JP2728281B2 - 光ファイバ装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも１つの他の光学的構成部材と組
み合わされる光ファイバを含む光学的装置、或いはその
パッケージ（packages）及びそれら装置の製造方法に関
し、特に光ファイバが他の構成部材に対し整列（アライ
ンメント）されて固定されている装置及びその整列並び
に固定（fixation）を達成するための方法に関するもの
である。

この種の光学的装置においては、度の構成部材と光フ
ァイバとを正確に整列させることの重要性はよく知られ
ている。トランスミッタ（transmitter）やレシーバ（r
eceiver）のような光電子装置において、例えばレーザ
ーやレシーバ・チップに対する光ファイバのアラインメ
ントは光エネルギーの最適な光結合（optimum couplin
g）を得るために必要である。特にトランスミッタにお
いて正しい光結合はレーザーを最少の電流で作用させる
ことができ、又それによってレージング中に発生する熱
を低減し、レーザーの寿命を延長させ得ることは事実で
ある。レーザーからの伝達熱がもたらす熱膨脹の問題も
又、最少となり、さらにその他の適応例として電子冷却
の必要性を排除することによってパッケージのコストを
低減することができる。

組立構造的には、光ファイバはレーザーとの最適な光
結合を得るために直交座標（three coordinates）にお
いて整列させねばならないばかりでなく、この整列は堅
固に固定されねばならず、又その固定中、或いはその後
の過程において収縮による変形は禁物である。シングル
モードの光ファイバを例にとれば、その最終的アライメ
ントは一般に、ファイバの半径方向に対し±1/2マイク
ロメータ以内、軸方向に対しては１〜２マイクロメータ
以内でなければならないとされている。

溶接接合部（joints）に堅固さと長期耐久性を具備さ
せるためには、一般に上記整列の固定化が望まれる。し
かしながら冷却時における溶接部の収縮は、寸法安定性
がマイクロメータの範囲で問われるような場合におい
て、特に考慮するべき要素とされている。

また更に、構成部材が極めて小さい（典型的なトラン
スミッタ・パッケージは6mm×7mm×3mmオーダである）
ために、ファイバの整列に先き立ってなされる光電パッ
ケージの接合（bond）が何等阻われること無しに上記の
溶接を成し遂げることは重要である。レーザー・トラン
スミッタ・パッケージの製造において、これらの整列と
固定の作業は、便宜上レーザーを操作し光を放射するこ
とによって行われる。このような状態下で、レーザーに
よる逆の効果を避けるために溶接の作業によってレーザ
ーの温度が上昇しないようにすることは重要である。

従来、例えばレーザーのような過敏な構成部材を組み
込んだパッケージにおいて、上記部材は周囲の環境を保
護しこれと隔絶するように密封シールされている。この
ようなパッケージ内への光ファイバの連結は，適当なフ
ィードスルー（feed through）接続により行わるのが通
例となっている。その組立構造として先ず、ファイバは
このフィードスルー内に挿入され、かつフィードスルー
はパッケージに固定される。そしてパッケージ内におけ
るファイバ部分は、レーザー若しくは他の構成部材と整
列され、別れて適所に固定される。その組立技術の一つ
として、例えば米国特許4615031によれば、パッケージ
内でファイバを溶融した定着クランプによって上記整列
を固定化することが開示されている。

本発明の一つの目的は、光ファイバの整列および固定
を容易にし、かつ上述の問題を低減し解消し得る構造を
備えた新規な光ファイバ・アセンブリを提供することに
ある。

さらに本発明の他の目的は、光ファイバのアライメン
トを必要とする装置の製造方法を提供することにある。

従って本発明においては、端部がフィードスルー部材
に固定された光ファイバと、その上にマウントされた光
学的部材とその中に開口部が設けられた壁部材とを有
し、上記光ファイバの端部が上記開口部に延在し且つ上
記光学的部材と光学的結合関係に整列されている光学的
部材の支持台と、さらに上記光学的部材に対する上記フ
ァイバ端部の最初の整列を確保する第１の整列手段と、
その後、次の整列を確保する第２の整列手段とを具備
し、上記整列手段は上記壁部材とフィードスルー部材の
双方に対する固定が行われ、第１の整列手段は光学的部
材に近い位置でフィードスルー部材に固定され、第２の
整列手段は光学的部材から比較的大きく離れた位置でフ
ィードスルー部材に固定されるようにした光ファイバ・
アセンブリを提供するものである。

そして好ましくは、上記第１、第２の整列手段は上記
フィードスルー部材の周囲を囲むように延出する第１、
第２のブッシング部材を含み、又これらブッシング部材
は上記光学的部材から離れて対面する壁部材の側に固定
されていることが便利である。上記装置の構造の利点は
それ以外にも、ファイバのフィードスルーが光学的部材
の支持台に固定され、そして上記整列が同時に光学的結
合関係を達成することができることにある。

