JP2007309967A - Method of manufacturing optical component or optical module - Google Patents
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Description
本発明は、光通信装置などで使用される光学部品または光モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical component or an optical module used in an optical communication device or the like.
一般に、光通信用に使用される光学部品や光モジュールとしては、光コネクタ、光アイソレータや光信号を送信するためのLDモジュールや光信号を受信するためのPDモジュールが知られている。また、特に大容量化、高速化および長距離中継通信機能が要求される光情報処理システムの場合、LDとして分散特性に優れるDFBレーザが用いられ、このDFBレーザは反射光による戻り光に対しては非常に敏感であり、光ファイバヘの結合端面やその他の不連続界面からの反射光が戻ると特性が不安定状態となってしまうという難点がある。そこで、このような場合には、反射光が発光素子へ戻るのを防止するため、発光素子と光ファイバとの間に光の一方向透過機能(順方向の光を透過し、逆方向の光を遮断する)を有する特許文献1に示されるような光アイソレータモジュールが使用される。
In general, as optical components and optical modules used for optical communication, optical connectors, optical isolators, LD modules for transmitting optical signals, and PD modules for receiving optical signals are known. In particular, in the case of an optical information processing system that requires large capacity, high speed, and long-distance relay communication functions, a DFB laser having excellent dispersion characteristics is used as an LD. Is very sensitive, and there is a problem that the characteristics become unstable when the reflected light from the coupling end face to the optical fiber or other discontinuous interface returns. Therefore, in such a case, in order to prevent the reflected light from returning to the light emitting element, a one-way transmission function of light between the light emitting element and the optical fiber (transmits light in the forward direction and transmits light in the reverse direction). An optical isolator module such as that shown in
この光アイソレータモジュールの一例の模式的な断面図を図4に示す。一般に光コネクタや光アイソレータなどの光学部品を組み合わせてなる光モジュールを構成する場合、その構成部品と一体化する上で光ファイバの端面部分の保護および固定に十分な機械強度を得るために光ファイバの先端部分はフェルールに固定される。図4において、光ファイバ100の光モジュールが構成される先端部は光ファイバの被覆材が除去されて光ファイバ素線101となり、円筒形状で中心に光ファイバ挿入孔を有するジルコニアやガラスまたは金属などの材料からなるフェルール102に挿入され接着固定されている。
A schematic cross-sectional view of an example of this optical isolator module is shown in FIG. In general, when configuring an optical module that combines optical components such as optical connectors and optical isolators, an optical fiber is required to obtain sufficient mechanical strength to protect and fix the end face of the optical fiber when it is integrated with the component. The tip of is fixed to the ferrule. In FIG. 4, the tip portion of the optical module of the
図4においては、そのフェルール102の端面103は光ファイバ素線101の端面と一体に研磨され、その研磨端面はそこでの反射光が光透過方向に結合して戻るのを防ぐため斜めになっている。端面103には光アイソレータ素子104が直接的に接着固定された構造となっている。ここでの光アイソレータ素子104は、相対角が約45度の入射側偏光子および出射側偏光子の間にファラデー回転子を設置固定し、その周囲に円筒型の磁石105を配置して構成されるもので、ファラデー回転子が磁石から印加される磁界により光信号の偏波面を回転させる作用を有し、入射側偏光子と出射側偏光子が或る一定方向の偏光のみを通過させる作用を有する。図4においては磁石105はフェルール102を保持する円筒型の金属管106の端面上に設置固定されている。
In FIG. 4, the
ここで、光モジュールを構成する各光学部品の製造または固定には、通常、接着や溶接、半田などの方法が使用されている。この中で接着による製造方法または固定方法は構成部品の材料に限定されないこと、固定物と被固定物の形状の自由度が大きいこと、安価であることなどから最も多く用いられている。しかし、接着による固定では接着剤の硬化時の収縮による構成部品の位置ずれ、熱硬化後の構成部品への応力印加による特性のずれ、劣化、長期的な安定性などが問題となる。 Here, methods such as adhesion, welding, and solder are usually used for manufacturing or fixing optical components constituting the optical module. Among these, the manufacturing method or fixing method by bonding is most often used because it is not limited to the material of the component parts, the degree of freedom of the shape of the fixed object and the fixed object is large, and it is inexpensive. However, in fixing by adhesion, there are problems such as displacement of component parts due to shrinkage during curing of the adhesive, deviation of characteristics due to application of stress to the component parts after heat curing, deterioration, and long-term stability.
