JP2525861B2

JP2525861B2 - 光結合器用光軸調整ア―ム

Info

Publication number: JP2525861B2
Application number: JP63090813A
Authority: JP
Inventors: 勝好内藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH01261605A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光軸調整アームを有する光結合器用組立装
置に関するものである。

（従来の技術）従来、このような分野の技術としては、第２図
（ａ），（ｂ）に示すようなものがあった。以下、その
構成を図を用いて説明する。

第２図（ａ），（ｂ）は従来の光軸調整アームを有す
る光結合器用組立装置を示すもので、同図（ａ）はその
平面図及び同図（ｂ）はその側面図である。

光軸調整アーム１は把持部２を有しており、この把持
部２はＶ溝２−１、押え部材２−２及びねじ２−３によ
って構成されている。押え部材２−２を取り外し可能
で、ねじ２−３によってＶ溝２−１側に締め付けられる
構造となっている。光軸調整アーム１はXYZ調整ステー
ジ３に取り付けられ、X,Y及びＺ軸方向に移動可能な構
成となっている。このように構成された光軸調整アーム
１は、光結合器４の組み立てに際し、その一部を把持し
て光軸調整を行うためのものである。

前記光結合器４は、第２図（ｂ）に断面図として詳細
に示されている。この光結合器４は、最終組み立て前の
ものであり、第１の光結合部５及び第２の光結合部６が
分離された状態にある。

第１の光結合部５は、光源である半導体レーザ素子
（以下、LD素子という）７、ボールレンズ８、ヘッダ９
及びキャップ10等によって構成されている。ボールレン
ズ８はLD素子７からの光を平行ビーム化するものであ
る。ヘッダ９及びキャップ10は筐体を構成し、そのうち
ヘッダ９はLD素子７及びボールレンズ８をボンディング
するためのものである。また、キャップ10はLD素子７を
気密封止するためのもので、この第１の取付面にはLD素
子７からの光を透過させるための窓11が形成されてい
る。このように構成された第１の光結合部５は、治具12
上に固定されている。

前記第２の光結合部６は、ボールレンズ12、光ファイ
バケーブル13、フェルール14及びスリーブ15によって構
成されている。ボールレンズ12はLD素子７からの光を光
ファイバに集光するためのものである。フェルール14及
びスリーブ15は固定部材を構成し、そのうちフェルール
14は光ファイバケーブル13を固定するためのものであ
る。また、スリーブ15はボールレンズ12及びフェルール
14を一体化して固定するものであり、この一端の第２の
取付面がキャップ10の第１の取付面に溶接にて接着させ
るようになっている。このように構成された第２の光結
合部６は、フェルール14が前記光軸調整アーム１の把持
部２において、Ｖ溝２−１と押え部材２−２によって挾
持されることにより固定されている。

上記のように、第２の光結合部６を把持した光調整ア
ーム１は、XYZ調整ステージ３によりX,Y及びＺ軸方向に
移動し、第１の光結合部５に対する第２の光結合部６の
光軸調整を行う。光軸調整終了後、第１及び第２の光結
合部5,6を図中Ａで示す第１及び第２の取付面箇所にお
いてYAGレーザ等により溶接固定する。これにより、第
１及び第２の光結合部5,6が一体化され、光結合器４が
組み立てられる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成の光結合器用組立装置では、
第１及び第２の光結合部5,6の光軸に角度ずれを生じる
ため、光結合器４の結合効率が劣化するという課題があ
った。以下、その課題について第３図〜第５図を用いて
説明する。

第３図は長さ方向に傾斜を生じた場合の光軸調整アー
ムを有する光結合器用組立装置の側面図、第４図は幅方
向に傾斜を生じた光調整アームを有する光結合器用組立
装置の正面図、及び第５図は光結合器の角度ずれに対す
る結合効率変動曲線である。

第３図において、光軸調整アーム１には製作誤差や使
用を重ねた後の経年変化等により、その長さ方向に微小
角度θ１の傾斜を生じ易い。このような場合には、把持
部２によって第２の光結合部６を挾持した際に、第１の
光結合部５に対する第２の光結合部６の傾斜を生じ、第
１及び第２の光結合部5,6の結合面に角度θ１の傾斜間
隙部を生じてしまう。この状態で光軸調整を行った後に
第１及び第２の光結合部5,6を溶接固定すれば、傾斜間
隙部で第１及び第２の光結合部5,6同士が引き合い、光
軸調整後の双方の光軸に角度ずれを生じることになる。