また、上記構造は整列手段が行われる時にレーザ溶接
の収縮によって起きるゆがみの問題を低減することにも
極めて適合している。この２つの連続して行われる整列
手段、好ましくはブッシング部材の設備は、整列を最初
は比較的粗めに行わせ、その後必要に応じて第１の整列
を僅かに変形させ細かく調整することが可能である。第
２の整列手段は、第１の整列手段よりも上記光学的部材
から離れた位置でのフィードスルー部材に行われる。従
って、第２の整列手段の固定がなされる時に起り得るど
のような小さいゆがみも効果的にスケールダウンされ、
光学的結合関係は際立って乱されることがない。

上記構造は、この光ファイバ アセンブリが半導体レ
ーザーである場合において重要な適用性を有するもので
ある。

好ましい実施例として第１の整列手段は、一端にフラ
ンジを有し、該フランジから延出する胴部を有するスリ
ーブスプールを含むものであり、上記フランジは壁部材
に、胴部はフィールドスルー部材にそれぞれ固定され
る。また、好ましくは上記胴部は薄壁で構成し、胴部の
縁よりもむしろこの壁部分を通してなされる溶接により
フィードスルー部材に固定される。

これらの事情の基において発明者は次のことに気づい
た。すなわち、溶接に伴う収縮はいずれも実質的に半径
方向（radially）に起きること。そしてもし仮に、それ
らの溶接が同時に行われ、かつ半径方向にバランスされ
るのであれば、X,Y軸における第１列によるゆがみの可
能性は、際立って減ずることができること。また、第２
の整理手段の固定前における上記整列の再調整の必要性
は、その結果として同様に低減される。

従って、もう一つの観点から本発明は、フィードスル
ー部材に固定される端部を有する光ファイバと、その中
に開口部が設けられた壁部材を有し、且つ光学的部材が
マウントされた光学部材の支持台とを具備する光学的結
合関係に整列並びに固定を行う方法を提供するものであ
り、上記方法は以下の工程（steps）から構成される。

（ａ）上記フィードスルー部材における光ファイバの端
部を上記開口部に位置させ、光ファイバを光学的部材と
光学的結合関係に整列させる工程。

（ｂ）上記壁部材に第１の整列手段を固定（secure）す
る工程。

（ｃ）上記光学的部材に近い第１の固定部位において上
記フィールドスルー部材に上記第１の整列手段を固定す
る工程。

（ｄ）光学的結合関係をチェックして上記ファイバを再
度整列させ、必要なら上記第１の固定部位よりも光学的
部材から離れた位置で適切なるてこ力（leverage force
s）を適用し、それによって上記光学的関係を回復させ
るために第１の整列手段による固定を歪ませる工程。

（ｅ）上記壁部材に第２の整列手段を固定する工程。

（ｆ）上記光学的部材と第１の固定部位から離れた第２
の端末固定部位においてフィードスルー部材に第２の整
列手段を固定する工程。

便宜的に上記工程はレーザ溶接を含み、好ましくはこ
のレーザ溶接は、溶接の収縮によって誘発させる上記光
学的結合関係の乱れを低減するように上記フィードスル
ー部材の周りで半径方向にバランスされる。

上記光学的結合関係はチェックされ、又上記整列は各
工程の前に再調整される。

工程（ｄ）において述べた通り、てこの適用によっ
て、あらかじめ形成された接合部に適用される力は効果
的にコントロールされ、最適な光学的結合を回復するよ
う上記接合部に弾性的かつ塑成的に歪みを与えることを
より容易にする。さらに挺子の先端における大きな動き
はファイバの端部により小さな動きを生じさせ、このギ
ヤダウン効果（gearing−down effect）は再度の整列処
理の正確さを有利に改善させる。

本発明の実施の態様については、具体的な実施例に基
き添付の図面を参照してより詳細に述べる。

第１図は本発明による光電装置、即ちトランスミッタ
で、第２図のＡ−Ａ線により部分的に断面した拡大正面
図、第２図は光学的構成部材の内部を示すためその蓋部
を取り除いた上記装置の平面図、第３図は本発明の方法
を実施するための装置を概略的の示す正面図、第４図は
第３図の装置に使用されるビーム及びクランプの斜視
図、第５図は本発明の方法に組み込まれる装置を保持す
る取付台を動かすため第３図の装置に使用されるマイク
ロマニピュレーティング・ステージの斜視図、第６図は
上記方法の固定工程におけるレーザ溶接に使用されるレ
ーザ光学装置をマウントするトラバーサ（運搬器）の斜
視図、第７図は本発明の方法を成し遂げるための装置を
自動制御するコントロールシステムの概略的構成的、第
８図は本発明による第１整列手段を構成するスリーブス
プールを一部切除した拡大正面図、第９図は本発明の他
の実施例における固定工程を示し、第10図はさらに他の
実施例における固定工程を示すものである。

