JP2013190631A - 光デバイス・モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバと保護用のチューブとの間に接着剤の不要な流れ込みを抑制し、光ファイバの曲げに対する信頼性を高めた光デバイス・モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光学部品１を収納する筐体２と、光学部品１と光学的に接続され筐体の貫通孔から導出される光ファイバ３と、筐体に固定され、光ファイバを保持する保持パイプ５と、光ファイバを保護するチューブ６とを有し、貫通孔で光ファイバと筐体とがハンダ封止７され、光ファイバ４，３とチューブ６とが保持パイプ内で接着剤で保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールにおいて、チューブ６は保持パイプ内の所定位置に一端が配置され、チューブの一端で第１接着剤９１がチューブ６と光ファイバ４，３との隙間を埋めるように塗布されており、充填された第２接着剤９２によってチューブと光ファイバとが保持パイプ内に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光デバイス・モジュール及びその製造方法に関し、特に、光学部品を内蔵した筐体から導出される光ファイバを保護するチューブを有する光デバイス・モジュール及びその製造方法に関する。

光計測技術分野や光通信技術分野において、光変調器等の光学部品を内蔵した光デバイス・モジュールが利用されている。このような光デバイス・モジュールでは、図１に示すように、筐体（ケース）２内部に配置された光学部品１と光接続された光ファイバ３が、筐体外部に設けられた光ファイバの保持パイプ５により保持される。また、保持パイプ５から出ている光ファイバ３（芯線を樹脂で被覆した光ファイバを符号４で示す）を外力から保護するため、光ファイバは、保持パイプから所定の長さだけ保護用のルースチューブ６（以下、単に「チューブ」とも言う。）で被覆されている。

光ファイバ３は、筐体に設けられた光ファイバ導入孔を通して光学部品１に接続される。筐体の導入孔や保持パイプ５では、光デバイスの信頼性のため、樹脂の被覆を除去しメッキをされた光ファイバ３とパッケージとの間でハンダ７などで気密封止される。光ファイバは保持パイプ５内に、固定用の割りスリーブ（不図示）と接着剤８でケース部分に固定される。

保持パイプ５内で光ファイバ３（４）を固定するには、光ファイバ周囲に接着剤８が隙間なく充填・固定され、光ファイバに異常な応力が負荷されないよう構成されている。接着剤としては、一般に、熱硬化型の光学部材用の接着剤が用いられる。

光ファイバ４の曲げに対する保護のため光ファイバには保護用のルースチューブ６が用いられ、光ファイバ４と同時に接着剤８で保持パイプ５内に固定される。また保持パイプ５には、ゴムやプラスチックなどの樹脂製のブーツが取り付けられ（不図示）、構造全体が保護のため覆われている。

従来の構造では、光ファイバ４のルースチューブ６を固定する際にルースチューブと光ファイバとの間に、図１のように、接着剤８１が流れてしまう。また接着剤の塗布時には流れ込みがおきていない場合でも、接着剤の熱硬化を行うと加熱時に接着剤の粘度が室温時よりも低くなるため、毛細管現象によりルースチューブ６に数ｃｍにわたる接着剤が流れこみが発生する。

流れ込みが発生すると、本来の接着硬化に必要な部分の接着剤が不足し、接着部が未充填の状態となり、再度接着剤の充填・固定が必要となる。また硬化した接着剤８１によりルースチューブ部分の柔軟性が失われ、光ファイバ４の曲げに対して、伝送損失の増加や断線が発生し易くなり、光ファイバの曲げに対する信頼性が低下する原因となっていた。

ルースチューブ内への接着剤の流入を防ぐ方法として、特許文献１では、ルースチューブと光ファイバとを接着剤で固定し一体化した後に、ＳＣフェルールに挿入し、接着剤で全体を固定する方法が開示されている。しかしながら、光変調器のように光学部品と光ファイバとを光学的に接続する構成を必要とする場合には、光学部品である変調器チップと光ファイバとは、アクティブな調芯固定を行う必要がある。このため、予めチューブを一体化したような構造では、光ファイバの保持が不確実になったり、チューブの重みなどで光ファイバに余計な負荷が掛るなどして、調芯装置で光ファイバをサブミクロンオーダーの微小量を調整することは難しい。

