JP2892653B2 - ロツドレンズ塔載受発光装置 - Google Patents
ロツドレンズ塔載受発光装置Info
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- JP2892653B2 JP2892653B2 JP63175056A JP17505688A JP2892653B2 JP 2892653 B2 JP2892653 B2 JP 2892653B2 JP 63175056 A JP63175056 A JP 63175056A JP 17505688 A JP17505688 A JP 17505688A JP 2892653 B2 JP2892653 B2 JP 2892653B2
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- rod lens
- case
- ring
- hole
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/4248—Feed-through connections for the hermetical passage of fibres through a package wall
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微小なレンズを内蔵して高精密な光学系を必
要とする装置、特に半導体レーザ発光装置あるいは受光
装置に関する。
要とする装置、特に半導体レーザ発光装置あるいは受光
装置に関する。
従来、球レンズ，ロツドレンズ等のマイクロレンズを
搭載した光学装置では、レンズにメタライズを施し半田
付けにより固定、あるいはエポキシ系樹脂により固定し
ていた。なお、この種の装置として関連するものには例
えば、特開昭59-78589号，特開昭60-129714号，特開昭5
9-204806号，特開昭57-171306号等が挙げられる。
搭載した光学装置では、レンズにメタライズを施し半田
付けにより固定、あるいはエポキシ系樹脂により固定し
ていた。なお、この種の装置として関連するものには例
えば、特開昭59-78589号，特開昭60-129714号，特開昭5
9-204806号，特開昭57-171306号等が挙げられる。
従来、半導体レーザとレンズ，レンズと光フアイバ等
の光結合を行つている光学装置において、レンズの位置
合わせはミクロン以下の精度を有する微動装置を用いて
行つているが、レンズの固定には半田あるいはレジンを
使用している。半田あるいはレジンを用いてレンズを固
定する場合、これらの接合材料が流れ込むすき間をレン
ズとレンズ固定用の孔との間に設けているが、一般に光
軸を合わせた状態では孔の中央にレンズで設置されず偏
心する。また、中央に設置された場合でも半田やレジン
を使用した場合は、表面の付着が一様でなく凸凹にばら
つく。また、液状態の半田やレジンを硬化させた場合に
は硬化が不均一となる。このような接合材の不均一ある
いは硬化状態の不均一性によりレンズが傾いたり、生じ
た残留応力の解放によりレンズの位置ずれが起る。光通
信用の発光装置を例にすると、直径が1mm以下の小さな
レンズを用いるが、この場合±0.5ミクロンの位置合わ
せが必要である。半田やレジンを用いた場合、位置ずれ
を１ミクロン以内に抑えることは大変難しい。
の光結合を行つている光学装置において、レンズの位置
合わせはミクロン以下の精度を有する微動装置を用いて
行つているが、レンズの固定には半田あるいはレジンを
使用している。半田あるいはレジンを用いてレンズを固
定する場合、これらの接合材料が流れ込むすき間をレン
ズとレンズ固定用の孔との間に設けているが、一般に光
軸を合わせた状態では孔の中央にレンズで設置されず偏
心する。また、中央に設置された場合でも半田やレジン
を使用した場合は、表面の付着が一様でなく凸凹にばら
つく。また、液状態の半田やレジンを硬化させた場合に
は硬化が不均一となる。このような接合材の不均一ある
いは硬化状態の不均一性によりレンズが傾いたり、生じ
た残留応力の解放によりレンズの位置ずれが起る。光通
信用の発光装置を例にすると、直径が1mm以下の小さな
レンズを用いるが、この場合±0.5ミクロンの位置合わ
せが必要である。半田やレジンを用いた場合、位置ずれ
を１ミクロン以内に抑えることは大変難しい。
本発明の目的は、上記半田，レジンなどの接合部材を
用いた場合に抑え難いレンズの位置ずれを、これら接合
部材を用いない新しい方式で代替することにある。
用いた場合に抑え難いレンズの位置ずれを、これら接合
部材を用いない新しい方式で代替することにある。
上記目的は、第２図に示すようにロツドレンズ14を固
定するケース16の孔に導入し、予め設けておいたロツド
レンズ14と孔との間に変形が容易なリング17を入れ、こ
のリングを円筒パイプ状の治具18で加圧変形させ、ロツ
ドレンズ並びにケース孔の内壁に密着させてロツドレン
ズを固定することにより達成される。
定するケース16の孔に導入し、予め設けておいたロツド
レンズ14と孔との間に変形が容易なリング17を入れ、こ
のリングを円筒パイプ状の治具18で加圧変形させ、ロツ
ドレンズ並びにケース孔の内壁に密着させてロツドレン
ズを固定することにより達成される。
また、ロツドレンズのメタライズ材料、リング表面材
料並びにケース孔の内壁材料が互いに構成原子の拡散が
可能な材料、あるいは互いにろうづけが可能な材料で構
成し、リングを加圧変形させて固定する場合に相互に拡
散・接合することによりさらに強固で安定した固定が達
成される。
料並びにケース孔の内壁材料が互いに構成原子の拡散が
可能な材料、あるいは互いにろうづけが可能な材料で構
成し、リングを加圧変形させて固定する場合に相互に拡
散・接合することによりさらに強固で安定した固定が達
成される。
円筒状ロツドレンズ14とケース16の孔内壁の間に挿入
された短寸法のリング17は片端がベース15の上に設置さ
れる。リング17は軸方向にベース15に向つて圧縮される
とリング17は半径方向に変形し、レンズ14及びケース16
の孔内壁を押圧する状態となる。このような塑性変形に
