JP2009205105A - Optical device with optical filter, and optical receptacle and light receiving module, using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信に使用される光デバイス、およびこれを用いた光レセプタクル、並びに受光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical device used for optical communication, an optical receptacle using the optical device, and a light receiving module.
受発信装置間で光通信を行う際において、多重信号の中で特定波長の信号のみが必要とされる場合には、送られてくる多重信号から必要な光信号のみを選択的に透過するバンドパスフィルタ(以下、単にフィルタともいう)が必要となる。このようなフィルタを備える光学部品として、例えばフィルタを、光ファイバが内蔵されたコネクタフェルールの端面に貼り付けて構成されたものがある。 A band that selectively transmits only the required optical signal from the transmitted multiplexed signal when only a specific wavelength signal is required in the multiplexed signal when performing optical communication between the transmitting and receiving apparatuses. A path filter (hereinafter also simply referred to as a filter) is required. As an optical component including such a filter, for example, there is an optical component that is configured by attaching a filter to an end face of a connector ferrule with a built-in optical fiber.
図8は、従来のフィルタ付き光コネクタ100の概略図である。光コネクタフェルール102は円筒状をなし、その軸心に設けられた光ファイバ挿入孔に、光ファイバ101が挿嵌されている。光ファイバ101は接着剤によりコネクタフェルール102に固定され、光コネクタフェルール102と光ファイバ101の一端面は軸心に垂直な面に対して所定の角度で傾斜して形成されており、その傾斜面に接着剤104によって光フィルタ103が接着固定されている。
FIG. 8 is a schematic view of a conventional
この光フィルタ103は、透明ガラス基板の一側面に誘電体多層膜フィルタを蒸着形成させた干渉フィルタであって、例えば、波長λ1などの光信号は透過させるが、波長λ2、λ3の光信号は反射させるという選択透過性を有する。
The
このようなフィルタ付き光コネクタを使用すると、光ファイバ101を伝播してくる波長λ1、λ2、λ3の光多重信号は、コネクタフェルール102の端面に接着固定された光フィルタ103により、選択的に透過され、受信装置側が必要とする波長λ1の光信号だけが受信装置側に伝播されることになる。
しかしながら、上述の光フィルタ付き光コネクタでは、透過が阻止される波長λ3の光はフィルタ膜により反射されるため、その反射光が光ファイバに入射され、反射戻り光となって光ファイバを伝播し、反射減衰量が低下するという問題があった。一般に、このような反射戻り光を低減するために、光フィルタを光軸に垂直な面に対して所定の角度で傾斜させ配置しているが、反射戻り光はフェルールの端面でさらに反射し、その一部が反射戻り光となり、このような光フィルタ付き光コネクタでは十分な反射減衰量を得ることができないという問題があった。 However, in the optical connector with an optical filter described above, the light of wavelength λ3 that is blocked from being transmitted is reflected by the filter film, so that the reflected light enters the optical fiber and propagates through the optical fiber as reflected return light. There is a problem that the return loss is reduced. In general, in order to reduce such reflected return light, the optical filter is disposed at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the optical axis, but the reflected return light is further reflected at the end face of the ferrule, A part of the reflected light is reflected, and such an optical connector with an optical filter has a problem that a sufficient return loss cannot be obtained.
特に、この光ファイバとして、光伝送用として一般的なシングルモードファイバを用いる場合、反射光の光ファイバへの入射角を大きくしないと、十分な反射減衰量を得ることができないという課題があった。一方で、この入射角度を実現するために、光フィルタの傾斜角度を大きくすると、フェルールの端面での反射が増し、反射戻り光が増大する場合があった。 In particular, when using a general single mode fiber for optical transmission as this optical fiber, there is a problem that sufficient return loss cannot be obtained unless the incident angle of the reflected light to the optical fiber is increased. . On the other hand, when the inclination angle of the optical filter is increased in order to realize this incident angle, reflection at the end face of the ferrule increases, and reflected return light may increase.
本発明は、叙上に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で、十分な反射減衰量を得ることができる信頼性の高い光フィルタ付光デバイス、光レセプタクルおよび受光モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an optical device with an optical filter, an optical receptacle, and a highly reliable optical filter capable of obtaining a sufficient return loss with a simple configuration. It is to provide a light receiving module.
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究を重ねた結果、光フィルタにおいてフィルタ膜の配置を変更するとともに、グレーデッドインデックスファイバを光フィルタ側に配することにより反射戻り光を劇的に抑制することができることを見出した。 As a result of intensive research in view of the above problems, the inventors have changed the arrangement of the filter film in the optical filter and dramatically reduced the reflected return light by arranging the graded index fiber on the optical filter side. Found that you can.