また光ファイバと筐体の貫通孔との隙間をハンダ封止するため、気密封止部分とチューブの端部が近接しており、ハンダ固定による加熱で予め固定した接着剤が変質し、接着剤の信頼性が劣化する問題を生じる。

特開２００１−４８７５号公報

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、光ファイバと保護用のチューブとの間に接着剤の不要な流れ込みを抑制し、光ファイバの曲げに対する信頼性を高めた光デバイス・モジュール及びその製造方法を提供することである。さらに、光ファイバと光学部品との調芯作業の精度を低下させず、ハンダ封止による接着剤の劣化も発生させない、光デバイス・モジュール及びその製造方法を提供する。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、光学部品を収納する筐体と、該光学部品と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバと、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプと、該光ファイバを保護するチューブとを有し、該貫通孔で該光ファイバと該筐体とがハンダ封止され、該光ファイバと該チューブとが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールにおいて、該チューブは該保持パイプ内の所定位置に一端が配置され、該チューブの一端で第１接着剤が該チューブと該光ファイバとの隙間を埋めるように塗布されており、充填された第２接着剤によって該チューブと該光ファイバとが該保持パイプ内に固定されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光デバイス・モジュールにおいて、該保持パイプ外では、該チューブと該光ファイバとは互いに接着されていないことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光デバイス・モジュールにおいて、該チューブが弾性体であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光デバイス・モジュールにおいて、該第１接着剤は光硬化型の接着剤であり、該第２接着剤は熱硬化型の接着剤であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光デバイス・モジュールにおいて、該光学部品は、光ファイバが直接固定される部品であることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、光学部品を収納する筐体と、該光学部品と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバと、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプと、該光ファイバを保護するチューブとを有し、該貫通孔がハンダ封止され、該光ファイバと該チューブとが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールの製造方法において、該光ファイバを該貫通孔内に配置してハンダ封止した後、該保持パイプ内の所定位置に該チューブを配置し、該チューブと該光ファイバとの隙間を埋めるように、該チューブの一端に第１接着剤を塗布する第１の接着工程と、該第1の接着工程の後、該保持パイプ内に第２接着剤を充填し、該チューブと該光ファイバとを該保持パイプ内に固定する第２の接着工程とを備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該第２接着剤の粘度は、該第１接着剤の粘度より低いことを特徴する。

請求項８に係る発明は、請求項６又は７に記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該第１接着剤は、光硬化型の接着剤であり、該第２接着剤は、熱硬化型の接着剤であることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項６又は７に記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該第１接着剤と該第２接着剤は、同じ材質の接着剤であることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項６乃至９のいずれかに記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該光学部品は、光ファイバが直接固定される部品であることを特徴とする。

請求項１に係る発明により、光学部品を収納する筐体と、該光学部品と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバと、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプと、該光ファイバを保護するチューブとを有し、該貫通孔で該光ファイバと該筐体とがハンダ封止され、該光ファイバと該チューブとが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールにおいて、該チューブは該保持パイプ内の所定位置に一端が配置され、該チューブの一端で第１接着剤が該チューブと該光ファイバとの隙間を埋めるように塗布されており、充填された第２接着剤によって該チューブと該光ファイバとが該保持パイプ内に固定されているため、チューブ内に接着剤が不要に流れ込むことが抑制できため、光ファイバの曲げに対する信頼性を高めることが可能となる。

請求項２に係る発明により、保持パイプ外では、チューブと光ファイバとは互いに接着されていないため、チューブの柔軟性が確保され、光ファイバの曲げに対する信頼性をより高めることが可能となる。