このような角度ずれを生じた場合には、第５図に示す
ような結合効率の変動を生じ、例えば角度ずれ0.05°で
0.5dBもの大きな変動を生じてしまう。実際の光結合器
４では最大0.2°程度の角度ずれを生じるので、結合効
率の著しい劣化を招き大きな問題となる。

同様に、第４図に示すように光軸調整アーム１は幅方
向にも微小角度θ２の傾斜を生じ易く、これに起因して
第１及び第２の光結合部5,6間に角度θ２の傾斜間隙部
が生じる。従って、この場合にも同様の角度ずれが発生
し、結合効率が著しく劣化してしまう。

また、前記光軸調整アーム１に傾斜を生じない場合に
あっても、治具12もしくはこれに固定された第１の光結
合部５に傾斜を生じるようなときには、同様の角度ずれ
に起因する結合効率の劣化を招くことになる。

本発明は、前記従来技術がもっていた課題として、第
１及び第２の光結合部の接着時に生じる角度ずれのため
に、光結合器の結合効率が著しく劣化する点について解
決した光結合器用組立装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、前記課題を解決するために、所定方向に光
を出射する光源が内部に収容され、該所定方向に対して
垂直方向に設けられた金属製の第１の取付面に、該光源
の出射光を透過させる窓が形成された筐体と、前記光源
の出射光が入射する光ファイバの端部外周を把持し、該
光ファイバの端部の中心軸に対して垂直方向に設けられ
た金属製の第２の取付面を有する固定部材とを、光軸調
整を行った後に溶接にて接着する光結合器用組立装置に
おいて、前記筐体を固定する治具と、光軸調整アームと
を備えている。

前記光軸調整アームは、前記光ファイバの端部の中心
軸に対して傾斜する方向に揺動可能なように前記固定部
材の外側面を着脱自在に挾持するナイフエッジ部を有
し、該ナイフエッジ部で挾持させる前記固定部材を前記
所定方向及びこれに対して垂直方向に移動させて該固定
部材の第２の取付面を前記筐体の第１の取付面に接触さ
せ、前記光源と前記光ファイバとの光軸を一致させた後
に該第１と第２の取付面を溶接にて接着させるものであ
る。

（作用）本発明によれば、以上のように光結合器用組立装置を
構成したので、光軸調整アームに設けられたナイフエッ
ジ部は、この鋭い刃上の先端部で固定部材を揺動自在に
挾持し、光軸調整アームに如何なる方向の傾斜が存在し
ても（つまり、光軸調整アームが傾いた状態であって
も）、該固定部材を傾斜させずに支持する働きをする。
また、筐体の第１の取付面に傾斜が存在する場合にあっ
ても、この傾斜に合わせて固定部材の第２の取付面を傾
斜させて該固定部材を支持するように働く。

これらの働きにより、第１及び第２の取付面間におけ
る傾斜間隙部の発生が防止され、光軸の角度ずれを生じ
ることなく双方を固定することができる。従って、前記
課題を解決することができる。

（実施例）第１図（ａ），（ｂ）は本発明の実施例の光軸調整ア
ームを有する光結合器用組立装置を示すもので、同図
（ａ）はその平面図及び同図（ｂ）はその側面図であ
る。また、第６図は第１図（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図
を光結合器を除去して示したものである。

第１図（ａ），（ｂ）において、光軸調整アーム21の
把持部22は、受け部22−１、押え部材22−２及びねじ22
−３により、後述するフェルール35の外側面を着脱自在
に挾持する構造になっている。受け部22−１及び押え部
材22−２の互いに対向する側には、それぞれ半円状の溝
23−1,23−２が設けられている。溝23−1,23−２の内側
には、第６図の断面図に示すような刃形状のナイフエッ
ジ部24−1,24−２が同心円状にそれぞれ設けられてい
る。押え部材22−２は、ねじ22−３によって受け部22−
１側へ締め付け可能な構造となっている。