したがって、内孔の軸方向と直交する方向に対し、一端面が傾斜した傾斜部を有するフェルールと、前記フェルールの内孔に挿入された光ファイバと、特定波長帯域の光を選択的に透過するフィルタ膜を有し、前記フェルールの一端面に開口する内孔を塞ぐように、前記フィルタ膜が前記フェルールの傾斜部に臨む面に接合された光フィルタと、を備え、前記光ファイバは、シングルモードファイバとグレーデッドインデックスファイバとが接合されてなり、前記グレーデッドインデックスファイバが、前記光フィルタ側に配されていることを特徴とする。 Accordingly, a ferrule having an inclined portion whose one end surface is inclined with respect to a direction orthogonal to the axial direction of the inner hole, an optical fiber inserted into the inner hole of the ferrule, and light of a specific wavelength band are selectively transmitted. An optical filter having a filter film, the filter film being bonded to a surface facing the inclined portion of the ferrule so as to close an inner hole opened at one end surface of the ferrule, and the optical fiber is a single A mode fiber and a graded index fiber are joined, and the graded index fiber is arranged on the optical filter side.
また、上記構成において、上記フェルールの端面が、上記傾斜部に対して所定角度で交差する面をさらに有することを特徴とする。上記のような構成とすることにより、光ファイバから放出された光が、フィルタ膜と、傾斜部に対して所定角度で交差する面との間で反射され、受光素子側への光の進行が防止される。 Moreover, the said structure WHEREIN: The end surface of the said ferrule further has a surface which cross | intersects the said inclination part with a predetermined angle, It is characterized by the above-mentioned. With the above configuration, the light emitted from the optical fiber is reflected between the filter film and the surface intersecting the inclined portion at a predetermined angle, and the light proceeds toward the light receiving element. Is prevented.
また、上記構成において、前記光フィルタは、前記ファイバスタブの一端面に、光の透過率が高い光学接着剤を介して接合され、当該光学接着剤の熱膨張係数は、前記光フィルタの主要部を構成する透光性支持体および上記フェルールのそれと略同じ、またはそれらの熱膨張係数の間にあることを特徴とする。光学接着剤の熱膨張係数を上述のように設定することにより、光フィルタ膜への熱応力の影響を小さくすることができ、温度変化によるフィルタ特性変動を小さくすることすることができる。 Further, in the above configuration, the optical filter is bonded to one end surface of the fiber stub through an optical adhesive having a high light transmittance, and the thermal expansion coefficient of the optical adhesive is the main part of the optical filter. The translucent support and the ferrule are substantially the same as those of the above-mentioned ferrule, or between their thermal expansion coefficients. By setting the thermal expansion coefficient of the optical adhesive as described above, it is possible to reduce the influence of thermal stress on the optical filter film, and to reduce the filter characteristic fluctuation due to temperature change.
また、上記構成において、前記光ファイバは、前記光フィルタ側に、前記グレーデッドインデックスファイバと接合されたコアレスファイバがさらに配されていることを特徴とする。 Moreover, the said structure WHEREIN: The said optical fiber is further provided with the coreless fiber joined with the said graded index fiber on the said optical filter side, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明に係る光レセプタクルは、上記いずれかのフィルタ付き光デバイスと、前記フェルールの一端を保持する嵌合孔を有する有底筒状のホルダと、前記フェルールの他端に挿入されたスリーブと、前記スリーブを収容する収納孔を有し、一端が前記ホルダに固定される筒状のスリーブケースと、を備えることを特徴とする。 An optical receptacle according to the present invention includes any one of the above-described optical devices with a filter, a bottomed cylindrical holder having a fitting hole for holding one end of the ferrule, and a sleeve inserted into the other end of the ferrule. And a cylindrical sleeve case having an accommodation hole for accommodating the sleeve and having one end fixed to the holder.
さらに、本発明に係る受光モジュールは、上述の光レセプタクルと、前記光ファイバおよび前記光フィルタを介して光を受ける受光素子と、前記光レセプタクルの上記ホルダに接合され、かつ前記受光素子を収容する筒体と、を備えることを特徴とする。 Furthermore, a light receiving module according to the present invention is bonded to the above-mentioned optical receptacle, the light-receiving element that receives light via the optical fiber and the optical filter, and the holder of the optical receptacle, and houses the light-receiving element. And a cylindrical body.