請求項３に係る発明により、チューブが弾性体であるため、チューブの柔軟性が確保され、光ファイバを効果的に保護することが可能となる。

請求項４に係る発明により、第１接着剤は光硬化型の接着剤であり、第２接着剤は熱硬化型の接着剤であるため、第１接着剤を光ファイバとチューブとの隙間に塗布して光を照射するだけで、当該隙間を埋め、チューブ内に第１接着剤が不必要に流れ込むことも抑制できる。また、第２接着剤を熱硬化する際に、第１接着剤が流動化することもなく、第２接着剤が保持パイプ内の隅々に行き渡る一方、チューブ内への流れ込みは抑制される。

請求項５に係る発明により、光学部品は、光ファイバが直接固定される部品であるため、光デバイス・モジュールから導出される光ファイバの曲げに対する信頼性を高めることが可能となる。

請求項６に係る発明により、光学部品を収納する筐体と、該光学部品と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバと、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプと、該光ファイバを保護するチューブとを有し、該貫通孔がハンダ封止され、該光ファイバと該チューブとが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールの製造方法において、該光ファイバを該貫通孔内に配置してハンダ封止した後、該保持パイプ内の所定位置に該チューブを配置し、該チューブと該光ファイバとの隙間を埋めるように、該チューブの一端に第１接着剤を塗布する第１の接着工程と、該第1の接着工程の後、該保持パイプ内に第２接着剤を充填し、該チューブと該光ファイバとを該保持パイプ内に固定する第２の接着工程とを備えるため、チューブ内に接着剤が不要に流れ込むことが抑制できため、光ファイバの曲げに対する信頼性を高めることが可能となる。しかも、光学部品と光ファイバとの接続は、光ファイバにチューブが一体化されていないため、調芯の精度を低下させない。さらに、ハンダ封止後に、第１及び第２の接着工程を配置するため、ハンダの熱による接着剤の劣化も発生しない。

請求項７に係る発明により、第２接着剤の粘度は、第１接着剤の粘度より低いため、第２接着剤が保持パイプ内の隅々に行き渡り、保持パイプ内に光ファイバ及びチューブを確実に固定することが可能となる。

請求項８に係る発明により、第１接着剤は、光硬化型の接着剤であり、第２接着剤は、熱硬化型の接着剤であるため、第１接着剤を光ファイバとチューブとの隙間に塗布して光を照射するだけで、当該隙間を埋め、チューブ内に第１接着剤が不必要に流れ込むことも抑制できる。また、第２接着剤を熱硬化する際に、第１接着剤が流動化することもなく、第２接着剤が保持パイプ内の隅々に行き渡る一方、チューブ内への流れ込みは抑制される。

請求項９に係る発明により、第１接着剤と第２接着剤は、同じ材質の接着剤であるため、両者の接着剤同士の接合をより高めることができる。また、材質が異なる場合には、熱膨張差で両者の境界部に歪や亀裂が発生し、光ファイバに不要な応力が掛るが、このような不具合も抑制できる。

請求項１０に係る発明により、光学部品は、光ファイバが直接固定される部品であるため、光デバイス・モジュールから導出される光ファイバの曲げに対する信頼性を高めることが可能となる。

従来の光デバイス・モジュールを説明する断面図である。 本発明の光デバイス・モジュールの製造方法を適用した例を説明する断面図である。 保持パイプの内部構造を拡大した図である。

以下、本発明の光デバイス・モジュール及びその製造方法について、好適例を用いて詳細に説明する。
本発明の光デバイス・モジュールは、図２に示すように、光学部品１を収納する筐体２と、該光学部品１と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバ３と、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプ５と、該光ファイバを保護するチューブ６とを有し、該貫通孔で該光ファイバと該筐体とがハンダ封止７され、該光ファイバ４（３）と該チューブ６とが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールにおいて、該チューブ６は該保持パイプ内の所定位置に一端が配置され、該チューブの一端で第１接着剤９１が該チューブ６と該光ファイバ４（３）との隙間を埋めるように塗布されており、充填された第２接着剤９２によって該チューブと該光ファイバとが該保持パイプ内に固定されていることを特徴とする。