そこで接着硬化時の収縮が小さく、熱による歪の影響がなく、安定性の高い紫外線硬化型あるいは熱硬化性も付加されたエポキシ系接着剤が最近は多く使用されている。すなわち、紫外線により接着剤全体を硬化させるのでなく、紫外線の照射により一部が硬化して仮固定され、その硬化した部分がトリガーとなり後の加熱により残り部分が完全に硬化されるタイプの接着剤(紫外線アシスト型接着剤)も収縮が小さく安定性の高い接着剤として使用されている。熱硬化性が付与されているので、紫外線照射が不可能な部位の接着にも適用が可能となっている。 Therefore, epoxy adhesives that are small in shrinkage at the time of adhesive curing, have no influence of heat distortion, and have a high stability such as an ultraviolet curable type or a thermosetting property have been used recently. That is, instead of curing the entire adhesive with ultraviolet rays, a part of the adhesive is cured and temporarily fixed by irradiation with ultraviolet rays, and the cured portion serves as a trigger, and the remaining portion is completely cured by subsequent heating. (Ultraviolet assisted adhesive) is also used as an adhesive having low shrinkage and high stability. Since thermosetting is imparted, it can also be applied to adhesion of sites where ultraviolet irradiation is impossible.
上記の熱硬化性が付与された紫外線硬化型の接着剤の問題点の一つに、硬化すなわち接着剤の主剤の重合に酸性の重合開始剤が必須であり、アルカリ性を有する被接着物への熱硬化の適用が著しく制限されるということがあった。この問題を解決するための一つの方法は、前項で述べた紫外線アシスト法を活用することである。しかし、この紫外線アシスト法が使用できるためには接着剤が塗布された部分に紫外線を十分に照射する必要がある。しかるに、光アイソレータ素子104に使用されるガラス偏光子は、単にアルカリガラスを母材としているだけでなく、紫外線の透過率がおよそ10%以下程度であるため、十分な紫外線照射を行うことは困難である。さらにファラデー回転子を構成する磁気光学ガーネットも紫外線を通さない材料である。そこでやはり光アイソレータ素子104とフェルール102の端面103との固定には紫外線アシスト法を適用することが難しく熱硬化性のみを利用せざるを得ない。
One of the problems with UV curable adhesives with the above thermosetting properties is that an acidic polymerization initiator is essential for curing, i.e., polymerization of the main agent of the adhesive. In some cases, the application of thermosetting was severely limited. One method for solving this problem is to use the ultraviolet assist method described in the previous section. However, in order to be able to use this ultraviolet assist method, it is necessary to sufficiently irradiate ultraviolet rays to the portion where the adhesive is applied. However, the glass polarizer used for the
しかし、アルカリガラスを母材とするガラス偏光子とフェルール端面とを熱硬化のみにより接着固定しようとすると、酸性の硬化開始剤がアルカリガラスと反応する以前に十分に主剤の重合をさせることが必須となり、結果的に非常に高い温度まで瞬時に上げることが不可欠となる。このため、熱硬化のみによる硬化では、一部の構成部品の耐熱温度を上回る温度まで上昇させることにより一部構成部品の信頼性を損なう等の問題があった。さらに、熱硬化性のみを利用しようとすると、重合が十分進む以前に重合開始剤がアルカリと反応して枯渇してしまい、結果的に硬化が不十分であることも問題であった。 However, if the glass polarizer based on alkali glass and the ferrule end face are to be bonded and fixed only by thermal curing, it is essential to sufficiently polymerize the main agent before the acidic curing initiator reacts with alkali glass. As a result, it is essential to instantaneously raise the temperature to a very high temperature. For this reason, in the case of curing only by thermal curing, there is a problem that reliability of some components is impaired by raising the temperature to a temperature exceeding the heat resistance temperature of some components. Furthermore, if only the thermosetting property is used, the polymerization initiator reacts with the alkali before the polymerization sufficiently proceeds and is depleted, resulting in insufficient curing.
以上のように、従来の光学部品あるいは光モジュールの製造方法では、熱硬化性が付与された紫外線硬化型接着剤の使用に著しい制限があり、特に、接着固定型の光アイソレータ素子の製造やフェルール端面への光アイソレータ素子の接着固定には、熱硬化性を阻害する要因のために、紫外線硬化型エポキシ系接着剤本来の硬化収縮がなくかつ耐湿性に優れるという特徴が活かされないという問題は解決されていない。 As described above, in the conventional method for manufacturing an optical component or optical module, there is a significant limitation on the use of a UV curable adhesive imparted with thermosetting properties, and in particular, the manufacture of a bonded optical isolator element or a ferrule. Fixing the optical isolator element to the end face solves the problem that due to the factors that hinder thermosetting, the UV curing epoxy adhesive has no inherent cure shrinkage and excellent moisture resistance. It has not been.