本発明の光フィルタ付き光デバイスによれば、光フィルタの、傾斜部に臨む面、すなわち、光フィルタの、フェルールと対向する面にフィルタ膜が配され、かつ光ファイバが光フィルタ側にグレーデッドインデックスファイバを備えているため、光ファイバの開口数NAを小さくすることができるため、反射戻り光が光ファイバに結合しにくくなる。その結果、本発明の光フィルタ付き光デバイスでは、反射光の光ファイバへの入射角が小さくても十分な反射減衰量が得られるため、フェルールの端面での反射も低減できる。 According to the optical device with an optical filter of the present invention, the filter film is disposed on the surface of the optical filter that faces the inclined portion, that is, the surface of the optical filter that faces the ferrule, and the optical fiber is graded on the optical filter side. Since the index fiber is provided, the numerical aperture NA of the optical fiber can be reduced, so that the reflected return light is hardly coupled to the optical fiber. As a result, in the optical device with an optical filter of the present invention, a sufficient return loss can be obtained even if the incident angle of the reflected light to the optical fiber is small, so that reflection at the end face of the ferrule can also be reduced.
したがって、本発明によれば、簡易な構成で、十分な反射減衰量を得ることができる信頼性の高い光フィルタ付光デバイス、光レセプタクルおよび受光モジュールを提供することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable optical device with an optical filter, an optical receptacle, and a light receiving module that can obtain a sufficient return loss with a simple configuration.
本発明に係る光フィルタ付き光デバイス1は、図1に示すように、内孔21と端面22とを有し、端面22が、傾斜した傾斜部23を有するフェルール5と、前記フェルール5の内孔21に挿入された光ファイバ4と、特定波長帯域の光を選択的に透過するフィルタ膜6bを有し、前記フェルール5の傾斜部23に接合された光フィルタ6と、を備え、上記光フィルタ6の、傾斜部23に臨む面6a’にフィルタ膜6bが形成されている。さらに、光フィルタ付き光デバイス1において、光ファイバ4は、シングルモードファイバ(SMファイバ)9’とグレーデッドインデックスファイバ(GIファイバ)9”とが接合されてなり、GIファイバ9”が光フィルタ6側に配されている。
As shown in FIG. 1, the optical device with an
以下、図面を参照しながら、本発明に係る光フィルタ付き光デバイス1に関して詳細に説明する。しかしながら、以下に示す実施の形態は、本発明を例示するものであって、本発明はこれに限定されるものではない。なお、各図において、共通する部分、部材については同一の符号を付し重複した説明を省略する。
Hereinafter, the optical device with an
(実施の形態1)
図2(a)は、本発明の実施の形態1に係る光フィルタ付き光デバイス1(以下、光デバイス1とする)の断面図である。本発明の実施の形態1に係る光デバイス1は、光ファイバ4を挿通するための内孔21を有し、さらに端面22が、傾斜した傾斜部23を有する円筒状のフェルール5と、フェルール5の内孔21に挿入された光ファイバ4と、フェルール5の傾斜部23に接合されたバンドパスフィルタ(以下、光フィルタと称する)6と、光フィルタ6を接合するための光学接着剤7と、を備える。光ファイバ4がフェルール5の内孔に挿入され接着されてファイバスタブが形成されている。ファイバスタブの一端面(フェルール5の一端面)は、その軸心、言い換えれば、内孔21の軸方向に垂直な方向に対してある所定の角度で傾斜して形成されている。したがって、本実施の形態1では、フェルール5の傾斜部23も光ファイバ4の端面も所定の角度で傾斜している。光フィルタ6は、フェルール5の傾斜した傾斜部23、すなわちファイバスタブの一端面に光学接着剤7によって接着固定されている。そして、光ファイバ4は、シングルモードファイバ(SMファイバ)9’とグレーデッドインデックスファイバ(GIファイバ)9”とが接合されてなり、GIファイバ9”が、光フィルタ6側に配されている。
フィルタ膜6bは、光フィルタ6の、フェルール5の傾斜部23に臨む面6a’に形成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 2A is a cross-sectional view of