特に、保持パイプ外では、チューブと光ファイバとは互いに接着されないよう構成され、また、チューブを弾性体で構成することが好ましい。これにより、チューブの柔軟性が確保され、光ファイバを効果的に保護し、光ファイバの曲げに対する信頼性を高めることが可能となる。

また、本発明の光デバイス・モジュールの製造方法では、図２に示すように、光学部品１を収納する筐体２と、該光学部品１と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバ３と、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプ５と、該光ファイバを保護するチューブ６とを有し、該貫通孔がハンダ封止７され、該光ファイバ４（３）と該チューブ６とが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールの製造方法において、該光ファイバ３を該貫通孔内に配置してハンダ封止７した後、該保持パイプ内の所定位置に該チューブ６を配置し、該チューブ６と該光ファイバ４（３）との隙間を埋めるように、該チューブ６の一端に第１接着剤９１を塗布する第１の接着工程と、該第1の接着工程の後、該保持パイプ内に第２接着剤９２を充填し、該チューブと該光ファイバとを該保持パイプ内に固定する第２の接着工程とを備えることを特徴とする。

図２は、図３で示すような、チューブ６を保持パイプ内に挿入固定するためのスリーブ１０や、保持パイプ内の接着固定が完了した後、保持パイプ６に被せる樹脂製のブーツ１１は省略して図示されている。

本発明の光デバイス・モジュールの製造方法では、光ファイバ４（光ファイバの芯線３に樹脂層を被覆したもの）とチューブ６の先端を、第１接着剤９１で固定している。保持パイプ５内の構造の隙間全体に充填される第２接着剤とは別の接着剤を用意することで、チューブ内に深く接着剤が侵入することを効果的に抑制することが可能となる。

特に、第１接着剤として、３０００ｍＰａ・ｓ以上の粘度を有する第１接着剤９１を使用している。このような粘度の高い接着剤を使用することで、光ファイバ４とチューブ６との間に、必要以上に接着剤が流入することを効果的に抑制することができる。

さらに、第２接着剤は、第１接着剤（例えば、粘度３０００ｍＰａ・ｓ）よりも粘度が低い材料、例えば、粘度１００ｍＰａ・ｓ以上、３０００ｍＰａ・ｓより低いものを選択することで、保持パイプ５内の構造の隙間全体に一様に接着剤を充填することができ、保持パイプ内に光ファイバを確実に固定することができる。また、第１接着剤で光ファイバとチューブとの間の隙間が埋められているため、チューブ内への第２接着剤の流れ込みは抑制される。なお、熱硬化型の接着剤では、熱硬化時に一時的に粘度が下がる場合が多く、その時は熱硬化時における粘度の関係が前述のような関係になっていれば良い。

第１接着剤には、光硬化型接着剤を用いることで、図２又は図３の符号９１で示したように、局所的に接着剤を塗布し光を照射して硬化させることが可能となる。しかも、チューブを透明あるいは半透明の材質を選択することで、チューブ内の所定の場所で接着剤の光硬化作用を容易に発現させることができる。

第２接着剤には、保持パイプ（金属）と被覆のない光ファイバ３の間隙を固定するため、熱硬化型の光学接着剤を用いることが望ましい。このとき粘度３０００ｍＰａ・ｓより小さいものを選択すると構造のすきま全体に一様に接着剤を充填することができる。

第１接着剤と第２接着剤とを同じ材質の接着剤で構成することも可能である。ただし、チューブ先端に使用する第１接着剤については、粘度を高くする必要がある。例えば、第１接着剤を粘度の高い熱硬化型の接着剤とし、第２接着剤をそれより粘度が低い熱硬化型の接着剤で構成することが可能である。同じ材質を使用することで、両者の接着剤同士の接合をより高めることができる。また、材質が異なる場合には、熱膨張差で両者の境界部に歪や亀裂が発生し、光ファイバに不要な応力が掛るが、このような不具合も抑制できる。

また、光デバイス・モジュールの製造方法において、光ファイバとチューブとの接着作業を、光ファイバと光学部品との調芯作業や、ハンダ封止作業の後に行うため、作業精度の低下や接着剤の劣化も防止することが可能となる。