よりロツドレンズ14はベース15に固定される。ロツドレ
ンズは一端面が平であるためケースの孔を垂直にし、上
方からリングを加圧変形させて固定する方法が採られ
る。この方式で固定されたロツドレンズは、加圧変形が
全円周にわたつて一様に行われるため、ケース孔に対し
て傾斜して固定されたり、中心位置からずれることがな
い。リングは塑性変形によりロツドレンズとケースの孔
との間には加圧挿入されているためロツドレンズに位置
ずれ、傾斜などがおこることなく安定した固定状態が作
り出される。
された短寸法のリング17は片端がベース15の上に設置さ
れる。リング17は軸方向にベース15に向つて圧縮される
とリング17は半径方向に変形し、レンズ14及びケース16
の孔内壁を押圧する状態となる。このような塑性変形に
よりロツドレンズ14はベース15に固定される。ロツドレ
ンズは一端面が平であるためケースの孔を垂直にし、上
方からリングを加圧変形させて固定する方法が採られ
る。この方式で固定されたロツドレンズは、加圧変形が
全円周にわたつて一様に行われるため、ケース孔に対し
て傾斜して固定されたり、中心位置からずれることがな
い。リングは塑性変形によりロツドレンズとケースの孔
との間には加圧挿入されているためロツドレンズに位置
ずれ、傾斜などがおこることなく安定した固定状態が作
り出される。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第２図により説明
する。
する。
ステム４に取付けられたマウント上に固定されたレー
ザ素子１はガラス窓２付きのキヤツプ３の内部に気密封
止される。このレーザ素子１から出射された光はロツド
レンズ５で集光され光学機能素子８を通過した後フアイ
バ10に導入される。キヤツプ３はSUS304を素材としてい
る。ケース７の材料も同様にSUS304である。ケース７に
あけられたレンズ５の取付け用段付き孔の内径はそれぞ
れ2.1mm,3.0mmである。レンズ５は外径2.0mm,長さ3.0mm
である。アルミニウムで製作されたリング６を挿入し、
レーザ素子側から圧縮変形させている。レンズの光軸方
向の位置は予め計算された位置から求めた厚さのスペー
サを入れて固定される。レンズが固定されたケース７は
レーザ素子から出射された光の経路をモニターしながら
最適位置が得られたところでキヤツプ３とケース７は溶
接接合される。次いで光学機能素子8,ホルダ９並びにフ
アイバ10を内蔵したヘツド11が位置合わせされ、固定さ
れる。最後にカバー13と取付け板12が組み込まれて発光
装置となる。
ザ素子１はガラス窓２付きのキヤツプ３の内部に気密封
止される。このレーザ素子１から出射された光はロツド
レンズ５で集光され光学機能素子８を通過した後フアイ
バ10に導入される。キヤツプ３はSUS304を素材としてい
る。ケース７の材料も同様にSUS304である。ケース７に
あけられたレンズ５の取付け用段付き孔の内径はそれぞ
れ2.1mm,3.0mmである。レンズ５は外径2.0mm,長さ3.0mm
である。アルミニウムで製作されたリング６を挿入し、
レーザ素子側から圧縮変形させている。レンズの光軸方
向の位置は予め計算された位置から求めた厚さのスペー
サを入れて固定される。レンズが固定されたケース７は
レーザ素子から出射された光の経路をモニターしながら
最適位置が得られたところでキヤツプ３とケース７は溶
接接合される。次いで光学機能素子8,ホルダ９並びにフ
アイバ10を内蔵したヘツド11が位置合わせされ、固定さ
れる。最後にカバー13と取付け板12が組み込まれて発光
装置となる。
第２図はケースにあけられた孔が段付きでなく一様に
あけられた場合である。ロツドレンズ及びリングの片端
位置が決められるようにベース15の上に設置している。
リング17の材料は銅である。ロツドレンズは光学ガラス
材からなり直径は1.8±0.1mmである。ケースの孔径、及
びリングの内外径の精度は±0.02mmである。ロツドレン
ズ，ケース孔内面、及びリング表面にろう材料のメツキ
を行つた後に塑性変形を行つて部品相互の密着性を増す
ことも行われる。
あけられた場合である。ロツドレンズ及びリングの片端
位置が決められるようにベース15の上に設置している。
リング17の材料は銅である。ロツドレンズは光学ガラス
材からなり直径は1.8±0.1mmである。ケースの孔径、及
びリングの内外径の精度は±0.02mmである。ロツドレン
ズ，ケース孔内面、及びリング表面にろう材料のメツキ
を行つた後に塑性変形を行つて部品相互の密着性を増す
ことも行われる。
本発明によれば、ロツドレンズをケースに取り付ける
際に従来必要とされていたレジンを接着材や半田などの
ろう材が不要となり、金属のかしめ状態で固定されるた
め、長期にわたり安定性に優れたものとなつており、レ
ンズの中心が出やすく位置精度が上がる。同時にレンズ
の傾きが極めて小さくなつており、実施例においては傾
斜角度は２°以内に納つた。また、本発明は、固定は、
リングを一定の荷重、又は変位量で制御して変形させる
という簡単な作業でできることからレンズ固定作業の能
率の改善に著しい効果がある。実施例は、リングの圧縮
変形量をレンズが破損する限界変形量の1/3に相当する
変形量でかしめた。この場合、半田固定に比べ約５倍以
上の引き抜き強度が得られた。また、150℃を越える高
温引き抜きに対しては半田の場合に比べ５倍よりもさら
に高い強度が得られた。なお、加圧によるレンズの光経
路、偏光特性などの性能に対してはほとんど影響がなか
つた。これはレンズにかかつている応力値が大きくない
こと、一様な圧縮応力状態になつていること等のためと
推定される。
際に従来必要とされていたレジンを接着材や半田などの
ろう材が不要となり、金属のかしめ状態で固定されるた
め、長期にわたり安定性に優れたものとなつており、レ
ンズの中心が出やすく位置精度が上がる。同時にレンズ
の傾きが極めて小さくなつており、実施例においては傾
斜角度は２°以内に納つた。また、本発明は、固定は、
リングを一定の荷重、又は変位量で制御して変形させる
という簡単な作業でできることからレンズ固定作業の能
率の改善に著しい効果がある。実施例は、リングの圧縮
