JP3824879B2 - 光モジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
光部品をパッケージ内に収容した光モジュール、例えば、半導体レーザモジュール等においては、光信号の入力や出力に用いる光ファイバがパッケージから延出する部分にゴムブーツを設け、ハンドリングに伴う切断等の破損から保護している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光モジュールにおいては、ハンドリングに伴って作用する応力によって、前記光ファイバに該光ファイバの長手方向に直交する方向に応力が加わり、前記光ファイバに曲げ応力が作用する場合がある。このような場合、光ファイバがフェルールを介してパッケージから延出していると、作用する曲げ応力により前記フェルールから延出する部分で光ファイバが強く曲げられ、光ファイバの曲率半径が極端に小さくなって切断してしまうことがある。
【0004】
このような光ファイバの切断が発生すると、光ファイバは、耐引張り強度が製品規格を下回ってしまうという問題があった。このような耐引張り強度の低下は、特に、製品規格値が高く、耐久性を重視される海底ケーブルの光ファイバアンプ等に用いられる光モジュールでは深刻な問題となる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、光ファイバの保護機能を向上した光モジュールを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため本発明は、光部品を収容するパッケージと、前記光部品と光結合されるように前記パッケージに固定される光ファイバと、前記パッケージから導出された光ファイバにおける曲げ許容部の一部を保護する保護部材とを有する光モジュールであって、前記パッケージには、前記光ファイバを導出させて固定する筒状部が形成され、そして、前記保護部材は、弾性素材からなり、且つ、前記筒状部から前記光ファイバの前記曲げ許容部に亘って覆う筒状の本体と、前記本体内にて前記本体の長手方向に沿って設けられ、前記曲げ許容部の始端部分と非接触状態にして前記始端部分を前記光ファイバの長手方向に所定の長さに亘って覆う筒状の補強部材とを有し、前記本体は、前記筒状部の外周面に装着され且つ自身の弾性力により密着する基端部と、前記本体内周面に形成され、前記補強部材がその全長に亘って嵌め込まれる凹部とを有し、前記補強部材は、前記筒状部の外周上を略嵌合状態にして覆う端部を有するものとなっている。
【0008】
更に好ましくは、前記光部品が半導体レーザや光アイソレータを含む構成とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、保護部材と光モジュールに係る一参考例を図1乃至図5に基づいて詳細に説明する。
半導体レーザモジュール1は、図1に示すように、金属製のパッケージ2内にペルチェモジュール3が配置され、ペルチェモジュール3の上にベース4が設置されている。
【0010】
パッケージ2は、図1に示すように、本体2aと蓋2bを有し、本体2aには筒状部2cが突出形成されている。筒状部2cは、本体2aと一体に筒状に形成され、後述する光ファイバ12を第2フェルール13を介してパッケージ2に固定する。
ベース4上には、略中央上面にヒートシンク5を介して半導体レーザ素子6が設けられ、ヒートシンク5を挟んで一方にキャリア付けされたモニタフォトダイオード7が、他方にフェルール保持具8,9を介して第1フェルール11が、それぞれ設けられている。
【0011】
第1フェルール11は、先端を突出させた光ファイバ12が挿通固定されている。光ファイバ12は、先端にレンズ部12aが形成され、先端側表面にAu等からなる金属メッキ12bが施されている。光ファイバ12は、先端のレンズ部12aが半導体レーザ素子6と調心して対向配置され、パッケージ2に形成された筒状部2cから外部へ導出されている。光ファイバ12には、筒状部2cに対応する部分に金属製の第2フェルール13が取り付けられている。光ファイバ12と第1フェルール11,第2フェルール13とは、第2フェルール13の先端部においてAu−Snからなる半田15で固定されている。また、第2フェルール13は、筒状部2cに半田あるいは溶接により固定されている。
【0012】
光ファイバ12において、第2フェルール13から先はある程度自由に曲げ変形させることが可能な曲げ許容部12cとなっている(図5参照)。
そして、パッケージ2は、延出する光ファイバ12を保護する保護ブーツ20が筒状部2cに嵌着されている。
保護ブーツ20は、図1乃至図3に示すように、本体21と補強パイプ22を有している。