そこで、本発明の課題は平面型の光学素子同士を接着固定してなる光学素子や光ファイバを内蔵するフェルール端面に平面型の光学素子を接着固定してなる光モジュールの製造方法において、構成部品がアルカリ性を示しかつ紫外線を透過しない材料であっても熱硬化付与型の紫外線硬化型の接着剤の使用が可能であり、接着固定時の位置ずれおよび特性劣化が少なく長期的な安定性に優れる、光学部品または光モジュールの製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical element produced by bonding and fixing planar optical elements to each other, and an optical module manufacturing method in which a flat optical element is bonded and fixed to a ferrule end face containing an optical fiber. Even if the material is alkaline and does not transmit UV rays, it is possible to use UV-curing adhesives that impart thermosetting, and have excellent long-term stability with little misalignment and deterioration of properties during adhesive fixing. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical component or an optical module.
本発明の光学部品または光モジュールの製造方法は、平面型の光学素子同士を光学接着剤により接着固定してなる光学部品、または、平面型の光学素子もしくは前記光学部品を光ファイバを内蔵するフェルール端面に光学接着剤により接着固定してなる光モジュールを作製するための、光学部品または光モジュールの製造方法において、前記接着固定に先立ち、前記光学接着剤を介して接合しようとする接合面の1面以上に前記光学接着剤とほぼ同等の屈折率を有する少なくとも1層の非アルカリ性の誘電体膜を形成することを特徴としている。こうすることで光学接着剤の硬化性阻害要因を除くことができる。 The method for manufacturing an optical component or an optical module according to the present invention includes an optical component obtained by bonding and fixing planar optical elements with an optical adhesive, or a planar optical element or a ferrule incorporating an optical fiber for the optical component. In the method of manufacturing an optical component or an optical module for producing an optical module bonded and fixed to an end surface with an optical adhesive, one of the bonding surfaces to be bonded via the optical adhesive prior to the bonding and fixing. At least one non-alkaline dielectric film having a refractive index substantially equal to that of the optical adhesive is formed on the surface or more. By doing so, it is possible to eliminate the curable inhibition factor of the optical adhesive.
また、前記平面型の光学素子には、磁気光学ガーネット厚膜のファラデー回転子またはガラス偏光子が含まれることを特徴としている。さらに、前記フェルールが、ジルコニア、ガラスまたは金属からなることを特徴としている。 The planar optical element includes a Faraday rotator or a glass polarizer having a magneto-optic garnet thick film. Further, the ferrule is made of zirconia, glass or metal.
本発明の光学部品または光モジュール製造方法では、上記のようにそれぞれの光学素子の接合面またはフェルール端面に光学接着剤とほぼ同等の屈折率を有する少なくとも1層のアルカリ性を示さない誘電体膜を形成し、該誘電体膜を接着剤と接する接合面とすることにより、構成部品がアルカリ性を有する材料であってかつ紫外線を透過しない材料であっても熱硬化付与型の紫外線硬化型のエポキシ系接着剤の使用が可能であり、接着固定時の位置ずれおよび特性劣化が少なく長期的な安定性に優れる、光学部品または光モジュールの製造方法を提供することができる。 In the optical component or optical module manufacturing method of the present invention, as described above, at least one layer of dielectric film not showing alkalinity having a refractive index substantially equal to that of the optical adhesive is provided on the joint surface or ferrule end surface of each optical element. By forming the dielectric film as a bonding surface in contact with the adhesive, even if the component is a material having alkalinity and does not transmit ultraviolet rays, a thermosetting UV-curable epoxy system It is possible to provide a method for manufacturing an optical component or an optical module, which can use an adhesive, has little positional deviation and property deterioration at the time of adhesive fixation, and is excellent in long-term stability.
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は実施例1〜3には限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples. However, this invention is not limited to Examples 1-3.
本発明において用いられるファラデー回転子としては、液相エピタキシャル成長法で作製される磁気光学ガーネットが好ましい。特定の偏光面の光のみを透過させる偏光子/検光子としては、コーニング社製のポーラコア(登録商標)あるいは、HOYA社製のCUPO(登録商標)といった吸収型のガラス偏光子が例示される。本発明に用いられる磁石としては、フェライト磁石やサマリウム−コバルト磁石が例示される。 As the Faraday rotator used in the present invention, a magneto-optical garnet produced by a liquid phase epitaxial growth method is preferable. Examples of the polarizer / analyzer that transmits only light of a specific polarization plane include an absorptive glass polarizer such as Polar Core (registered trademark) manufactured by Corning or CUPO (registered trademark) manufactured by HOYA. Examples of the magnet used in the present invention include a ferrite magnet and a samarium-cobalt magnet.
