JP2661514B2 - 光ファイバ導入部の気密封止構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ通信で用いら
れる光ファイバ導入部に係わり、特にその気密封止構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光デバイスは、光半導体素子やレンズあ
るいはプリズム等の光学素子を内蔵しているのが一般的
である。通常の場合、これらの光デバイスはパッケージ
やホルダの中に収納されている。このうち、特に光半導
体素子やＬＮ（ニオブ酸リチウム）光導波路等の部品は
湿気によってそれらの特性が劣化するという問題があ
る。そこでこれらの素子については、パッケージやホル
ダを気密構造として特性を維持できるようにしている。

【０００３】一般にパッケージ本体と蓋の気密封止を行
う際には、金属パッケージを使用するか、あるいはセラ
ミックパッケージに封止用金属板がロウ付けされている
ものを使用すると、パッケージと蓋との間で抵抗溶接等
のシーム溶接を適用することができる。このシーム溶接
を行うことによって、光デバイス内の素子の特性に影響
を及ぼすことのない１０^-8atm ・cc/sec. 程度の十分な
気密度を保つことができる。しかしながら、光ファイバ
とパッケージを接続する光ファイバ導入部については、
光ファイバの材質がガラスであるのでシーム溶接を直接
適用することができない。

【０００４】そこで、従来ではこの部分については接着
剤等の樹脂を用いて光ファイバを固定していた。また、
特開平２−２４４０１１号公報に開示されているよう
に、パッケージに気密封止されたガラス管に光ファイバ
素線を通して、この光ファイバ素線の外周を溶融して気
密融着部にするといった工夫が行われていた。

【０００５】図５は、接着剤を使用して光ファイバを固
定した光ファイバ導入部の気密封止構造の一例を表わし
たものである。ステム１１の上部には放熱基板１２が固
定されており、この上にまず半導体レーザ１３が実装さ
れる。この後、ステム１１にキャップ１４が被せられ、
キャップ周縁部１５とステム１１がシーム溶接されてこ
れらの間の気密封止が行われる。光ファイバ１６を通す
貫通孔を設けた所定長の金属パイプ１７に、接着剤１８
で光ファイバ１６とその保護被覆１９を気密封止固定す
る。金属パイプ１７と光ファイバ１６の接着では、光フ
ァイバ１６の剥き出し部が外部に露出しないように注意
する必要がある。このために、保護被覆１９まで接着剤
１８で固めて、光ファイバ１６の剥き出し部を保護して
いる。なお、保護被覆１９の他端には光コネクタ２１が
取りつけられている。

【０００６】光ファイバ１６を気密封止固定した金属パ
イプ１７は、キャップ１４の上部中央に設けられたキャ
ップ開口部２２に通される。そして、半導体レーザ１３
と光学的に接続する位置に光ファイバ１６の先端が位置
決めされる。この後、金属パイプ１７とキャップ開口部
２２を半田または接着剤２４で気密封止するようになっ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通信用の光
ファイバは石英ガラスを材料としているため脆性が高
く、剥き出しの状態で扱うと非常に折れやすい。このた
め、光ファイバの剥き出し部が外部に露出しないように
しなければならない。図５に示した従来の気密封止構造
では、金属パイプ１７に保護被覆１９ごと接着剤１８で
光ファイバ１６を固定し、これにより光ファイバ１６の
剥き出し部を保護する構造となっている。しかしなが
ら、このような従来の気密封止構造では、接着剤１８の
流れ出しや気泡の混入による熱応力で光ファイバ１６が
折れる場合がある等の問題が発生し、作業性や信頼性の
上で問題となった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光ファイバ導入部の気密封止構造を、（イ）凹部を
ほぼ中央部分に配置しその凹部内からレーザがわずかに
突出するような形で収容されたパッケージと、（ロ）こ
のパッケージに封着して内部の気密封止を行うための平
板状の蓋と、（ハ）パッケージにおける凹部の部分をく
り抜いた形となっていて蓋との接合面に貼り付けられる
弾性材からなる第１のシート材と、（ニ）凹部の部分を
くり抜いた形となっていて蓋におけるパッケージとの接
合面に貼り付けられる弾性材からなる第２のシート材
と、（ホ）第１のシート材の上に貼り付けられ凹部の部
分をくり抜くと共にパッケージの外部からレーザの方向
に所定幅の直線状のファイバ溝を形成され、表面に接着
剤を塗布した弾性材からなる第３のシート材と、（ヘ）
第２のシート材の上に貼り付けられ凹部の部分をくり抜
くと共に第３のシート材のファイバ溝に対向する位置に
所定幅の直線状のファイバ溝を形成され、表面に接着剤
を塗布した弾性材からなる第４のシート材と、（ト）パ
ッケージ内のレーザと光学的に接続され、第３および第
４のシート材のファイバ溝の内部にその保護被覆を配置
しており、蓋がパッケージに被せられ加圧された状態で
第１から第４のシート材によって挟み込まれこれらの表
面と接着する光ファイバとを具備することを備えた構造
としている。