【0013】
本体21は、シリコーン系の不燃性ゴム等の弾性素材からなり、前後に開口21a,21bを有し、後部側がテーパ状に小径となる筒状に形成され、内周面には補強パイプ22を嵌め込む凹部21cが形成されている。本体21は、筒状部2c側の端部における内側の形状が筒状部2cの外周形状と略同一に形成され、筒状部2cに嵌着することにより、弾性力によって端部が筒状部2cの外周面に密着し、筒状部2c、第2フェルール13及び光ファイバ12の曲げ許容部12cを覆う。ここで、凹部21cは、補強パイプ22を配置したときに、図1及び図5に示すように、補強パイプ22が少なくとも第2フェルール13の後部及び光ファイバ12の曲げ許容部12cの始端部分12dに亘って覆う位置に配置されるように形成されている。
【0014】
補強パイプ22は、アルミニウム等の金属、ポリフェニレンサルファイド(PPS),フェノール樹脂,ガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂あるいはジルコニア等のセラミックによって筒状に形成され、図2に示すように、開口21a側から本体21内に導入されて凹部21cに嵌着配置される。補強パイプ22の内径は、第2フェルール13の外径よりも大きく設定されている。
【0015】
光ファイバ12,第2フェルール13,補強パイプ22,筒状部2c及び保護ブーツ20の本体21は、光ファイバ12長手方向に垂直な断面で見たときに、光ファイバ12を中心として同心円状に配置される。
上記のように構成される半導体レーザモジュール1は、予め保護ブーツ20に光ファイバ12を挿通してから、第1フェルール11及び第2フェルール13を光ファイバ12の所定位置に取り付ける。次に、パッケージ2の本体2a内にペルチェモジュール3を配置すると共に、ヒートシンク5乃至フェルール保持具8,9を設けたベース4を設置する。次いで、第1フェルール11及び第2フェルール13を取り付けた光ファイバ12を筒状部2cからパッケージ2内へ導入し、先端のレンズ部12aを半導体レーザ素子6と調心して第1フェルール11をフェルール保持具8,9に固定する。そして、第2フェルール13を前記のように筒状部2cに固定すると共に、保護ブーツ20を光ファイバ12に沿って移動し、筒状部2cに嵌着する。しかる後、本体2aに蓋2bをYAGレーザ溶接で取り付けて、パッケージ2が気密に封止された半導体レーザモジュール1が組み立てられる。
【0016】
このようにして製造される半導体レーザモジュール1には、ハンドリングに伴って、図4に示すように、光ファイバ12の曲げ許容部12cに曲げ応力が作用することがあるが、保護ブーツ20の作用によって光ファイバ12の切断が防止されている。
即ち、半導体レーザモジュール1には、パッケージ2の筒状部2cに保護ブーツ20が嵌着されている。保護ブーツ20は、本体21内に補強パイプ22を配置したことによって、図5に示すように、第2フェルール13の光ファイバ12の曲げ許容部12cの始端部分12dの外周上において、図中、光ファイバ12の長手方向に対して所定長L(例えば、第2フェルール13の略直径に相当する長さ)に亘り、補強パイプ22が光ファイバ12を覆っている。しかも、補強パイプ22は、内径が第2フェルール13の外径よりも大きいため、光ファイバ12に非接触状態である。このため、光ファイバ12が曲げられても、補強パイプ22によって光ファイバ12の曲げ許容部12cの始端部分12dには曲げ応力が及ばず、始端部分12dは直線状に保持される。従って、光ファイバ12の曲げ半径が極端に小さくなることが防止され、光ファイバ12が切断から保護される。
【0017】
ここで、保護ブーツ20は、本体21内に配置する補強パイプ22を、図6に示す本発明の一実施形態のように、筒状部2c側まで延びた長さのものにしてもよい。このような構成にすると、保護ブーツ20は、本体21の端部に加えて、補強パイプ22が筒状部2cの外周上を略嵌合状態に覆うので、補強パイプ22の固定位置が安定すると共に、作用する曲げ応力に対する抵抗力が増加し、第2フェルール13から延出する光ファイバ12を保護する機能が一層向上する。
【0018】
また、半導体レーザモジュール1は、光ファイバ12を、図7に示す本発明の他の実施形態のように、第2フェルール13を使用することなくAuSn等の半田16を用いて直接筒状部2cに気密固定した構造であっても、保護ブーツ20によって同様に保護される。
次に、本発明の保護部材と光モジュールに係る別の実施形態を図8に基づいて詳細に説明する。
【0019】
光モジュール30は、図8に示すように、パッケージ31、フェルール32aに挿着された光ファイバ32、スライドリング33及び保護ブーツ40を有している。