上記平面型の光学素子同士を光学接着剤により接着固定してなる光学部品を作製する。また、上記平面型の光学素子もしくは前記光学部品を光ファイバを内蔵するフェルール端面に光学接着剤により接着固定してなる光モジュールを作製する。このとき、前記接着固定に先立ち、光学接着剤を介して接合しようとする接合面の1面以上に光学接着剤とほぼ同等の屈折率を有する少なくとも1層の非アルカリ性の誘電体膜を形成する。その具体的な方法については、以下の実施例のようである。 An optical component is produced by bonding and fixing the above planar optical elements with an optical adhesive. Also, an optical module is manufactured by bonding and fixing the above planar optical element or the optical component to an end face of a ferrule containing an optical fiber with an optical adhesive. At this time, prior to the adhesive fixing, at least one non-alkaline dielectric film having a refractive index substantially equal to that of the optical adhesive is formed on one or more surfaces to be bonded via the optical adhesive. . The specific method is as in the following examples.
図1は本発明による光学部品の製造方法の一実施例を説明するための製造工程図であり、図1(a)は誘電体膜形成を含めた前処理工程を説明するための図、図1(b)は接着工程を説明するための図である。光学部品は、吸収型のガラス偏光子2枚と磁気光学ガーネットからなる45度ファラデー回転子1枚の3枚の平面型の光学素子からなる。この光学素子は、ファラデー回転子を飽和させるための外部磁石あるいは、硬磁性ガーネットによりファラデー回転子そのものに磁石の効果を持たせ、ガラス偏光子2枚の透過偏光方向を前記ファラデー回転子の偏光面回転方向に対して適正に選ぶことにより光アイソレータとして機能するものである。 FIG. 1 is a manufacturing process diagram for explaining an embodiment of an optical component manufacturing method according to the present invention. FIG. 1 (a) is a diagram for explaining a pre-processing process including dielectric film formation. 1 (b) is a view for explaining an adhesion process. The optical component is composed of three planar optical elements, two absorbing glass polarizers and one 45 degree Faraday rotator composed of a magneto-optic garnet. This optical element has an external magnet for saturating the Faraday rotator or a magnet effect on the Faraday rotator itself by a hard magnetic garnet, and the transmission polarization direction of the two glass polarizers is changed to the polarization plane of the Faraday rotator. It functions as an optical isolator by selecting appropriately with respect to the rotation direction.
まず、光が入射する側の第1のガラス偏光子1の光が入射する面にSiO2膜とTa2O5膜を積層してなる対空気の反射防止膜をスパッタリング法により形成し、ついで、第1のガラス偏光子1のファラデー回転子5側の面にスパッタリング法によりおよそ200nmの膜厚を有する誘電体膜2(SiO2膜)を形成した。同様に、光が出射する側の第2のガラス偏光子3のファラデー回転子5側の面にもスパッタリング法によりおよそ200nmの膜厚の誘電体膜(SiO2膜)4を形成した。さらに、前記第2のガラス偏光子3の光が出射する側の面に対空気の反射防止膜を形成した。ついで、ファラデー回転子5の両面には、対接着剤の反射防止膜であるSiO2膜とTa2O5膜をスパッタリング法により積層して形成した。
First, an antireflective film for air made by laminating a SiO 2 film and a Ta 2 O 5 film on the light incident surface of the
ついで、これら3枚の光学素子を接着して、光アイソレータのコアとなる光学部品を製造した。すなわち、光学接着剤6を第1および第2のガラス偏光子1,3のファラデー回転子側の面およびファラデー回転子5の両面に塗布し、接着剤を塗布した面同士を合わせ、さらに第1および第2のガラス偏光子1,3の偏光面を適正に制御して、接着剤の厚みが10μm程度となるように圧力を加えた。つづいて、組み合わされた3枚の光学素子からなるブロックをオーブンに入れ、120℃程度まで加熱し、30分程度保持することにより、接着剤を熱硬化させて、光学部品を完成させた。得られた光学部品は、光学特性、信頼性共に十分なものであった。
Subsequently, these three optical elements were bonded to produce an optical component that becomes the core of the optical isolator. That is, the
ここで、光学接着剤には、すでに説明した熱硬化付与型の紫外線硬化型接着剤(紫外線硬化および熱硬化が可能な光学接着剤)を使用した。この光学接着剤は、ガラスと同程度の屈折率を有し、UV硬化、熱硬化共に可能なエポキシ系の高気密性の接着樹脂であり、低透湿性、高Tg(ガラス転移温度)、高接着性を有し、光ファイバ部品において、光ファイバをV溝に固定するための最適の接着剤として知られている。一旦硬化すると、一般のエポキシ系あるいはアクリル系の光学接着剤に対して、極めて高い耐湿性を示すことが分かっている。しかしながら、この光学接着剤は、唯一の欠点として、アルカリ性を有する材料の接着性に劣るという問題点を抱えていた。 Here, as the optical adhesive, the thermosetting imparting type ultraviolet curing adhesive (optical adhesive capable of ultraviolet curing and thermal curing) described above was used. This optical adhesive is an epoxy-based airtight adhesive resin that has a refractive index similar to that of glass and can be cured by both UV and heat. It has low moisture permeability, high Tg (glass transition temperature), high It has adhesiveness and is known as an optimum adhesive for fixing an optical fiber to a V-groove in an optical fiber component. Once cured, it has been found that it exhibits very high moisture resistance against common epoxy or acrylic optical adhesives. However, this optical adhesive has the problem that it is inferior in the adhesiveness of the material which has alkalinity as the only fault.