The
図2(b)はフィルタ膜配置が光デバイス1と異なる光デバイス100の構成を示す断面図である。フィルタ膜6bは、光フィルタ6の、フェルール5の傾斜部23と反対側の面6a”に形成されていると、図2(b)に示すように、光ファイバ4のコア部3を伝播した光の一部(透過を阻止された特定波長の光)は、光学接着剤7、および光フィルタ6の主要部を構成する透光性支持体6aを透過した後、光フィルタ6の面6a”に形成されたフィルタ膜6bにより反射される。その反射光の一部は、フェルール5の傾斜部23により反射され、その後上記フィルタ膜6と光ファイバ外周のフェルール5の傾斜部23との間で繰り返し反射された後、受光素子側へ進行し、透過を阻止すべき特定波長の光が受光素子に受光されてしまう。しかしながら、図2(a)に示すように、本実施の形態に係る光デバイス1では、フィルタ膜6bが、光フィルタ6の、フェルール5の傾斜部23に臨む面6a’に形成され、フェルール5の傾斜部23により近い位置に配置されているため、光ファイバ4のコア部3を伝播しフィルタ膜6bに反射された光は、ほとんど光ファイバ4のクラッド2に入射される。そのため、クラッド2に入射された光は逆伝播中に次第に減衰されることにより、当該光デバイスの反射減衰量特性が向上する。さらに、本実施の形態に係る光デバイス1では、光ファイバ4を、SMファイバ9’とGIファイバ9”とを接合したものとし、かつGIファイバ9”を、光フィルタ6側に配することにより、フェルール端面での反射を防ぐことができ、かつ、GIファイバレンズのレンズ効果により、反射戻り光のコア部3に結合する光量を少なくすることができる。
FIG. 2B is a cross-sectional view showing a configuration of an
図3は、光デバイス1の光フィルタ入射角に対する反射減衰量を示している。●は、フィルタ膜が、光フィルタ6の面6a’に形成された本実施の形態に係る光デバイス1についてのものであり、□は、フィルタ膜が、光フィルタ6の、フェルールの傾斜部と反対側の面6a”に形成されている光デバイス100についてのものである。光デバイス100においては、光フィルタに対する入射角度が1.2°〜2.5°の場合では、反射減衰量が35dB程度で略一定となるが、本実施の形態の光デバイス1では、比例的に増加し、従来型の光デバイスを用いた場合より高い反射減衰量を得ることができる。したがって、フェルールの傾斜部の傾斜が通常の範囲(0°より大きく3°以下)である場合は、光デバイスの反射減衰特性が特段に向上する。
FIG. 3 shows the return loss with respect to the optical filter incident angle of the
光ファイバ4のシングルモードファイバ9’は、屈折率の高いコア部3とコア部3の外周を被覆するクラッド部2とからなり、コア部3とクラッド部2との屈折率差による光閉じ込めを利用することによってコア部3内で光を伝送させる光導波体である。シングルモードファイバ9’は、例えば円柱状の石英等から構成され、クラッド部2の外径は125μm、コア部3の径は10μm程度である。
The
光ファイバ4のGIファイバ9”は、その軸対称にほぼ2乗の屈折率分布を備える光ファイバであり、屈折率分布ファイバとも呼ばれるものである。GIファイバ9”は、屈折率分布型レンズとして使用することができるため、シングルモードファイバ9’から出射する円錐状に放射する光をコリメートする機能を有する。GIファイバ9”は、たとえば円柱状の石英等から構成され、クラッド部2の外径は125μm、コア部3の径は50〜120μm程度であり、コア部3に上述の屈折率分布を有する。そして、GIファイバ9”とシングルモードファイバ9’は、たとえば熱による融着によって接合されることにより光ファイバ4を構成している。このような熱による融着接合は、シングルモードファイバファイバ9’、GIファイバ9”の境界面に屈折率が変化するものを介在させることなく接合できるため、光の損失を低減するという観点から好適である。なお、シングルモードファイバ9’とGIファイバ9”の接合は、融着による接合に限られることなく、たとえば接着剤によって接合してもよい。
The
フェルール5は、光ファイバ4および光フィルタ6を保持する機能を担う。フェルール5は、円筒状を成しており、構成する材料としては、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックなどが挙げられ、中でも耐候性、靭性に優れたジルコニア系セラミックス(ジルコニアを主成分とするセラミックス)が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム(ZrO2)を主成分とし、Y2O3、CaO、MgO、CeO2、Dy2O3などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定ジルコニアセラミックス(正方晶の結晶が主体)が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
The
フェルール5は、略中央部に設けられた内孔21内に接着剤を介して光ファイバ4が固定されている。また、フェルール5のGIファイバ9”側の端面は、フェルール5の軸方向(内孔の軸方向)に直交する方向に対して、所定の角度を成して傾斜しており、その傾斜部23に光学接着剤7によって、内孔21の開口部を塞ぐように、光フィルタ6が接着固定されている。
In the
