3において、上述した以外の部分については、実施の形態1又は2の光ファイバ部品と同様に構成される。
Embodiment 3 FIG.
The
In the third embodiment, portions other than those described above are configured in the same manner as the optical fiber component of the first or second embodiment.
以上のように構成した実施の形態3の光ファイバ部品10cは、当接部の間の非当接部にできる光ファイバと筒体の内周面の間の空隙を、溶融したロウ材が浸透できる程度に大きくすることができるので、ロウ材を用いて容易に接合できる。ここで、ロウ材としては、耐熱性を高くするために、300℃程度で溶融するAuSnやAuGe等共晶点を持つものを用いることが好ましい。
In the
また、本実施の形態3では、接合材13が光ファイバ11を被覆する金属部14に含まれる金属と同一の金属を含むことが好ましく、これによって、接合材13と金属部14との熱膨張係数が近似した構成とすることができるため、接合強度を向上させることが可能となる。
Moreover, in this Embodiment 3, it is preferable that the joining
以上説明した実施の形態1〜3の光ファイバ部品では、内孔3aが固定部2a(2b)より径の大きい挿入部1aを有しているので、その内孔3aに光ファイバ11を挿入した後、挿入部1aに接合材13を固体の状態で挿入し、接合材13を軟化又は溶融して光ファイバと固定部2a,2bの内周面の間の空隙に浸透させて接合することができる。
また、挿入部1aと固定部2aの境界部分は、図1A〜図1Cに示すように、徐々に径が小さくなるように傾斜していることが好ましく、このようにすると、軟化又は溶融した接合材13を光ファイバと固定部2a,2bの内周面の間の空隙に容易に浸透させることが可能になるとともに、接合強度をより高くできる。
In the optical fiber components of Embodiments 1 to 3 described above, the inner hole 3a has the insertion portion 1a having a diameter larger than that of the fixing
Moreover, it is preferable that the boundary part of the insertion part 1a and the fixing |
実施の形態4.
図2Aは、本発明に係る実施の形態4の光デバイス20aの構成を示す断面図であり、該光デバイスは実施の形態2の光ファイバ部品を用いて構成されている。
具体的には、光ファイバが挿入されたフェルール12a(12b)の固定部2a(2b)側の端面に、光学素子25が内孔を塞ぐように接合材26で固定されている。
ここで、光学素子25は、ファラデー回転子、ポッケルス素子、エタロンフィルタ等の種々の素子を選択することができる。また、接合材26は、接合材13と同様にガラス材やロウ材を用いることができるが、接合材13より溶融点が低いと、接合材26で接合する際、接合材13を溶融させることがないので望ましい。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 2A is a cross-sectional view showing the configuration of the
Specifically, the
Here, as the
以上のように構成された実施の形態4の光デバイスは、その一部を構成する本発明に係る光ファイバ部品における、光ファイバとフェルールの同心度が高いため、光ファイバ部品と光学素子の結合効率を高くでき、接続によるロスを小さくできる。
また、本発明に係る光ファイバ部品の耐熱性が高いので、耐熱性の高い光デバイスを構成することができる。
The optical device according to the fourth embodiment configured as described above has a high concentricity between the optical fiber and the ferrule in the optical fiber component according to the present invention that forms part of the optical device. Efficiency can be increased and loss due to connection can be reduced.
Moreover, since the optical fiber component according to the present invention has high heat resistance, an optical device having high heat resistance can be configured.
また、本実施の形態4の光デバイスでは、図2Bに示すように光ファイバ11の先端部にレンズ効果を持つ、グレーデッドインデックスファイバ27を設け、光学距離調整用の純石英ファイバ28を融着により、光学素子と接続することが好ましく、これにより、光ファイバ部品と光学素子の結合効率をより高くできる。
Further, in the optical device according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 2B, a graded
実施例として、図2Bに示す光デバイスを作製した。
光学素子25としては、エタロンフィルタを用いた。エタロンフィルタは約100μmの石英体ブロックの両端面に、照射される光の一部を反射し、それ以外の光を透過する機能を有する部分反射膜を形成することにより作製した。この石英は約10ppm/℃の光路長変化率を有しており、エタロンフィルタとして用いると透過または反射波長が温度に応じて変化し、温度センサとして機能する。本実施例では反射波長を利用するような構成とした。
As an example, an optical device shown in FIG. 2B was produced.