この光学接着剤がアルカリ性を有する材料の接着性に劣るのは、主剤の重合を開始するのに、酸性の重合開始剤が介在することが必須であるのに対して、重合が進む以前に該重合開始剤とアルカリ性の材料とが反応することにより十分な重合開始剤の供給がなされないことによる。このことは、本実施例1による光学部品の製造に先立ち、第1および第2のガラス偏光子のファラデー回転子側の面に誘電体膜を形成しないで、同様の光学部品の製造を試みた次の比較例の結果からも実証されている。 The reason why this optical adhesive is inferior in adhesiveness of a material having alkalinity is that it is essential that an acidic polymerization initiator intervenes in order to initiate the polymerization of the main agent. This is because sufficient polymerization initiator is not supplied due to the reaction between the polymerization initiator and the alkaline material. This is because prior to the production of the optical component according to the first embodiment, a similar optical component was attempted without forming a dielectric film on the Faraday rotator side surfaces of the first and second glass polarizers. This is also demonstrated from the results of the following comparative examples.
本実施例1に先立っての比較例となる光学部品の製造は、以下の手順で行った。すなわち、図1に示す工程において、第1および第2のガラス偏光子のファラデー回転子側の面に誘電体膜を形成しないこと以外は全く同様とした。この光学部品は、120℃程度で30分程度保持したにも係わらず、接着すべき面の接着剤が未硬化であり、光学特性、信頼性共に不十分なものであった。接着剤が未硬化であったことにより、接合面は容易に、はずすことができた。未硬化の接着剤をフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)で観察したところ、反応以前の接着剤と比較して、重合開始剤のピークのみがなくなっていることが判明した。なくなった重合開始剤は、ガラス偏光子の母材であるアルカリガラスと反応したと考えられる。 Manufacture of an optical component as a comparative example prior to Example 1 was performed according to the following procedure. That is, in the process shown in FIG. 1, it was exactly the same except that the dielectric film was not formed on the surfaces of the first and second glass polarizers on the Faraday rotator side. Although this optical component was held at about 120 ° C. for about 30 minutes, the adhesive on the surface to be bonded was uncured, and both the optical properties and the reliability were insufficient. Since the adhesive was uncured, the joint surface could be easily removed. When the uncured adhesive was observed with a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR), it was found that only the peak of the polymerization initiator disappeared compared to the adhesive before the reaction. The disappeared polymerization initiator is considered to have reacted with alkali glass which is the base material of the glass polarizer.
一方、本実施例1で製造した光学部品は、前述の通り、光学特性、信頼性共に十分なものであり、全く同様に製造した光学部品を破壊して、接合面を観察したところ、接着剤の完全な硬化が確認できた。これは、本発明の、接着剤と会する面に誘電体膜を介在させることにより、ガラス偏光子の母材であるアルカリガラスを接着剤から隔離することにより、重合開始剤の効果が損なわれることなく接着剤の硬化が進んだものと考えられる。 On the other hand, as described above, the optical component manufactured in Example 1 has sufficient optical characteristics and reliability. When the optical component manufactured in exactly the same manner was destroyed and the joint surface was observed, an adhesive was obtained. Was confirmed to be completely cured. This is because the effect of the polymerization initiator is impaired by isolating the alkali glass that is the base material of the glass polarizer from the adhesive by interposing the dielectric film on the surface that meets the adhesive of the present invention. It is considered that the curing of the adhesive progressed without any problems.
図2は本発明による光モジュールの製造方法の一実施例を説明するための製造工程図であり、光アイソレータモジュール製造工程の一部である接着工程を示す図である。図2(a)はその前処理工程、図2(b)は接着工程および磁石固定工程を説明するための図である。なお、図2においては構成部品などは切り口のみの断面図で示したが、ハッチングは省略した。この光アイソレータモジュールは、いわゆるアイソレータ付きピグテールファイバと呼ばれるもので、フェルール端面に光アイソレータを有し、一定長さの光ファイバの反対側に各種光コネクタを有する構造のものである。 FIG. 2 is a manufacturing process diagram for explaining an embodiment of the manufacturing method of the optical module according to the present invention, and is a diagram showing the bonding process which is a part of the manufacturing process of the optical isolator module. FIG. 2A is a diagram for explaining the pretreatment process, and FIG. 2B is a diagram for explaining the bonding process and the magnet fixing process. In FIG. 2, the components and the like are shown in a cross-sectional view of only the cut surface, but hatching is omitted. This optical isolator module is a so-called pigtail fiber with an isolator, and has a structure having an optical isolator on the end face of the ferrule and various optical connectors on the opposite side of the optical fiber having a fixed length.