光フィルタ6は、光入射面6a’および光出射面6a”を有する平板状の例えば透光性支持体6aを含んでなり、その光出射面6a’にフィルタ膜6bが施されて構成されている。フィルタ膜6bは異なる複数の波長領域の光を含んでなる光から特定の波長領域を選択的に透過する機能を有する、いわゆるバンドパスフィルタである。
The
この光フィルタ6の一部を構成する透光性支持体6aは、例えば光学ガラス(硼珪酸ガラスや白板ガラス)や石英ガラスからなり、屈折率は1.45〜1.65程のものが用いられる。また、透光性支持体6aの大きさは、光の有効径以上あればよく、例えば0.5mm角程度の平板状の基板である。光フィルタ6の端面に形成されたフィルタ膜6bは、例えば二酸化ケイ素と二酸化チタン等の屈折率の異なる2種類以上の誘電体を交互に積層して構成される多層膜である。この誘電体多層膜は、誘電体膜間の繰り返し反射干渉により波長選択性を示し、その膜厚は、反射させる光の波長の1/4波長分の倍数になるように設定される。すなわち、高・低屈折率のペアで1/2波長となるように多層化することにより、各誘電体膜界面における多重反射において、ある特定の波長の光の位相が一致し、干渉して強めあうことで波長選択制を有するフィルタとすることができる。そして、光フィルタ6では、フィルタ膜6bが透光性支持体6aの表面に形成されているが、例えば透光性支持体6aの光入射面6a’に蒸着、スパッタリング等の方法によってフィルタ膜6bを容易に作成することができる。また、光フィルタ6は、光の透過および反射波長の領域が0.5〜100nmの範囲を有するフィルタとして機能するようにフィルタ膜6bが施されており、そのフィルタ膜6bにおける誘電体多層膜の積層数は100〜250層程度である。
The
光フィルタ6は、フィルタ膜6bが配された透光性支持体6aの光出射面6a”が、フェルールの内孔21の軸方向と直交する方向に対して±3°の範囲で傾斜するように配置することが好ましい。また、光フィルタ6は、上記入射角度が0度の場合には、反射波長の光が直接光ファイバ4に戻る可能性が高まるため、その影響に鑑みると、角度を0度以外で3度以下となるように設定するほうが、入射角度依存性の低減および反射戻り光の防止という観点からより望ましい。なお、角度とは、透光性支持体6aの光出射面6a’とフェルール5の内孔21の軸方向と直交する方向との成す角度であるが、透光性支持体6aの光入射面と光出射面とが互いに平行であれば、光入射面、またはフェルールの一端面とフェルールの貫通孔の軸方向と直交する方向との成す角度であってもよい。
In the
光学接着剤7は、たとえば透光性のあるエポキシ樹脂等からなり、光の透過率が、厚み0.1mmの接着厚みで90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは99%以上であるとよい
The
以上のように、本発明の実施の形態1に係る光デバイス1によれば、光フィルタ6の、傾斜部23に臨む面6a’、すなわち、光フィルタ6の、フェルール5と対向する面6a’にフィルタ膜6bが配されたことにより、反射戻り光は、光ファイバ4のクラッドに入射され、クラッドを伝播中に次第に減衰するため、反射減衰特性を向上させることができる。
As described above, according to the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る光デバイス1’について、図4を参照しつつ説明する。実施の形態2に係る光デバイス1’は、フェルール5の端面22が切り欠かれて、傾斜部23に対して所定角度で交差する面(交差面)24をさらに有する点で、フェルール5の端面22が交差面24を有しない本実施の形態1の光デバイス1と相違する。その他の構成については、実施の形態1に係る構成部材と同様である。
(Embodiment 2)
Next, an
図4は、本発明の実施の形態2に係る光デバイス1’を示す断面図である。
本実施の形態2に係る光デバイス1’では、円筒状のフェルール5の端面22が、傾斜部23に対して所定角度で交差する面(交差面)24をさらに有する。交差面24は、光ファイバ4を切断しないように形成されていることが好ましい。特に、交差面24は、図4に示すように、光ファイバ4の下端、言い換えれば、内孔21の光フィルタ6側の縁部に接するように形成されていれば、反射戻り光を交差面24で反射させやすくなるため、より反射減衰特性を向上させることができる。また、交差面24は、フェルール5の軸方向と垂直な方向に対して0°より大きく10°以下で傾斜していれば、反射減衰特性を高めつつ、光フィルタ6のフェルール5に対する接着強度を維持できる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an
In the
光フィルタ6は、フェルール5の傾斜した傾斜部23と平行に光学接着剤7によって接着固定される。交差面24と光フィルタ6のフィルタ膜6bとの間にスペースが形成され、このスペースにも光学接着剤7が配される。このスペースには、必ずしも、光学接着剤7が配されていなくともよいが、光フィルタ6をフェルール5に強く固定するというか観点から、このスペースには光学接着剤7が配されていたほうがよい。
上記のような構成とすることにより、光ファイバ4から放出された光が、フィルタ膜6bと、上述のように切り欠かれたフェルールの交差面24との間で反射され、受光素子(不図示)側への光の進行をより低減できる。
したがって、本実施の形態2に係る光デバイス1’では、実施の形態1に係る光デバイス1よりも、さらに反射減衰特性を向上させることができる。
The
With the above configuration, the light emitted from the