ここで第１図と第２図を参照する。第１図は光電パッ
ケージ100の一部断面拡大正面図で、便宜的にトランス
ミッタとして形成されたものについて示されており、第
２図はその平面図である。

パッケージ100のベース１は内部台座13を有し、これ
はベースと一体に形成されてもよい。ゴールパッド２は
上記台座13の上面に熱圧着されている。レーザー６がダ
イアモンドヒートシンク５に固定され、このヒートシン
ク５はゴールドパッド２に固定されている。台座13には
温度センサ３及び光検出器７が設けられている。パッケ
ージは前壁４及び後壁44が第１図に示された壁フレーム
で包囲され、電気的接続は上記フレームの側壁に設けら
れたリード線17によりなされている。又パッケージの上
側は蓋体12によってシールされている。光ファイバのピ
ッグテイル14はその端部がフィードスルーチューブ９に
クリンプ15により取付けられており、かつレーザー６と
光学的結合関係をもって上記パッケージに固定されてい
る。好適なる形のフィードスルーチューブの構造につい
ては、本発明と同一出願人の1986年12月５日付け出願に
係わる優先権主張の英国特許出願第8629158号（copendi
ng）中により詳細に開示されている。

上記フィードスルーチューブ９内において、光ファイ
バ・ピッグテイルはファイバ16自身を露出させるために
取り除かれた内外緩衝層を有する。ファイバ16には通常
のようにレンズ端末が設けられている。フィードスルー
チューブ９はその内端部が絞り込まれてスリーブスプー
ル10内に嵌合されており、このスリーブスプール10はこ
の実施例において第１の整列手段として作用する。又上
記チューブ９の外方大径部は、この場合、第２の整列手
段として設けられているチューブラ・フランジド・ブッ
シング11内に固定されている。光ファイバ16は上記チュ
ーブ９の絞り込み部内にガラスシール８を介して支持さ
れており、フィードスルーチューブ９の端部は前壁４の
大径孔18を貫通し、ファイバ16の端のレンズ端部がレー
ザー６の活性面から、約、.008〜.010インチの位置に配
置されている。

チューブ・フランジド・ブッシング11は、一端が前壁
４に、他端がフィードスルーチューブ９に密閉状態で封
止（シール）されており、又上記ブッシング11のフラン
ジ25はシーム溶接のための材料となっている。スリーブ
スプール10は前壁４に締着（又は、封止でも可）され、
又そのウエスト部においてフィードスルーチューブ９に
締着（又は、封止でも可）されている。上記ガラスシー
ル８はフィードスルーチューブ９内で光ファイバ16を封
止している。クリンプ15によってフィードスルーチュー
ブ９内に取付けられている光ファイバ・ピッグテイル14
の外端部は、さらに熱収縮チューブ或いはエポキシ或い
は同等のシール材（いずれも不図示）によってさらに封
止することができる。

第３図は前記トランスミッタ・パッケージ100をアセ
ンブリ、又特に上記パッケージ中の、フィードスルーチ
ューブ９中の光ファイバを整列、固定、シールさせるた
めの装置200の構成を概略的に示すものである。この装
置において、フィードスルーチューブ９中の光ファイバ
は電気的に活性する装置、即ちレーザー６に対し実質的
に最適な光結合関係で整列され、そのような状態で固定
される。さらにフィードスルーチューブ９は前壁４に都
合よく気密にシールされる。

装置200は周囲の振動から機械類を隔離するよう耐震
的に設けられるベース201を特徴とする。ビーム202はベ
ースの上方に支持され、フィードスルークラン203を支
持し、光ファイバ・ピグテイル14に予め取付けられたフ
ィードスルーチューブ９を保持しており、このフィード
スルーチューブ９はクリンプ15近くで上端がクランプさ
れている。

ビーム202とクランプ203は第４図に詳細に示されてお
り、クランプ203はレバー機構224によって操作されるセ
ンターオーバークランプであり、その操作は従来法によ
り例えばエアーコントロール・アクチュエータ（不図
示）を使用して自動化することができる。