図2(a)の前処理工程では、ジルコニアや金属あるいはガラスなどからなり円筒形状で中心に光ファイバを内蔵するフェルール21の光学素子側端面にスパッタリング法により誘電体膜(SiO2膜)22をおよそ300nmの厚さに形成する。これは、フェルール端面は、内蔵する光ファイバの清浄でかつ滑らかな端面を形成するため例えば強アルカリ性の研磨剤での研磨を含む各種研磨工程を経て研磨され、かつ研磨後にも例えば強アルカリ性の洗剤での洗浄工程を含む各種洗浄工程を経ており、そのままでは、アルカリ成分が完全には除去されておらず、熱硬化付与型の紫外線硬化型光学接着剤の熱硬化に影響を及ぼす可能性が高いからである。
In the pretreatment process of FIG. 2A, a dielectric film (SiO 2 film) 22 is formed by sputtering on the optical element side end face of the
続いて、前記誘電体膜を形成したフェルール端面に接合すべき光学部品である光アイソレータ素子23を実施例1に基づく工程で製造した。唯一の相違は、フェルール端面に接合される第2のガラス偏光子の光が出射する側の面に対空気の反射防止膜を形成する代わりに、ファラデー回転子側の面と同様の誘電体膜24を形成したことである。
Subsequently, an
次に、図2(b)の接着工程では、光アイソレータ素子23のフェルール端面と接合される誘電体膜24を形成した面と、同様に誘電膜を形成したフェルール端面に適量の実施例1と同じ接着剤25を塗布し、アイソレータ素子(光アイソレータ素子と同一)をフェルールに押しつけて圧力を加えた。さらにアイソレータ素子の外周に磁石26を接着剤塗布後押しつけた。その後、局所加熱が可能な、小型の接触型ヒータ27を用いて、フェルール端面を120℃程度に加熱して、30分程度保持することにより、接着剤を熱硬化した。局所加熱にしたのは、光コネクタあるいは光ファイバ被覆の耐熱性を考慮したためである。
Next, in the bonding step of FIG. 2B, an appropriate amount of the first embodiment is applied to the surface on which the
上記方法にて製造した光アイソレータモジュールは、光学特性、信頼性ともに十分なものであり、フェルールとアイソレータ素子、磁石の接合面の接着剤は完全に硬化していた。一方、比較例として、フェルール端面あるいはアイソレータ素子のフェルール側端面に誘電体膜を形成しないで製造した光アイソレータモジュールは、信頼性の点で不十分なものもあり、量産技術としては採用不可であることが判明している。 The optical isolator module manufactured by the above method has sufficient optical properties and reliability, and the ferrule, the isolator element, and the adhesive on the joint surface of the magnet were completely cured. On the other hand, as a comparative example, an optical isolator module manufactured without forming a dielectric film on the ferrule end face or the ferrule side end face of the isolator element is insufficient in terms of reliability and cannot be adopted as a mass production technique. It has been found.
その比較例として製造した光アイソレータモジュールは、以下の3種である。(1)フェルール端面およびアイソレータ素子端面の両方に誘電体膜を有しないもの、(2)フェルール端面には誘電体膜を有するが、アイソレータ素子端面には誘電体膜を有しないもの、そして、(3)アイソレータ素子端面には誘電体膜を有するが、フェルール端面には誘電体膜を有しないものである。 The optical isolator module manufactured as the comparative example is the following three types. (1) those having no dielectric film on both the ferrule end face and the isolator element end face; (2) those having a dielectric film on the ferrule end face but having no dielectric film on the end face of the isolator element; 3) The end face of the isolator element has a dielectric film, but the end face of the ferrule does not have a dielectric film.
これら3種の組合せの光アイソレータモジュールの製造工程は、誘電体膜の有無以外は、本実施例2と全く同様とした。結果は、いずれも、信頼性の点で完全とは言えないものであったが、特に、フェルール側およびアイソレータ素子端面の両方に誘電体膜のないものについては、100個中10個が信頼性の点で不十分であった。また、フェルール端面にのみ誘電体膜を形成したものでは、100個中6個が信頼性不十分であった。さらに、アイソレータ素子端面にのみ誘電体膜を形成したものは、100個中2個が信頼性不十分であった。 The manufacturing process of these three types of optical isolator modules was exactly the same as in Example 2 except for the presence or absence of a dielectric film. None of the results were perfect in terms of reliability, but 10 out of 100 were particularly reliable for those without a dielectric film on both the ferrule side and the end face of the isolator element. Was insufficient. Further, in the case where the dielectric film was formed only on the ferrule end face, 6 out of 100 were insufficient in reliability. Further, in the case where the dielectric film was formed only on the end face of the isolator element, 2 out of 100 were insufficient in reliability.