さらに、本発明の光デバイス・モジュール及びその製造方法では、光学部品として、光変調器などの光ファイバが直接固定される部品を使用した光変調器モジュールに好適に適用可能である。本発明を適用した場合には、光変調器モジュールから導出される光ファイバの曲げに対する信頼性を高めることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、光ファイバと保護用のチューブとの間に接着剤の不要な流れ込みを抑制し、光ファイバの曲げに対する信頼性を高めた光デバイス・モジュール及びその製造方法を提供することが可能となる。さらに、光ファイバと光学部品との調芯作業の精度を低下させず、ハンダ封止による接着剤の劣化も発生させない、光デバイス・モジュール及びその製造方法を提供するこが可能となる。

１ 光学部品
２ 筐体（ケース）
３ 光ファイバ（芯線）
４ 光ファイバ（被覆膜付き）
５ 保持パイプ
６ ルースチューブ
７ ハンダ封止
１０ スリーブ
１１ ブーツ
９１ 第１接着剤
９２ 第２接着剤

Claims (10)

1. 光学部品を収納する筐体と、該光学部品と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバと、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプと、該光ファイバを保護するチューブとを有し、該貫通孔で該光ファイバと該筐体とがハンダ封止され、該光ファイバと該チューブとが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールにおいて、
   該チューブは該保持パイプ内の所定位置に一端が配置され、
   該チューブの一端で第１接着剤が該チューブと該光ファイバとの隙間を埋めるように塗布されており、
   充填された第２接着剤によって該チューブと該光ファイバとが該保持パイプ内に固定されていることを特徴とする光デバイス・モジュール。
2. 請求項１に記載の光デバイス・モジュールにおいて、該保持パイプ外では、該チューブと該光ファイバとは互いに接着されていないことを特徴とする光デバイス・モジュール。
3. 請求項１又は２に記載の光デバイス・モジュールにおいて、該チューブが弾性体であることを特徴とする光デバイス・モジュール。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光デバイス・モジュールにおいて、該第１接着剤は光硬化型の接着剤であり、該第２接着剤は熱硬化型の接着剤であることを特徴とする光デバイス・モジュール。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光デバイス・モジュールにおいて、該光学部品は、光ファイバが直接固定される部品であることを特徴とする光デバイス・モジュール。
6. 光学部品を収納する筐体と、該光学部品と光学的に接続され該筐体の貫通孔から導出される光ファイバと、該筐体に固定され、該光ファイバを保持する保持パイプと、該光ファイバを保護するチューブとを有し、該貫通孔がハンダ封止され、該光ファイバと該チューブとが該保持パイプ内で接着剤で該保持パイプに固定されている光デバイス・モジュールの製造方法において、
   該光ファイバを該貫通孔内に配置してハンダ封止した後、
   該保持パイプ内の所定位置に該チューブを配置し、該チューブと該光ファイバとの隙間を埋めるように、該チューブの一端に第１接着剤を塗布する第１の接着工程と、
   該第1の接着工程の後、該保持パイプ内に第２接着剤を充填し、該チューブと該光ファイバとを該保持パイプ内に固定する第２の接着工程とを備えることを特徴とする光デバイス・モジュールの製造方法。
7. 請求項６に記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該第２接着剤の粘度は、該第１接着剤の粘度より低いことを特徴する光デバイス・モジュールの製造方法。
8. 請求項６又は７に記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該第１接着剤は、光硬化型の接着剤であり、該第２接着剤は、熱硬化型の接着剤であることを特徴とする光デバイス・モジュールの製造方法。
9. 請求項６又は７に記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該第１接着剤と該第２接着剤は、同じ材質の接着剤であることを特徴とする光デバイス・モジュールの製造方法。
10. 請求項６乃至９のいずれかに記載の光デバイス・モジュールの製造方法において、該光学部品は、光ファイバが直接固定される部品であることを特徴とする光デバイス・モジュールの製造方法。

Images