第３図に戻り、部分的にアセンブリされたパッケージ
（ベース１、前壁４を有するフレーム、そのレーザー６
のみが図示されている光電構成部材）は整列され接続取
付具223にクランプされており、この取付具はレーザー
６に電気的接続を提供すると共に、上記フレームを垂直
に配列保持する。さらにこの接続取付具223自体は、４
つの自由度を持つマニピュレーティング・アセンブリ20
8上に設けられている。またこれは、水平なX,Y方向、垂
直なＺ方向及びＺ軸周りのφを制御するマイクロマニピ
ュレータの４つのステージ209,210,211,212によって構
成されている。フィードスルーチューブ９はクランプ20
3によって静止して保持され、一方、パッケージ100は所
定の整列を達成するようにステージ上で操作される。

マニピュレーティング・アセンブリ208は第５図に示
される如く、ベース201が振動防止装置上にマウントさ
れた花こう岩の剛性を有する厚板であり、φ回転ステー
ジ209はベースに取着されＹ移動ステージ211を支持して
おり、Ｙステージ211はモータ226で駆動されると共に、
その位置は光学エンコーダ又はディジタル・レングス・
ゲージ227によって監視される。同様の装置により、上
記回転ステージ209の駆動及び位置の監視も行われる
が、第５図には示されていない。

Ｘ移動ステージ212はＹステージ211上に支持され、モ
ータ（不図示）によって駆動されると共に、その位置は
光学エンコーダ228によって監視される。また、Ｚ移動
ステージ210はＸ移動ステージ上にマウントされ、他の
モータ（レバー機構）224によって駆動されると共に、
その位置は光学コーダ225で監視される。パッケージ100
を保持する取付具223はＺ移動ステージ210上にマウント
され、手動或いは自動で適切に操作される。

第３図に戻り、レーザ溶接の光学コリメータ205,206,
207（参照：第７図）は、マニピュレーティング・アセ
ンブリ208の回転Ｚ軸の周りに120度間隔で配設されてお
り、フィードスルーチューブ９内のファイバの垂直軸
は、Ｚ軸と整列される。上記のコリメータ205,206,207
は、垂直Ｚ方向の動きが制御されるマイクロマニピュレ
ータ・ステージ213,214,215の上にマウントされてい
る。

第６図には光学コリメータ205及びそれと連動するマ
イクロマニピュレータ・ステージ213が示されている。
他のコリメータも実質的には同等なものである。上記コ
リメータ205はスプリング機構230によって平行保持され
ているモータ229によりＺ軸方向に駆動される。作用に
ついては、レーザ溶接源218からのコヒーレント光はビ
ームスプリッタ220を通じて進み、ビームプリッタ220は
３つのコリメータ間にその光を分割し、光ファイバ231
に沿ってコリメータ205へ進む。コリメータは上記コヒ
ーレント光を溶接のために破線矢印24で示される方向に
指向する。マイクロメータ232は接線方向（tangentia
l）の調整を行い、マイクロメータ233はキャリブレーシ
ョンするために半径方向（radial）の調整を行う。上記
ステージい213自体は振動防止されたベース201の適当な
高さにマウントされている。

第７図において装置200のコントロールシステムは、
コンピュータ217の総合的な調整下に置かれており、点
線で示すように、レーザ溶接源218、トラバース・コン
トローラ219及び、整列の正確性を監視するディテクタ2
16を含む光電計測器221と連結されている。

トラバース・コントローラ219はマイクロマニピュレ
ータ・システムの機能部分であり、システムにおける７
つのマニピュレータのうちの６つのマイクロコンピュー
タ制御に委ねられている。７番目のマニピュレータは回
転モーションφ用であり、ステップモータによって制御
される。前記の６つのマニピュレータの夫々は、前述の
エンコーダ・トランスデューサを通してコントローラ21
9に位置情報信号をフィードバックする。回転ステージ
はその位置を近接スイッチによって決定される。レーザ
溶接源218はパルス型YAGレーザーのような高出力のコヒ
ーレントレーザ光である。上記レーザ溶接源218からの
レーザビームスプリッタ220により３つのコリメータ間
で、３つのバランスされた溶接を同時に可能にするよう
な等しいパワーの３本のビームに分割される。

光電計測器221はパッケージ100のレーザー６を駆動す
る。ファイバ・ピグテイル14はディテクタ216に接続さ
れ、上記光電計測器は整列処理の期間中、レーザーから
ファイバ・ピグテイル14に光結合される光の監視に使用
される。

整列と固定処理については第３図，第５図，第６図，
第７図及び第８図を参照して以下詳述する。

部分的に組立されるパッケージ100（ベース１、壁４
を有するフレーム、リード線17、レーザー６、光検出器
７、温度センサ３は全て台座13上にマウントされてい
る）は、前記マニピュレーティング・アセンブリ208の
取付具223にクランプされる。そして、適宜な電気的接
続が上記パッケージと上記の光電計測器221との間に施
される。