【０００９】また、特開平２−２４４０１１号公報に記
載された技術では、ガラス管と光ファイバ素線とを熱融
着して気密封止するようにしている。このため、ガラス
管の内径を光ファイバの外径よりもわずかに大きくし、
ガラス管に光ファイバ素線を通すようにしなければなら
ず、その工程中に光ファイバが破損しやすいという問題
があった。また、熱融着するときの温度の影響で光ファ
イバが劣化するおそれもあった。

【００１０】そこで本発明の目的は、簡単な構造で光フ
ァイバを気密封止することのできる光ファイバ導入部の
気密封止構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）光ファイバ導入部の気密封止構造を、凹部を
ほぼ中央部分に配置しその凹部内からレーザがわずかに
突出するような形で収容されたパッケージと、（ロ）こ
のパッケージに封着して内部の気密封止を行うための平
板状の蓋と、（ハ）パッケージにおける凹部の部分をく
り抜いた形となっていて蓋との接合面に貼り付けられる
と共にその表面に接着剤を塗布した弾性材からなる第１
のシート材と、（ニ）凹部の部分をくり抜いた形となっ
ていて蓋におけるパッケージとの接合面に貼り付けられ
ると共にその表面に接着剤を塗布した弾性材からなる第
２のシート材と、（ホ）パッケージ内のレーザと光学的
に接続され、前記第１のシート材上にその保護被覆を配
置しており、前記蓋がパッケージに被せられ加圧された
状態で第１および第２のシート材によって挟み込まれこ
れらの表面と接着する光ファイバとを備えた構造として
いる。

【００１２】すなわち請求項１記載の発明では、半導体
レーザ等のレーザを内蔵するパッケージと、これと気密
封止を行うための蓋の重なり合わされる部分に、第１〜
第４のシート材を２つずつ張り付けるようにしている。
第１のシート材の上にはファイバ溝が形成された第３の
シート材が重ねられており、第２のシート材の上にはフ
ァイバ溝が形成された第４のシート材が重ねられてい
る。第３のシート材と第４のシート材の表面には接着剤
が塗布されている。したがって、パッケージ側の第１の
シート材の上の第３のシート材のファイバ溝に光ファイ
バを収容した状態で、この第３のシート材に第４のシー
ト材が互いにファイバ溝の位置を一致させるようにして
張り合わせるように、パッケージの上に蓋を被せ、蓋の
上から加圧することによって弾性材としての第１〜第４
のシート材が光ファイバを包み込むように接着する。こ
れにより、簡単な構造で光ファイバ導入部の気密構造を
実現することができる。

【００１３】なお、第１および第２のシート材に塗布さ
れた接着剤は光ファイバを挟み込んだ状態で硬化するも
のであれば、光ファイバが確実に固定され、保護される
ことになる。また、パッケージと蓋のそれぞれに貼り付
けられるシート材は、それぞれ１枚構成のものである必
要はなく、複数枚が貼り合わせて構成されていてもよ
い。更に第１および第２のシート材は光ファイバおよび
その保護被覆の配置される位置にこれらを収容するため
の溝が形成されていてもよい。シート材が複数枚で構成
されている場合には、その一部のシート材がスリット状
に切り取られていれば、シート材全体として溝が形成さ
れることになる。

【００１４】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例における光ファイ
バ導入部の気密封止構造について蓋を固定する前の状態
を表わしたものである。やや厚い板状のパッケージ３１
は中央よりやや一方向に偏った位置に凹部３２を有して
おり、その周囲はやや幅の広い縁部を構成している。縁
部には、その形状に合わせた第１の接着シート３４が接
着されている。凹部３２の内部には放熱基板３５が取り
つけられており、その上部には半導体レーザ３６が実装
されている。光ファイバ３７は保護被覆３８から所定長
だけ剥き出されており、パッケージ３１の長手方向に配
置され、かつその先端部分は半導体レーザ３６と光学的
に接続する位置に位置決めされている。保護被覆３８の
光ファイバ３７側の端部は、第１の接着シート３４の最
も幅の広い部分の上に軽く接着されている。蓋４１はパ
ッケージ３１の底部と同一形状をした長方形の平板で、
その一方の面には凹部３２に対応する部分が切り抜かれ
た第２の接着シート４２が接着されている。第２の接着
シート４２の一部を切り抜いたのは、半導体レーザ３６
がこのシートと接触しないようにするためである。