このように構成された光軸調整アーム21は、XYZ調整
ステージ25に取り付けられ、XYZ調整ステージ25の作動
によりX,Y及びＺ軸方向に移動可能な構造を有してい
る。これらの光軸調整アーム21及びXYZ調整ステージ25
により、光結合器26の最終組み立て段階における光軸調
整がなされる。

前記光結合器26は、第１図（ｂ）に断面図として詳細
に示されている。この光結合器26は、最終組み立て前の
ものであり、第１の光結合部27及び第２の光結合部28が
分離されている。第１の光結合部27は例えば、光源であ
るLD素子29、ボールレンズ30、ヘッダ31及びキャップ32
等によって構成されている。ヘッダ31及びキャップ32に
よって筐体が構成され、そのキャップ32の第１の取付面
に光透過用の窓が形成されている。また、第２の光結合
部28は例えば、ボールレンズ33、光ファイバケーブル3
4、フェルール35及びスリーブ36によって構成されてい
る。フェルール35及びスリーブ36によって固定部材が構
成され、そのスリーブ36の第２の取付面がキャップ32の
第１の取付面に接触し、これらの第１及び第２の取付面
箇所が溶接にて接着されるようになっている。

上記構成の組立装置を用いて、光結合器26の組み立て
は第７図に示すようになされる。第７図は光結合器26の
組み立て方法を示す断面図である。

先ず、予め組み立てられた第１の光結合部27を、ヘッ
ダ31を下方にして治具37に固定する。次いで、キャップ
32の第１の取付面上にスリーブ36の第２の取付面が完全
に接触するように第２の光結合部28を載置する。

次に、フェルール35を光軸調整アーム21の把持部22で
挾持し、第２の光結合部28を把持する。このときフェル
ール35は、受け部22−１及び押え部材22−２の溝23−1,
23−２にそれぞれ設けられたナイフエッジ部24−1,24−
２の先端によって揺動自在に挾持される。それ故、仮に
光軸調整アーム21が幅方向に微小角度θだけ傾斜してい
たとしても、第２の光結合部28に傾斜を与えず、キャッ
プ32の第１の取付面にスリーブ36の第２の取付面が完全
に接触し得る状態を保持したまま第２の光結合部28を把
持することができる。同様に光軸調整アーム21に長さ方
向の傾斜を生じていたとしても、第２の光結合部28を傾
斜させることなく把持することができる。

その後、第２の光結合部28を把持した光軸調整アーム
21を、XYZ調整ステージ25によって、X,Y,Z軸方向に移動
させ、第１の光結合部27に対する光軸調整を行う。

光軸調整終了後、図中Ｃで示すキャッブ32の第１の取
付面とスリーブ36の第２の取付面との接触箇所を例えば
YAGレーザ等により溶接固定する。この際、第２の光結
合部28には傾斜が生じていないので、キャップ32の第１
の取付面とスリーブ36の第２の取付面との間に傾斜間隙
部が発生することはない。従って、溶接固定時に第１及
び第２の光結合部27,28に角度ずれを生じることはな
く、結合効率の劣化を防止することができる。

以上のように本実施例においては、光軸調整アーム21
の把持部22にナイフエッジ部24−1,24−２を形成したこ
とにより、光軸調整アーム21に如何なる方向の傾斜が存
在しても（つまり、光軸調整アーム21が傾いた状態であ
っても）、角度ずれを生じることなく、結合効率の高い
光結合器26を得ることができる。また、光軸調整アーム
21のみならず、治具37もしくはこれに固定された第１の
光結合部27に傾斜が存在するような場合であっても、角
度ずれのない高結合効率の光結合器26を得ることが可能
となる。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず種々の変形
が可能であり、例えば次のような変形例が挙げられる。

（１）第１図（ａ），（ｂ）及び第６図においては、把
持部22の受け部22−１及び押え部材22−２にそれぞれ半
円状の溝23−1,23−２を形成し、それぞれにナイフエッ
ジ部24−1,24−２を形成するものとしたが、これに限定
されるものではない。例えば、把持部22を従来と同様に
Ｖ溝と押え部材によって構成し、それぞれにナイフエッ
ジ部を形成してもよい。また、押え部材22−２の締め付
けはねじ22−３によらず、例えばクリップやスプリング
等を利用して行うことも可能である。