光ファイバの取り付けが終了したフィードスルーチュ
ーブ９は、ビーム202の下側に設けられている保持機構2
04により半加工パッケージ100の上方に吊り下げられて
いるスリーブスプール10及びチューブラー・フランジド
・ブッシング11を下端部が貫通するように上端部がクラ
ンプ203で保持される。

Ｚ移動ステージ210が作動して、予め設定されている
初期データに従って前壁４の上端の位置合わせが行われ
る。この位置合わせはコンピュータ217の制御の下に自
動的に行われるが、手動制御や初期データの設定用にモ
ニタ222が設けられている。基準データをコンピュータ2
17に記録しておけば、マニピュレーティング・アセンブ
リ208を構成している様々なステージの動きを光学エン
コーダ225、227、228により監視することができる。

次に、Ｚ移動ステージ210が上昇して、フィードスル
ーチューブ９が前壁４に形成されている大径孔18に挿入
される。このステージの上昇は、光ファイバ16の末端に
設けられているレンズがレーザ６の活性面から、約、.0
08〜.010インチ（約、250ミクロン）の位置に達すると
停止する。ここでピッグテイル14の自由端がディテクタ
216に差し込まれ、光結合が最適になるようにパッケー
ジ100とフィードスルーチューブ９との位置合わせが以
下に詳述するようにして行われる。

好ましくは自動制御により、３次元最適結合位置判定
アルゴリズムを用いて、最適な結合位置の割り出しが行
われる。レーザ６を低パワーで作動し、コンピュータ
プログラムにより各ステージ210、211、212のＸ、Ｙ、
Ｚ座標内の位置を制御し、ピッグテイル14を介してレー
ザ６の出力をディテクタ216で監視しながら、レーザ６
の出力が最適になる位置が割り出される。最適結合位置
の割り出しは、制御システムへのキーボード入力や「ジ
ョイスティック」制御などにより手動で行うこともでき
る。手動／自動のいずれの場合でも、光結合を最適化す
ることができる。この位置合わせ処理は受信パッケージ
の組立にも適用することができる。この場合には、ディ
テクタ216の替わりに外部の光源を接続し、受信パッケ
ージが受け取る光の量を監視すれば良い。

位置合わせが終了すると、スリーブスプール10が保持
機構204から解き放されて、大径孔18が形成されている
前壁４の外面上に落下する。スリーブスプール10とフィ
ードスルーチューブ９とは緩やかに嵌合しているので、
スリーブスプール10はフィードスルーチューブ９を滑り
ながら容易に落下する。

スリーブスプール10は第８図に詳しく示されている。
上部フランジ19にはテーパー状の入り口20が形成されて
いる。この構成により、フィードスルーチューブ９がス
リーブスプール10のボア21に入り込む際に、光ファイバ
のコアの末端に設けられているレンズが損傷する危険性
を少なくしている。前壁４に接触するスリーブスプール
10の他端には大径孔18を覆う下部フランジ22が設けられ
ている。スリーブスプール10の胴体23は壁厚が薄く、破
線矢印24で示すようにレーザ溶接ビームがスリーブスプ
ール10の中間面をめがけて照射されると、胴体壁を介し
てフィードスルーチューブ９の溶接が達成される。上部
フランジ19の大きさは、この重要な溶接工程の際にレー
ザ溶接ビームが上部フランジ19に触れずに上部フランジ
19を通過できるように設定されている。しかしながら、
上部フランジ19自体は組立を容易にするために設けられ
ているに過ぎないことを指摘しておく、例えば、「スプ
ール」を「段付きワッシャ」にすれば、上記フランジは
不用である。

ここで、光学コリメータ205、206、207をＺ方向に移
動させて、コヒーレントな３本の光線の集中位置を前壁
４の上面に関するデータに従って整列させ、各光線がス
リーブスプール10の下部フランジ22の外周に当たるよう
にする。次に、レーザ溶接源を作動させ、光学コリメー
タにより均等なエネルギーを有する３本のレーザ光線を
適切に方向付け、互いに120度離隔した位置で３つの隅
肉溶接（fillet welds）を達成する。このようにしてス
リーブスプール10と前壁４との取り付けを行う。

ここで、光結合が適切に達成されているかどうかを再
びチェックする。必要があれば、てこの作用で溶接部を
弾性変形及び塑性変形することによりＸ及びＹの両方向
の調節を行う。この調節ができるのはスリーブスプール
10とフィードスルーチューブ９との遊隙及びフィードス
ルーチューブ９の柔軟性のおかげである。クランプ203
がフィードスルーチューブ９の両端の内で前壁４から離
れている方の近くに配置されているので、スリーブスプ
ール10の下部フランジ22に適切なてこの作用を加えるこ
とができる。このてこの作用は、パッケージ100とクラ
ンプ203との相対移動により達成されると言うことを指
摘しておく。この例では、取付具又は支持具223に載置
されているパッケージ100を移動させるてこの作用を働
かせているのであるが、場合によってはクランプ203を
移動させることにしても同様の効果が得られる。