【００１６】このよう構造の光ファイバ導入部の第１お
よび第２の接着シート３４、４２の表面にはそれぞれ接
着剤が塗布されている。この状態で、パッケージ３１に
蓋４１を重ね合わせ、その上から押さえつけて、第１お
よび第２の接着シート３４、４２を圧接する。第１およ
び第２の接着シート３４、４２は共にやや厚みがある弾
性に富んだシート材から構成されている。したがって、
第１および第２の接着シート３４、４２の圧接が行われ
ると、光ファイバ３７および保護被覆３８の部分でこれ
らの接着シート３４、４２が変形し、光ファイバ３７お
よび保護被覆３８と隙間のないように密着する。

【００１７】図２はこの圧接の状態を接着シートの部分
について表わしたものである。光ファイバ３７を挟んで
２枚の接着シート３４、４２が加圧力Ｐを加えられてお
り、これらの接着シート３４、４２が弾性変形によって
光ファイバ３７に密着しつつある状態が示されている。
第１および第２の接着シート３４、４２に塗布された接
着剤は、これらの接触によって硬化する性質をもってい
る。したがって、第１および第２の接着シート３４、４
２の圧接が行われると、接着剤が硬化し、気密封止と光
ファイバ３７の保護が同時に行われることになる。

【００１８】変形例

【００１９】図３は、本発明の変形例としての光ファイ
バ導入部の気密封止構造を表わしたものである。図１と
同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を
適宜省略する。この変形例で板状のパッケージ３１の表
面には、その凹部３２に対応する位置をくり抜いた形で
同一形状の第１および第２の接着シート５１、５２が重
ねられた状態で接着されている。また、蓋４１にも、凹
部３２に対応する部分が切り抜かれた第３および第４の
接着シート５３、５４が重ねられた状態で接着されてい
る。この変形例では、第２の接着シート５２における光
ファイバ３７の配置される位置には、予めファイバ溝５
６が形成されている。また、第４の接着シート５４の対
応する位置にもファイバ溝５７が形成されている。

【００２０】このような光ファイバ導入部の気密封止構
造を完成するためには、図３のパッケージ３１の凹部３
２に半導体レーザ３６を収納する。次に第１の接着シー
ト５１をパッケージ３１に貼り付け、この上に第２の接
着シート５２を貼り付ける。光ファイバ３７は、パッケ
ージ３１に貼り付けた第２の接着シート５２のファイバ
溝５６の形状にあわせて保護皮膜３８から剥き出しにし
ておく。

【００２１】光ファイバ３７の先端部分を半導体レーザ
３６と光学的に接続する位置に位置決めしたら、パッケ
ージ３１に第２の接着シート５２と第３の接着シート５
３が重なるように蓋４１を被せる。そして、この状態で
蓋４１の上から加圧し光ファイバ３７に対する気密封止
を行う。

【００２２】図４は、図２に対応するもので蓋を上から
加圧した場合の接着シートと光ファイバの関係を表わし
たものである。この変形例では合計４枚の接着シート５
１〜５４を使用している。したがって、第３の接着シー
ト５３の方から加圧力Ｐが加えられると、接着シート５
１〜５４の変形によってファイバ溝５６、５７内に配置
されている光ファイバ３７はこれらと密着するようにな
る。図４ではこの密着が行われる前の状態を表わしてい
る。第２および第４の接着シート５２、５４の表面の接
着剤がこの状態で硬化すると、気密封止と光ファイバ３
７の保護とが同時に行われることになる。