（２）第１及び第２の光結合部27,28が第１図（ａ），
（ｂ）に示される以外の構成から成る光結合器に対して
も、本発明の適用が可能である。例えば第１の光結合部
27は発光ダイオード、光変調器或は光増幅器等によって
構成されるものであってもよい。また、第２の光結合部
28は、例えば半導体基板等に形成された光導波路等から
成るものでもよい。

（３）第１及び第２の光結合部27,28はYAGレーザを用い
て溶接固定するものとしたが、半田付け部の他の固定方
法を用いることも可能である。

（４）光軸調整アーム21が取り付けられるXYZ調整ステ
ージ25及び治具37の形式、構造及び形状等は図示のもの
に限定されず、実状に応じたものを用いることができ
る。また、XYZ調整ステージ25に代えて他のものを用い
てもよい。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、光軸調
整アームに、揺動可能であってかつ固定部材を着脱自在
に挾持するナイフエッジ部を設けたので、前記光軸調整
アームに如何なる傾斜が存在しても（つまり、光軸調整
アームが傾いた状態であっても、固定部材を傾斜させる
ことなく揺動自在に挾持することができる。それ故、筐
体及び固定部材を光軸の角度ずれが生じないように固定
することが可能となる。

また、筐体の第１の取付面側に傾斜が存在するような
場合であっても、この傾斜に合わせて固定部材の第２の
取付面も傾斜して筐体の第１の取付面に接触するので、
これらの第１と第２の取付面間に間隙が発生せず、これ
らの第１及び第２の取付面箇所における良好な溶接が可
能となる。それ故、光源と光ファイバとの間の光軸の角
度ずれを防止することができる。

従って、前記光軸の角度ずれに起因する結合効率の劣
化が確実かつ容易に防止され、高結合効率を有する光結
合器が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）は本発明の実施例の光軸調整アー
ムを有する組立装置を示し、同図（ａ）はその平面図及
び同図（ｂ）はその側面図、第２図（ａ），（ｂ）は従
来の光軸調整アームを有する組立装置を示し、同図
（ａ）はその平面図及び同図（ｂ）はその側面図、第３
図は長さ方向に傾斜を生じた従来の光軸調整アームを有
する組立装置の側面図、第４図は幅方向に傾斜を生じた
従来の光軸調整アームを有する組立装置の正面図、第５
図は光結合器の角度ずれに対する結合効率変動曲線を示
す図、第６図は第１図（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図、第
７図は第１図（ａ），（ｂ）の組立装置を用いた光結合
器の組み立て方法を示す断面図である。 21……光軸調整アーム、22……把持部、22−１……受け
部、22−２……押え部材、24−1,24−２……ナイフエッ
ジ部、26−光結合部、27,28……第1,第２の光結合部、2
9……半導体レーザ素子、30,33……ボールレンズ、31…
…ヘッダ、32……キャップ、35……フェルール、36……
スリーブ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方向に光を出射する光源が内部に収容
され、該所定方向に対して垂直方向に設けられた金属製
の第１の取付面に、該光源の出射光を透過させる窓が形
成された筐体と、前記光源の出射光が入射する光ファイバの端部外周を把
持し、該光ファイバの端部の中心軸に対して垂直方向に
設けられた金属製の第２の取付面を有する固定部材と
を、光軸調整を行った後に溶接にて接着する光結合器用組立
装置において、前記筐体を固定する治具と、前記光ファイバの端部の中心軸に対して傾斜する方向に
揺動可能なように前記固定部材の外側面を着脱自在に挾
持するナイフエッジ部を有し、該ナイフエッジ部で挾持
される前記固定部材を前記所定方向及びこれに対して垂
直方向に移動させて該固定部材の第２の取付面を前記筐
体の第１の取付面に接触させ、前記光源と前記光ファイ
バとの光軸を一致させた後に該第１と第２の取付面を溶
接にて接着させる光軸調整アームとを、備えたことを特徴とする光結合器用組立装置。