光ファイバ16の端に設けてある半球状のレンズは、球
の側が光ファイバ16の端面から突出するように配置され
ているので、レバー作用による調節により光ファイバ16
が僅かな角度だけ傾斜してもレンズとレーザとの光学的
結合関係には何等の影響も生じない。

この段階では、光ファイバ16とレーザとの間のＺ軸方
向の間隙が所望の最大許容範囲になるように制御してお
くことが好ましい。このように制御しておくことによ
り、次の段階で行われるスリーブスプール10とフィール
ドスルーチューブ９との溶接が原因で収縮が生じても、
レーザ６に向かうＺ方向の移動が可能なので収縮に対応
することができる。

この段階で光学コリメータ205、206、207をＺ軸に沿
って上方に移動し、光学コリメータ205、206、207の各
光線がスリーブスプール10の胴体23の中央の面に当たる
ようにする。ここで、互いに120度だけ半径方向に離隔
した３点でレーザ点溶接を実施して、スリーブスプール
10とフィードスルーチューブ９との取付けを行う。先に
指摘したように、スリーブスプール10は溶接個所が比較
的薄いので、コヒーレントなレーザ溶接ビームが斜めに
入射しているにもかかわらず、スリーブスプール10をフ
ィードスルーチューブ９の外周に接合することができ
る。この中央の面での溶接は３個所同時に実施されるの
で、収縮は軸方向よりも半径方向に生じるためにフィー
ドスルーチューブ９はＺ軸方向にはほとんど移動しない
ことが判明している。この点はこの溶接の利点である。

これに対して、スリーブスプール10の下部フランジ22
と前壁４の表面との隅肉溶接では、主にＺ軸方向に収縮
する。従って、スリーブスプール10とフィードスルーチ
ューブ９との溶接後に下部フランジ22と前壁４の表面と
の隅肉溶接を実施する場合には、Ｚ軸方向の調整が必要
になる。同様に、スリーブスプール10の上部フランジ19
の内面とフィードスルーチューブ９との間で隅肉溶接を
する場合には、Ｚ軸方向の収縮が生じるので、光結合の
状態の再調節をしなければならない。従って、スプール
の中央で溶接により一般に必要な再調節の範囲をかなり
減少させることができる。

この段階で、クランプ203を開いてφ回転ステージ209
を60度回転させても良い。そして、クランプ203を再び
閉じて前述のように再調整をしてから、スリーブスプー
ル10と前壁４との間でレーザにより再び３個所の隅肉溶
接を行う。必要があればこの段階でも再調節を行ってか
ら、クランプ203を再び開き、120度回転させながら溶接
を更に実施して、スリーブスプール10と前壁４との間で
シーム溶接を達成する。或いは、スプールの中央で点溶
接する代わりに、シーム溶接を行ってハーメチックシー
ルにしても良い。注意すべきことは、各溶接工程を終了
する毎に、必要があれば光結合の状態のチェック及び調
節をしてから、次の溶接工程に進むようにすることであ
る。

次の段階では、チューブラ・フランジド・ブッシング
11を保持機構204から解放して、これを前壁４の上に載
置する。ここで光結合の状態を再びチェックして、再調
整を行う。通常この段階での再調整は微調整である。レ
ーザ溶接光学系を配置して３点溶接によりチューブラ・
フランジド・ブッシング11を前壁４に溶着する。光結合
の状態を更に調節してから、レーザ溶接光学系を上方に
移動し、チューブラ・フランジド・ブッシング11の上端
をフィードスルーチューブ９に溶着する。ここで、光結
合の状態の最終チェックを行う。

チューブラ・フランジド・ブッシング11の固定は、ス
リーブスプール10の固定及び溶着について先に述べたの
と同じようにして行われる。次に、クランプ203を開い
てφ回転ステージ209を60度回転させ、更に別の個所で
３点溶接を実施し、少なくとも120度回転させながら更
に別の溶接を行い、チューブラ・フランジド・ブッシン
グ11の上端とフィードスルーチューブ９との間にハーメ
チックシールを施す。この段階で剛性が達成される。調
節は不用である。

レーザ溶接光学系を基準データに従って再び下方に移
動し、60度回転させてから３点溶接を実施し、120度回
転させながら溶接をしてチューブラ・フランジド・ブッ
シング11と前壁４との間にハーメチックシールを施す。
これで光ファイバのフィードスルーチューブ９の取付け
と密封が完了する。