Therefore, in the
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3に係る光デバイス1’’について、図5を参照しつつ説明する。図5は本発明の実施の形態3に係る光デバイス1’’を示す断面図である。
(Embodiment 3)
Next, an
本実施の形態3に係る光デバイス1’’では、GIファイバ9”の、透光性支持体6aの光入射面6a’に臨む端部に、コアレスファイバ9'''が接合されている点で、第1の実施形態に係る光デバイス1の構成と相違する。
本実施の形態3においては、光ファイバ4は、シングルモードファイバ9’とグレーデッドインデックスファイバ9”とコアレスファイバ9'''とが当該順序で接合されてなり、コアレスファイバ9'''が、光フィルタ6側に配されている。コアレスファイバ9'''は単一の屈折率を持つGIファイバ9”とほぼ同径の石英からなる。フェルール5の一端面にはコアレスファイバ9'''が露出しており、フェルール5とコアレスファイバ9'''は同時に端面を研磨加工されており、所望の端面角度となるように加工されている。このようにフェルール5の端面側にコアレスファイバ9'''を配置することにより、端面研磨の際、レンズ効果のあるGIファイバ9”の長さを変えることなく研磨が可能となり、あらかじめ設計したGIファイバ9”の長さを保持できるため、設計の容易性という点で好適である。ここで、コアレスファイバ9'''はその外径が光ファイバと同じく125μm、そして、GIファイバ9”とシングルモードファイバ9’の場合と同じく、熱による融着によって接合される。
In the
In the third embodiment, the
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係る光レセプタクル10について図面を参照しつつ詳細に説明する。図6は、本発明の実施の形態4に係る光レセプタクル10を説明する模式図である。
(Embodiment 4)
An
本発明の実施の形態4に係る光レセプタクル10は、図6に示すように、ファイバスタブ14と、フェルール5の一端を保持する嵌合孔を有する有底筒状のホルダ11と、フェルール5の他端に挿入されたスリーブ12と、スリーブ12を収容する収納孔を有し、一端がホルダ11に固定される筒状のスリーブケース13と、によって構成されている。
As shown in FIG. 6, the
本実施の形態4に係る光レセプタクル10において、ファイバスタブ14は、例えば、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5と、該フェルール5の内孔21に石英ガラス等からなるシングルモードファイバ9’の一端に同じく石英ガラス等からなるGIファイバ9”が接合されて成る光ファイバ4を挿入固定して得られ、そのファイバスタブ14の後端部を金属製のホルダ11に圧入して固定するために、ホルダ11のファイバスタブ14が挿入される箇所の内径dは、ファイバスタブ14の外径Dより僅かに小さく制作される。一方、ファイバスタブ14の先端部は、スリーブ12の内孔に挿入され、そのスリーブ12を保護するためのスリーブケース13がホルダ11に圧入または接着により固定されている。さらに、ファイバスタブ14の後端部(GIファイバ端)には光学部品である光フィルタ6が接着固定されている。ファイバスタブ14の後端部(GIファイバ端)は、ファイバスタブ14の光学軸に対して±3°(0°を除く)で傾斜する傾斜面とすることが好ましい。例えば発光素子(LEDやLDなど)からプラグフェルール18を介して入射された光のうち特定波長の光が光フィルタ6で反射されるが、上述のように傾斜面とすることで、その反射光が、再びプラグフェルール18を介して発光素子に戻るのを防ぐことができる。
In the
以下、図7の本発明の受光モジュールを用いて、光レセプタクル10の効果を説明する。ファイバスタブ14の光ファイバ4と、プラグフェルール18の光ファイバ19とは光学的に接続される。ここで、ファイバスタブ14の先端面およびプラグフェルール18の先端面は、アール面(例えば曲率半径が5〜30mm)であることが好ましい。このようにアール面とすることにより、光ファイバ19とプラグフェルール18と接続した際、接続損失を低減することができる。
Hereinafter, the effect of the
スリーブ12は、ファイバスタブ14およびプラグフェルール18が挿入される貫通孔を有し、ファイバスタブ14の光ファイバの光軸と、プラグフェルール18の光ファイバの光軸とを一致させる機能を担う部材である。このスリーブ12の貫通孔には、一方の開放端からファイバスタブ14が挿入され、他方の開放端からプラグフェルール18が挿入される。
The
本発明において、スリーブ12として、長手方向に延びるスリット(図示せず)を有する、いわゆる割りスリーブを用いることができる。このような割りスリーブを採用する場合、スリーブ12内に挿入されるプラグフェルール18に対する把持力を高めるべく、貫通孔の孔径はプラグフェルール18の外径より若干小さく(例えば、貫通孔へのファイバスタブ14の挿入時にファイバスタブ14に作用する圧力が0.98N以上となるように)設定することが好ましい。
In the present invention, a so-called split sleeve having a slit (not shown) extending in the longitudinal direction can be used as the