変形量をレンズが破損する限界変形量の1/3に相当する
変形量でかしめた。この場合、半田固定に比べ約５倍以
上の引き抜き強度が得られた。また、150℃を越える高
温引き抜きに対しては半田の場合に比べ５倍よりもさら
に高い強度が得られた。なお、加圧によるレンズの光経
路、偏光特性などの性能に対してはほとんど影響がなか
つた。これはレンズにかかつている応力値が大きくない
こと、一様な圧縮応力状態になつていること等のためと
推定される。
以上、本発明によるレンズ固定は極めて信頼性のある
固定法である。このレンズ固定法は発光・受光装置のみ
ならず、レンズを組み込んだ各種光学装置にも適用でき
る。
固定法である。このレンズ固定法は発光・受光装置のみ
ならず、レンズを組み込んだ各種光学装置にも適用でき
る。
第１図は本発明の一実施例を示すロツドレンズ搭載発光
装置の断面図、第２図は他の実施例の組立て構造を示す
断面図である。 １……レーザ素子、２……窓、３……キヤツプ、４……
ステム、５……ロツドレンズ、６……リング、７……ケ
ース、14……ロツドレンズ、15……ベース、16……ケー
ス、17……リング、18……加圧治具。
装置の断面図、第２図は他の実施例の組立て構造を示す
断面図である。 １……レーザ素子、２……窓、３……キヤツプ、４……
ステム、５……ロツドレンズ、６……リング、７……ケ
ース、14……ロツドレンズ、15……ベース、16……ケー
ス、17……リング、18……加圧治具。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳生 泰利 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 相木 国男 長野県小諸市大字柏木190番地 株式会 社日立製作所小諸工場内 (56)参考文献 特開 昭62−195613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−3743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−36181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−72634（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−8904（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】表面処理あるいはメタライズを施したロッ
ドレンズをステンレスで形成されたロッドレンズ固定用
ケースの孔に導入し、ロッドレンズとケースの孔との間
にアルミニュウム又は銅からなる金属リングをいれ、前
記金属リングをにロッドレンズを加圧挿入し、前記金属
リングを塑性変形させる共に、前記リング、ケース、及
び前記メタライズされたロッドレンズを相互に拡散、接
合させることにより前記ロッドレンズを固定したことを
特徴とするロッドレンズ搭載受発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175056A JP2892653B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | ロツドレンズ塔載受発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175056A JP2892653B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | ロツドレンズ塔載受発光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0225808A JPH0225808A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2892653B2 true JP2892653B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=15989462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63175056A Expired - Lifetime JP2892653B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | ロツドレンズ塔載受発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892653B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041502U (ja) * | 1990-04-13 | 1992-01-08 | ||
| JPH0442105A (ja) * | 1990-06-07 | 1992-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体モジュールのレンズ保持方法 |
| JPH0955551A (ja) * | 1995-08-14 | 1997-02-25 | Nec Corp | 固体レーザ装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608904U (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-22 | 住友電気工業株式会社 | 光コネクタ |
| JP2590814B2 (ja) * | 1986-02-24 | 1997-03-12 | 日本電気株式会社 | 光学素子固定構造 |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63175056A patent/JP2892653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0225808A (ja) | 1990-01-29 |
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