An etalon filter was used as the
光ファイバ11として、ポリイミド樹脂がコートされたシングルモードファイバの先端部にグレーデッドインデックスファイバ27と純石英ファイバ28を融着接続したものを用い、フェルール12との接続部における被覆は除去した。
また、フェルール12は、外径が2.5mmのジルコニア製のものを用い、内孔(固定部)は、その断面形状が一辺216.5μmの正三角形になるようにダイアモンドが付着したワイヤで加工した。この正三角形断面の角部には、円弧状になっている(Rがついている)。また、固定部における中心ズレは1μm以内であった。
As the
The
また、フェルール12の挿入部1aの内径は1mmの円形になるように加工した。接合材13として、ガラス転移点250℃以上、溶融点350℃以上の鉛−ホウ素−ケイ素等からなるガラスを用いた。この接合は、接合材13であるガラスを、予め、内径が200μm、外径が1mmとなるように円筒形状に焼き固め、それをフェルールの挿入部1aに挿入した。
Moreover, it processed so that the internal diameter of the insertion part 1a of the
そして、光ファイバ11をフェルール12に挿入し、ホットプレート上でフェルール12の光ファイバ11の固定端側が下になるようにして加熱処理(処理温度は約400℃で10分間)することにより、ガラス材を固定部に浸透させることで、フェルール12の一端部まで到達させ、接合した。次にこの端部を鏡面研磨し、光ファイバ付きフェルールを作製した。
Then, the
次に、フェルール12の端部にエタロンフィルタを接合材26で接続した。接合材26は溶融温度が350℃以下のガラスを用い、先に用いた接合材13より溶融温度が低いものとした。
Next, an etalon filter was connected to the end of the
このようにして、実施例の光デバイスを作製して評価した。
この実施例に用いたエタロンフィルタは、反射光を利用するものであり、光ファイバ11から放射された光は、エタロンフィルタで反射した後、光ファイバ11に再入射する必要がある。このため光ファイバの光軸に垂直に、エタロンフィルタの反射膜が配置されていないと、効率よく再入射されないが、本実施例の光デバイスでは、光ファイバ11をフェルール12に同心度高く固定されており、その角度ズレ(光ファイバの光軸に垂直な面に対する反射膜のずれ)は0.2度以内に収まっていた。これに対して、従来のものでは、角度ズレが1度以上生じる場合があった。さらに、本実施例において、レンズ効果を持つグレーデッドインデックスファイバ27を用いることで、90%以上の反射率で再入射させることができた。これは、光ファイバと光学素子の結合効率がほぼ100%であることを意味する。
Thus, the optical device of the Example was produced and evaluated.
The etalon filter used in this embodiment uses reflected light, and the light emitted from the
1a 挿入部、2a,2b 固定部、2a' 凸部(当接部)、2b' 当接部、3a,3b 内孔、10a,10b,10c 光ファイバ部品、11 光ファイバ、12a,12b フェルール(筒体)、13,26 接合材、14 金属被膜、20a,20b 光デバイス、25 光学素子、27 グレーデッドインデックスファイバ、28 純石英ファイバ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Insert part, 2a, 2b fixing | fixed part, 2a 'convex part (contact part), 2b' contact part, 3a, 3b inner hole, 10a, 10b, 10c Optical fiber component, 11 Optical fiber, 12a, 12b Ferrule ( Cylinder), 13, 26 bonding material, 14 metal coating, 20a, 20b optical device, 25 optical element, 27 graded index fiber, 28 pure silica fiber.
Claims (6)
前記光ファイバの一端は、前記筒体の軸方向と直交する方向に断面視して前記筒体の内面を周方向にn等分(nは3以上の整数)したn個の領域に区画したときに、n個の各領域に前記筒体の内周面に部分的に当接する当接部が設けられており、前記光ファイバと前記筒体とを非当接部に存在する接合材でもって接合せしめてなる光ファイバ部品。 An optical fiber component in which at least one end of an optical fiber is fixed in an inner hole of a cylindrical body,
One end of the optical fiber is divided into n regions obtained by sectioning the inner surface of the cylindrical body into n equal parts (n is an integer of 3 or more) in the circumferential direction as viewed in a direction orthogonal to the axial direction of the cylindrical body. In some cases, each of the n regions is provided with a contact portion that partially contacts the inner peripheral surface of the cylindrical body, and the optical fiber and the cylindrical body are joined with a non-contact portion. Optical fiber parts that are joined together.
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