本発明に基づくこのアセンブリでは、チューブラ・フ
ランジド・ブッシング11が前壁４とフィードスルーチュ
ーブ９との第２の固定部になるので剛性及び密封性が共
に増大する。更に、先に述べたように、スリーブスプー
ル10が前壁４及びフィードスルーチューブ９にシーム溶
接されているのであれば、第２水準のシーリングが得ら
れる。

電気的なチェックをしてから、このアセンブリを支持
具又は取付具223から取り外して、蓋体12をパッケージ
にシーム溶接するなどの更に別の処理を施す。

以上に述べた諸々の工程はいずれも自動制御が可能で
あり、自動制御にすることが好ましい。しかしながら、
以上に述べた工程を手動で行うことができることは言う
までもない。

第１の整列手段（例えば、スリーブスプール10）をコ
ンポーネントの比較的近くに固定することにより調整可
能な主要な整列を達成し、その後、第２の整列手段（例
えば、チューブラ・フランジド・ブッシング11）をコン
ポーネントから離れて固定することにより最終調節を可
能にすることができるのであれば、一連の取付け工程の
順番を幾らか変更することができる。

第９図には本発明の別の実施例の主要な各組立工程に
おける主な特徴を示す。

この実施例では、スリーブスプールの代わりに平らな
ブッシング、即ち、ワッシャ90が用いられている。この
ワッシャ90により、第９図（ａ）に示すように、主な位
置合わせが行われる。レーザ溶接が好ましい固着部92,9
3を先に述べたように、てこの作用で変形させて、光結
合の状態を調整する。このためには、フィードスルーチ
ューブ９をレーザ６から遠く離れた端部、即ち、矢印96
で示す位置で適切にクランプすることが好ましい。最終
調節は第９図（ｂ）に示したように、好ましくはレーザ
溶接により両端94,95が固定されているチューブラ・ブ
ッシング91を用いて行われる。第９図（ｃ）には最終調
整の終わった構成が主な寸法と共に示されている。図示
のよう、ワッシャ90は厚さが約0.3mmであり、レーザー
から約2mm離れて位置している前壁４の外面に固定され
ている。このチューブラ・ブッシングは全長が3.5mmで
あるので、レーザーから約5.5mm離れた位置でフィード
スルーチューブ９に固定されていることになる。最終的
な溶接個所である端95がこのようにレーザーから離れて
いるので、最終溶接によりレーザーとの整合関係に悪影
響が生じることはない。

第10図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、両整列手段を共に
前壁４の同じ側の表面に配置する必要のないことを示し
ている。両整列手段は図示のようにそれぞれを前壁４の
反対側に配置しても構わない。第10図（ｃ），（ｄ）
は、両整列手段のいずれか一方を長くしなければならな
い訳ではないことを示している。第10図（ｃ），（ｄ）
に示した実施例では、第１の整列手段105、107と、第２
の整列手段106、108はいずれもワッシャ状のブッシング
であり、第１の整列手段とフィードスルーチューブ９と
の接合個所から第２の整列手段とフィードスルーチュー
ブ９との接合個所を引き離すことは、前壁４の構造を変
更することにより達成されている。前壁４を厚くしても
同様の効果が得られる。