【００２３】この変形例に示したように２枚ずつ接着シ
ート５１〜５４を重ね、これらのそれぞれ１枚の接着シ
ート５２、５４にファイバ溝５６、５７を形成する代わ
りに、やや厚みのある接着シートを１枚ずつ使用し、こ
れらにファイバ溝を予め形成しておくようにしてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、パッケージに半導体レーザと光ファイバを
固定した後に蓋を被せ、その上から圧力をかけるという
簡単な作業で、光ファイバ導入部の気密封止構造が実現
する。しかも、パッケージにおける凹部の部分をくり抜
いた形の第１〜第４のシート材を使用するので、パッケ
ージ側に光ファイバを取り付けるための窪みや溝を設け
たり、貫通穴を設ける必要がなく、光ファイバをこれら
に埋め込んだり貫通させる等のファイバの取り回しを行
う必要がなく、光ファイバ導入部の気密封止構造が極め
て単純化する。また、自動化に適した構造を実現するこ
とができる。更に、シート材により光ファイバの剥ぎ出
し部を直接扱うことがなく、取扱性を損なうことがな
い。また、光ファイバと金属パイプ、金属パイプとパッ
ケージ、パッケージと蓋といった複数箇所に気密を行う
従来の構造と比べて一箇所だけですべての気密封止を行
うことができるので、気密封止にかかる工程を少なくす
ることができ、製造の際の作業性が向上する他に、量産
性と低価格化の効果がある。しかも、第３および第４の
シート材には予めファイバ溝が設けられているので、こ
れらのファイバ溝に収容されるように光ファイバを配置
すればよく、光ファイバの位置が正確に定まるので、レ
ーザとの光学的な接続が良好に行われるという効果もあ
る。

【００２５】また、請求項２記載の発明によれば、接着
剤が光ファイバを挟み込んだ状態で固化するので、気密
と同時にその位置を固定し保護することができるという
効果がある。

【００２６】更に、請求項３記載の発明によれば、シー
ト材を複数枚の接着シートで構成したので、十分な厚さ
でかつ弾性に富んだシート材を実現することができ、光
ファイバの気密性を簡易に実現することができる。

【００２７】また、請求項４記載の発明によれば、シー
ト材における光ファイバの配置される位置に溝を形成し
たので、パッケージ上で光ファイバを固定しやすく自動
化が容易であるという利点がある。また、パッケージに
蓋を被せて加圧したとき、光ファイバおよびその保護被
覆の周囲にシート材を密着させやすいという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例においてパッケージに蓋を被
せる前の光ファイバ導入部の気密封止構造を表わした斜
視図である。

【図２】本実施例で蓋を被せて加圧する状態における接
着シートと光ファイバの関係を示した要部断面図であ
る。

【図３】本発明の変形例においてパッケージに蓋を被せ
る前の光ファイバ導入部の気密封止構造を表わした斜視
図である。

【図４】この変形例で蓋を被せて加圧する状態における
接着シートと光ファイバの関係を示した要部断面図であ
る。

【図５】接着剤を使用して光ファイバを固定した光ファ
イバ導入部の従来の気密封止構造の一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

３１ パッケージ ３６ 半導体レーザ ３７ 光ファイバ ３８ 保護被覆 ４１ 蓋 ３４、４２、５１〜５４ 第１〜第４の接着シート ５６、５７ ファイバ溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹部をほぼ中央部分に配置しその凹部内
   からレーザがわずかに突出するような形で収容されたパ
   ッケージと、 このパッケージに封着して内部の気密封止を行うための
   平板状の蓋と、 前記パッケージにおける前記凹部の部分をくり抜いた形
   となっていて前記蓋との接合面に貼り付けられる弾性材
   からなる第１のシート材と、 前記凹部の部分をくり抜いた形となっていて前記蓋にお
   ける前記パッケージとの接合面に貼り付けられる弾性材
   からなる第２のシート材と、前記第１のシート材の上に貼り付けられ前記凹部の部分
   をくり抜くと共に前記パッケージの外部から前記レーザ
   の方向に所定幅の直線状のファイバ溝を形成され、表面
   に接着剤を塗布した弾性材からなる第３のシート材と、 前記第２のシート材の上に貼り付けられ前記凹部の部分
   をくり抜くと共に第３のシート材の前記ファイバ溝に対
   向する位置に前記所定幅の直線状のファイバ溝を形成さ
   れ、表面に接着剤を塗布した弾性材からなる第４のシー
   ト材と、 前記パッケージ内のレーザと光学的に接続され、前記第
   ３および第４のシート材の前記ファイバ溝の内部にその
   保護被覆を配置しており、前記蓋が前記パッケージに被
   せられ加圧された状態で前記第１から第４のシート材に
   よって挟み込まれこれらの表面と接着する光ファイバと
   を具備することを特徴とする光ファイバ導入部の気密封
   止構造。