また、スリーブ12として、割りスリーブではなく、いわゆる精密スリーブ(スリット無し)を採用することもできる。このスリーブ12を構成する材料としては、上述したプラグフェルール18と同様のものが挙げられる。
Further, as the
スリーブケース13は、スリーブ12を収容するための収納孔を有する略円筒形状の筒状部材であり、プラグフェルール18が挿入される開口部と、ホルダ11に接合するための接合部とを有する。スリーブケース13におけるスリーブ12を収容するための空間(収納孔)の径は、スリーブ12の外径より若干(例えば60μm)大きく構成されている。また、開口部は、プラグフェルール18の挿入時にプラグフェルール18を案内するための部位であり、テーパ状に構成されている。開口部における開口端径はプラグフェルール18の外径より若干(例えば0.2mm)大きく構成されている。接合部は、上述したように、ホルダ11に接合するための部位である。
The
スリーブケース13を構成する材料としては、合成樹脂(熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂など)、金属(ステンレス、銅、鉄およびニッケルなど)、セラミックス(酸化アルミニウム(アルミナ)および酸化ジルコニウム(ジルコニア)など)、ガラス(石英など)などが挙げられる。この中でも、ホルダ11との固定を考慮し、熱膨張係数を合わせて信頼性を高めるため、ホルダ11同様、ステンレスを用いるのが好ましい。
The material constituting the
このようにして、ファイバスタブ14が、ホルダ11の保持部(嵌合孔)によって保持され、スリーブケース13がスリーブ保持部によって保持され、受光モジュールを構成する際、ホルダ11に光素子を含むサブモジュールが接続される。
In this way, the
ホルダ11を構成する材料としては、ステンレス、銅、鉄およびニッケルなどが挙げられ、中でもYAG溶接性に優れているSUS304やSF20T等のステンレス材料が好適である。
Examples of the material constituting the
(実施の形態5)
次に、本発明の実施の形態5に係る受光モジュール20について図面を参照しつつ説明する。図7は、本発明の一実施形態である受光モジュール20を説明する模式図である。
(Embodiment 5)
Next, the
受光モジュール20は、実施の形態4に係る光レセプタクル10と、その後端面側に、光素子15とレンズ16を備えた金属製の筐体17とを有し、光レセプタクル10の後端面側に、筐体17を溶接により接合することにより構成されている。以上のように構成された受光モジュール20において、光レセプタクル10の前端面側(光フィルタ6が配置される端面の反対側)より、スリーブ12の内孔にプラグフェルール18を挿入し、光ファイバ19の端面を当接させる。
The
プラグフェルール18は、光ファイバ19を保護するとともに、後述するスリーブ12と協働してファイバスタブ14の中心軸とプラグフェルール18の中心軸とを一致させるための部材である。プラグフェルール18を構成する材料としては、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、ムライト、窒化ケイ素、炭化ケイ素および窒化アルミニウムなどの単体もしくはこれらを主成分として含むセラミックス、結晶化ガラスなどのガラスセラミックス、燐青銅、ベリリウム銅、黄銅、ステンレスなどの金属、エポキシや液晶ポリマなどのプラスチックなどが挙げられ、中でも耐候性、靭性に優れたジルコニア系セラミックス(ジルコニアを主成分とするセラミックス)が好適である。ジルコニア系セラミックスの中でも、とりわけ、酸化ジルコニウム(ZrO2)を主成分とし、Y2O3、CaO、MgO、CeO2、Dy2O3などからなる群より選択される少なくとも一種を安定化剤として含む部分安定ジルコニアセラミックス(正方晶の結晶が主体)が、耐摩耗性および弾性変形性の観点からより好ましい材料として挙げられる。
The
光ファイバ19は、光を伝播させるためのものであり、光ファイバ19としては、石英系光ファイバ、プラスチック系光ファイバおよび多成分ガラス系光ファイバなどが挙げられる。
The
次に、受光モジュール20の機能について説明する。まず、外部から伝送ファイバによって伝送された波長多重信号光λ1、λ2、λ3は、プラグフェルール18の光ファイバに入射され、その後、レセプタクル10が備える光デバイス1の光ファイバ4に入射される。光ファイバ4に入射された光は、光フィルタ6のバンドパスフィルタ機能によって特定の波長の光λ1が透過し、その他の波長の光は反射し除去される。透過した波長の光λ1がレンズ16を介して光素子15に集光し、もとの電気信号に変換される。このように、この受光モジュール20では、本発明のフィルタ付き光デバイス(本実施の形態ではスタブ)を用いることにより、ある特定の情報のみを取り出して受光検出できる利点がある。
Next, functions of the
1、1’、1’’、100 光フィルタ付き光デバイス
2 クラッド
3 コア
4、19 光ファイバ
5 フェルール
6 光フィルタ
6a 透光性支持体
6b フィルタ膜
7 光学接着剤
9’’’ コアレスファイバ
9”グレーティッドインデックスファイバ(GIファイバ)
9’シングルモードファイバ(SMファイバ)
10 光レセプタクル
12 スリーブ
14 ファイバスタブ
15 光素子
16 レンズ
17 筐体
18 プラグフェルール
20 受光モジュール
1, 1 ', 1'', 100 Optical device with