以上に述べた実施例はいずれも、本発明の範囲に含ま
れる例の一部に過ぎないことを断っておく。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーガー，ダニエル・スコツト アメリカ合衆国 デラウエア州 19707 ホツケシン，ロビン・コート 40 (72)発明者 ウエスト，クレイグ・アラン イギリス国 アイ・ピー １，３ アー ル・ピー，サーフォーク，アイプスウィ ッチ，フラット ３，ペイジット・ロー ド 27 (72)発明者 エストレイダ，カリクスト アメリカ合衆国 デラウエア州 19805 ウイルミントン，デラウエア・アベニ ユー 1505 (56)参考文献 特開 昭59−31919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−101507（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】孔があけられた壁部をもつ枠体と、一面が
   前記孔と対向し前記枠体の内部に設けた光学電子デバイ
   スとを備える光学電子デバイス用パッケージと、 レンズ化した端部をもち、管の内部に気密状態で固定さ
   れ、前記レンズ化端部を枠体内に前記デバイスの一面と
   光学的に芯出しさせるように配設した光ファイバと、 一端から離間した狭域部を有し、該一端が前記壁部に当
   接し前記壁部の前記孔を覆い、前記狭域部が前記管を包
   囲するように成したスプールとを具備し、前記スプール
   は、前記端部で前記壁部に接触し、かつ前記管および前
   記スプールに生ずる応力のバランスがとれるように少な
   くとも２つの外周囲方向のバランスをとる溶接によって
   前記狭域部の近傍で前記管に固定されており、１つのチ
   ューブラ・ブッシングを更に具備し、このチューブラ・
   ブッシングはその一端で前記管及び前記壁部と固定され
   前記管に対して溶接されることにより、該光学電子デバ
   イスと該光ファイバとの整列及び固定を行うことを特徴
   とする光ファイバ・アセンブリ。
2. 【請求項２】前記スプールと前記管の間に連続した接合
   部を形成させることにより、前記スプールを前記管に封
   着させるため、半径方向にバランスのとれた多数のスポ
   ット溶接部を設け、各々の溶接部が少なくとも１個の隣
   接するスポット溶接部に重なり合うように成したことを
   特徴とする、請求項１記載の光ファイバ・アセンブリ。
3. 【請求項３】前記スプールと前記壁部の間に連続した接
   合部を形成させることにより、前記スプールを前記壁部
   に封着させるため、半径方向にバランスのとれた多数の
   スポット溶接部を設け、各々の溶接部が少なくとも１個
   の隣接するスポット溶接部に重なり合うように成したこ
   とを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ファイバ・
   アセンブリ。
4. 【請求項４】前記スプールと前記壁部の間に連続した接
   合部を形成させることにより、前記スプールを前記壁部
   に封着させるため、シーム溶接部を設けたことを特徴と
   する、請求項１又は２に記載の光ファイバ・アセンブ
   リ。
5. 【請求項５】前記スプールは前記チューブラ・ブッシン
   グの内部に配され包囲されて成り、前記管は金属から成
   り、前記チューブラ・ブッシングに挿通されて成ること
   を特徴とする、請求項１記載の光ファイバ・アセンブ
   リ。
6. 【請求項６】連続した接合部を形成させることにより、
   前記管を前記チューブラ・ブッシングに且つ前記チュー
   ブラ・ブッシングを前記壁部に封着させるための各シー
   ム溶接部を設け、前記管と前記チューブラ・ブッシング
   並びに前記チューブラ・ブッシングと前記壁部間の接合
   を行うように成したことを特徴とする、請求項５記載の
   光ファイバ・アセンブリ。
7. 【請求項７】一端を導通管部材内に固定した光ファイバ
   と孔があいた壁部を有する支持台上に設けた光学部材と
   を光学的結合関係で整列及び固定を行なう方法におい
   て、 （ａ） 前記導通管部材内の前記光ファイバの終端部を
   前記孔内に配設し、前記光ファイバを光学的結合関係で
   前記光学部材に対して整列する工程と、 （ｂ） 第１整列手段としてのスプールを、前記導通管
   部材の周囲に伸張されたこのスプールの１つの第１端部
   で前記壁部に固定する工程と、 （ｃ） 前記第１整列手段を前記光学部材近傍にて前記
   導通管部材にレーザ溶接により溶接し、１つの第１固定
   部位を定めるように固定する工程と、 （ｄ） 光学的結合関係をチェックし、必要に応じて、
   前記第１固定部位より離間して締合した前記導通管部材
   をもって適宜なてこ力を適用して前記光ファイバの再整
   列を行ない、前記第１整列手段の固定状態を変位させて
   光学的結合関係の再調整を行なう工程と、 （ｅ） １つのチューブラ・ブッシングを前記導通管部
   材の周囲に伸張して配設し、前記壁部にこのチューブラ
   ・ブッシングを固定する工程と、 （ｆ） １つの第２整列手段としての前記チューブラ・
   ブッシングを前記導通管部材にレーザ溶接で溶接して１
   つの第２固定部位を定め、前記光学部材及び前記第１固
   定部位からよりも更に離間された前記第２固定部位にて
   固定する工程と、 から構成されることを特徴とする光ファイバの製造方
   法。
8. 【請求項８】前記固定する工程をレーザ溶接により行う
   ことを特徴とする、請求項７記載の光ファイバの製造方
   法。
9. 【請求項９】前記導通管部材の周方向に延びるブッシン
   グ部材を具備する前記第１、第２整列手段を設ける工程
   を含み、前記固定する工程のいずれも前記ブッシング部
   材を半径方向にバランスされた溶接部材に取着する工程
   であることを特徴とする、請求項７または８記載の光フ
   ァイバの製造方法。
10. 【請求項１０】前記ブッシング部材の少なくとも１つを
    前記壁部と前記導通管部材とに溶接材を用いて周方向に
    取着することにより、前記壁部と前記導通管部材とを封
    止することを特徴とする、請求項９記載の光ファイバの
    製造方法。