これら信頼性が不十分なモジュールのフェルールとアイソレータ素子の接合面を破壊して観察したところ、接着剤が一部未硬化であることが確認できた。一方、本実施例2によるモジュールにおいては、前述の通り、接着剤は完全に硬化していた。すなわち、接着剤と会する面を誘電体で覆うことで、接着剤の硬化を阻害する物質を隔離することにより接着剤の硬化を完全なものにすることができたと考えられる。 When the joint surface between the ferrule and the isolator element of these modules with insufficient reliability was broken and observed, it was confirmed that the adhesive was partially uncured. On the other hand, in the module according to Example 2, as described above, the adhesive was completely cured. That is, it is considered that the adhesive could be completely cured by isolating the substance that inhibits the curing of the adhesive by covering the surface that meets the adhesive with a dielectric.
図3は本発明による光モジュールの製造方法の他の実施例を説明するための図であり、図3(a)は本実施例3が製造を目的とするレセプタクル型光アイソレータモジュールの模式的断面図であり、図3(b)はその製造工程の一部である光アイソレータ素子接着工程を示す説明図である。ただし、図3(a)の模式的断面図においては、本発明の主たる部分は、あえて図示していない。また、図3は断面の切り口のみを示し、ハッチングは省略した。
FIG. 3 is a view for explaining another embodiment of the method for manufacturing an optical module according to the present invention, and FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of a receptacle type optical isolator module for which this
レセプタクル型光アイソレータモジュールは、図3(a)に示すように、ジルコニアや金属あるいはガラスなどからなり円筒形状で中心の挿入孔に光ファイバ素線を挿入して固定したフェルール31の斜め研磨された端面32に、光アイソレータ素子33が接着固定されている。フェルール31の他方の端面34は平坦に研磨され、光結合をする相手となる同じく平坦に端面研磨されたフェルールを有する光ファイバ端末や光コネクタのそのフェルール部分がレセプタクルの金属ホルダ35中に挿入されたスリーブ36中に挿入されて両フェルールの端面同士が突き当てられる。なお、37は磁石である。
As shown in FIG. 3 (a), the receptacle-type optical isolator module is made of zirconia, metal, glass, or the like, and has a cylindrical shape, and a
本実施例3の光アイソレータ素子33の接着工程は実施例2の図2の工程と基本的に同じである。すなわち、ジルコニアや金属あるいはガラスなどからなり円筒形状で中心に光ファイバを内蔵するフェルール31の光学素子側端面にスパッタリング法により誘電体膜(SiO2膜)38をおよそ400nmの厚さに形成する。これは、レセプタクルの製造工程においても、ピグテールファイバと同様に、フェルール端面は、内蔵する光ファイバの清浄でかつ滑らかな端面を形成するため例えば強アルカリ性の研磨剤での研磨を含む各種研磨工程を経て研磨され、かつ研磨後にも例えば強アルカリ性の洗剤での洗浄工程を含む各種洗浄工程を経ており、そのままでは、アルカリ成分が完全には除去されておらず、熱硬化付与型の紫外線硬化型光学接着剤の熱硬化に影響を及ぼす可能性が高いからである。
The bonding process of the
続いて、前記誘電体膜を形成したフェルール端面に接合すべき光学部品である光アイソレータ素子33を実施例1に基づく工程で製造した。すなわち、実施例2と同じく、フェルール端面に接合される第2のガラス偏光子の光が出射する側の面に対空気の反射防止膜を形成する代わりに、ファラデー回転子側の面と同様の誘電体膜39を形成した。
Subsequently, an
次に、図3(b)の接着工程では、光アイソレータ素子33のフェルール端面と接合される誘電体膜39を形成した面と、同様に誘電膜38を形成したフェルール端面に適量の実施例1と同じ接着剤40を塗布し、アイソレータ素子をフェルールに押しつけて圧力を加えた。さらにアイソレータ素子の外周に磁石37を接着剤塗布後押しつけた。その後、オーブンの中で、アイソレータ素子を保持するレセプタクルを120℃程度以上に加熱して、30分程度以上保持することにより、接着剤を熱硬化した。なお、図3(b)は、光学素子の接着工程のみを抜き出したものであり、図3(a)の構造のモジュール全体を示すものではない。
Next, in the bonding step of FIG. 3B, an appropriate amount of the first embodiment is applied to the surface on which the
上記方法にて製造したレセプタクル型光アイソレータモジュールは、光学特性、信頼性ともに十分なものであり、フェルールとアイソレータ素子、磁石の接合面の接着剤は完全に硬化していた。一方、やはり実施例2で述べた比較例と同様にして、フェルール端面あるいはアイソレータ素子のフェルール側端面に誘電体膜を形成しないで製造した光アイソレータモジュールは、信頼性の点で不十分なものもあり、量産技術としては採用不可であることが判明している。また、その原因も実施例2で述べたものと同様であった。 The receptacle type optical isolator module manufactured by the above method has sufficient optical characteristics and reliability, and the ferrule, the isolator element, and the adhesive on the joint surface of the magnet are completely cured. On the other hand, the optical isolator module manufactured without forming a dielectric film on the ferrule end face or the ferrule side end face of the isolator element in the same manner as the comparative example described in the second embodiment is also insufficient in terms of reliability. It has been found that it cannot be adopted as a mass production technology. The cause was also the same as that described in Example 2.