9 'single mode fiber (SM fiber)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記フェルールの内孔に挿入された光ファイバと、
特定波長帯域の光を選択的に透過するフィルタ膜を有し、前記フェルールの一端面に開口する内孔を塞ぐように、前記フィルタ膜が前記フェルールの傾斜部に臨む面に接合された光フィルタと、を備え、
前記光ファイバは、シングルモードファイバとグレーデッドインデックスファイバとが接合されてなり、前記グレーデッドインデックスファイバが、前記光フィルタ側に配されていることを特徴とする光フィルタ付き光デバイス。 A ferrule having an inclined portion with one end face inclined with respect to a direction orthogonal to the axial direction of the inner hole;
An optical fiber inserted into the inner hole of the ferrule;
An optical filter having a filter film that selectively transmits light in a specific wavelength band, wherein the filter film is bonded to a surface facing the inclined portion of the ferrule so as to close an inner hole opened in one end surface of the ferrule And comprising
An optical device with an optical filter, wherein the optical fiber is formed by joining a single mode fiber and a graded index fiber, and the graded index fiber is arranged on the optical filter side.
当該光学接着剤の熱膨張係数は、前記光フィルタの主要部を構成する透光性支持体および前記フェルールのそれと略同じ、またはそれらの熱膨張係数の間にあることを特徴とする請求項1記載の光フィルタ付き光デバイス。 The optical filter is bonded to the inclined portion of the ferrule via an optical adhesive,
The thermal expansion coefficient of the optical adhesive is approximately the same as that of the translucent support and the ferrule constituting the main part of the optical filter, or between the thermal expansion coefficients thereof. The optical device with an optical filter as described.
前記フェルールの一端を保持する嵌合孔を有する有底筒状のホルダと、
前記フェルールの他端に挿入されたスリーブと、
前記スリーブを収容する収納孔を有し、一端が前記ホルダに固定される筒状のスリーブケースと、
を備える光レセプタクル。 An optical device with a filter according to any one of claims 1 to 4,
A bottomed cylindrical holder having a fitting hole for holding one end of the ferrule;
A sleeve inserted into the other end of the ferrule;
A cylindrical sleeve case having an accommodation hole for accommodating the sleeve, one end of which is fixed to the holder;
An optical receptacle comprising:
前記光ファイバおよび前記光フィルタを介して光を受ける受光素子と、
前記光レセプタクルの前記ホルダに接合され、かつ前記受光素子を収容する筒体と、
を備える受光モジュール。 An optical receptacle according to claim 5;
A light receiving element that receives light through the optical fiber and the optical filter;
A cylindrical body joined to the holder of the optical receptacle and containing the light receiving element;
A light receiving module comprising:
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2008
- 2008-02-29 JP JP2008050094A patent/JP2009205105A/en active Pending
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