信頼性が不十分なモジュールのフェルールとアイソレータ素子の接合面を破壊して観察したところ、接着剤が一部未硬化であることが確認できた。一方、本実施例によるモジュールにおいては、前述の通り、接着剤は完全に硬化していた。すなわち、接着剤と会する面を誘電体で覆うことで、接着剤の硬化を阻害する物質を隔離することにより接着剤の硬化を完全なものにすることができたと考えられる。 When the joint surface between the ferrule and the isolator element of the module with insufficient reliability was broken and observed, it was confirmed that the adhesive was partially uncured. On the other hand, in the module according to this example, as described above, the adhesive was completely cured. That is, it is considered that the adhesive could be completely cured by isolating the substance that inhibits the curing of the adhesive by covering the surface that meets the adhesive with a dielectric.
以上述べたように、本発明によれば構成部品が紫外線を透過しない、あるいは透過しづらい材料であり、かつ熱硬化を阻害するアルカリ性の物質であっても、熱硬化付与型の紫外線硬化型接着剤の使用が可能であり、接着固定時の位置ずれおよび特性劣化が少なく長期的な安定性に優れる光学部品あるいは光モジュールを製造可能である。 As described above, according to the present invention, even if the component is a material that does not transmit ultraviolet light or is difficult to transmit ultraviolet light, and is an alkaline substance that inhibits thermal curing, the thermosetting imparted ultraviolet curing adhesive It is possible to use an agent, and it is possible to manufacture an optical component or an optical module that is excellent in long-term stability with little misalignment and characteristic deterioration during adhesion fixation.
本発明の実施例においては、誘電体膜はSiO2膜としたが、屈折率がおよそ1.5であって、すなわち光学接着剤の屈折率とほぼ同等であって、アルカリ性を示さないものであればどのような誘電体材料でもよい。たとえば、SiO2と他の誘電体との混合体、いわゆる多成分ガラスであってもよい。また、誘電体膜の形成方法としては、実施例においては、スパッタリング法としたが、その他にイオンアシストによる蒸着法や、イオンビームスパッタ法なども適用可能である。さらに、その誘電体膜は2層以上の膜であってもよい。 In the embodiment of the present invention, the dielectric film is a SiO 2 film, but the refractive index is about 1.5, that is, almost the same as the refractive index of the optical adhesive and does not show alkalinity. Any dielectric material can be used. For example, a mixture of SiO 2 and other dielectrics, so-called multicomponent glass may be used. In addition, as a method for forming the dielectric film, the sputtering method is used in the embodiments, but an ion-assisted vapor deposition method, an ion beam sputtering method, and the like are also applicable. Further, the dielectric film may be a film having two or more layers.
1,3 ガラス偏光子
2,4,22,24,38,39 誘電体膜
5 ファラデー回転子
6 光学接着剤
21,31,102 フェルール
23,33,104 光アイソレータ素子
25,40 接着剤
26,37,105 磁石
27 接触型ヒータ
32 斜め研磨された端面
34 他方の端面
35 金属ホルダ
36 スリーブ
100 光ファイバ
101 光ファイバ素線
103 端面
106 金属管
1, 3
36
106 Metal tube
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006136126A JP2007309967A (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | Method of manufacturing optical component or optical module |
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JP2006136126A JP2007309967A (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | Method of manufacturing optical component or optical module |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007309967A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015161729A (en) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 住友金属鉱山株式会社 | Method for manufacturing faraday rotator |
KR101926085B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-12-06 | (주)휴레이저 | Laser diode module with magnet |
-
2006
- 2006-05-16 JP JP2006136126A patent/JP2007309967A/en active Pending
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KR101926085B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-12-06 | (주)휴레이저 | Laser diode module with magnet |
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