パッケージ31は、図示のように、光アイソレータ34及びレンズホルダ35,36を保持する円筒状の部材で、両端外周に段部31aが形成されている。レンズホルダ35,36は、それぞれレンズ35a,36aを保持している。
【0020】
光ファイバ32は、パッケージ31の両側に固定されるスライドリング33のそれぞれにフェルール32aを介してYAG溶接で固定される。各フェルール32aは、それぞれのレンズ35a,36a側から伝送されてくる光の端面における反射戻り光を低減するため、レンズホルダ35,36と対向する面が光軸に対して斜めに形成され、光ファイバ32が延出する後部が接着剤32bで封止されている。
【0021】
スライドリング33は、光ファイバ32をフェルール32aを介してパッケージ32aに固定する筒状部で、パッケージ31の両側にYAG溶接によって固定される。
保護ブーツ40は、保護ブーツ20と同一の素材によって同様に構成される本体41と補強パイプ42を有している。従って、保護ブーツ40は、保護ブーツ20と対応する構成部分に対応する符号を用いることにより詳細な説明を省略する。
【0022】
光モジュール30は、上記のように、光ファイバ32が、パッケージ31の両側に固定されるスライドリング33のそれぞれにフェルール32aを介して固定される。このため、光モジュール30は、ハンドリングに伴って光ファイバ32が曲げられても、保護ブーツ40の本体41内に補強パイプ42が配置されているので、光ファイバ32は、補強パイプ42によってフェルール32aから延出する部分、即ち、曲げ許容部32cの始端部分32dが直線に保持され、切断から保護される。
【0023】
尚、上記実施形態は、パッケージ内に半導体レーザや光アイソレータを収容した光モジュールについて説明した。しかし、本発明の光モジュールは、パッケージ内に収容する光部品は上記に限定されるものではない。
また、パッケージ、筒状部、保護ブーツの本体及び補強パイプの断面形状は、言うまでもないが、円形、四角形等、任意のものであってよい。
【0024】
更に、上記各実施形態において、保護ブーツは、接着剤によってパッケージに接着されてもよい。
【0025】
【発明の効果】
請求項1乃至3の発明によれば、パッケージから延出する光ファイバの保護機能を向上した光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 光モジュールの一参考例を示すもので、保護ブーツが取り付けられた半導体レーザモジュールの断面図である。
【図2】 図1の保護ブーツを組み立てる状態を示す断面図である。
【図3】 図2の状態から、組み立てた保護ブーツの断面図である。
【図4】 図1の光モジュールの保護ブーツに応力が作用したときの様子を、要部を拡大して示した断面図である。
【図5】 図4のA部拡大断面図である。
【図6】 本発明に係わる保護ブーツの一実施形態を示す断面図である。
【図7】 光モジュールの他の実施形態を示す断面図である。
【図8】 本発明の光モジュールに係る別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザモジュール
2 パッケージ
2a 本体
2b 蓋
2c 筒状部
3 ペルチェモジュール
4 ベース
5 ヒートシンク
6 半導体レーザ素子
7 モニタフォトダイオード
8,9 フェルール保持具
11 第1フェルール
12 光ファイバ
12c 曲げ許容部
12d 始端部分
13 第2フェルール
15 半田
16 半田
20 保護ブーツ
21 本体
21a,21b 開口
21c 凹部
22 補強パイプ
30 光モジュール
31 パッケージ
32 光ファイバ
32a フェルール
32c 曲げ許容部
32d 始端部分
33 スライドリング(筒状部)
34 光アイソレータ
35,36 レンズホルダ
40 保護ブーツ
41 本体
42 補強パイプ
Claims (3)
- 光部品を収容するパッケージと、前記光部品と光結合されるように前記パッケージに固定される光ファイバと、前記パッケージから導出された光ファイバにおける曲げ許容部の一部を保護する保護部材とを有する光モジュールであって、
前記パッケージには、前記光ファイバを導出させて固定する筒状部が形成され、
前記保護部材は、弾性素材からなり、且つ、前記筒状部から前記光ファイバの前記曲げ許容部に亘って覆う筒状の本体と、前記本体内にて前記本体の長手方向に沿って設けられ、前記曲げ許容部の始端部分と非接触状態にして前記始端部分を前記光ファイバの長手方向に所定長さに亘って覆う筒状の補強部材とを有し、
前記本体は、前記筒状部の外周面に装着され、且つ、自身の弾性力により密着する基端部と、前記本体内周面に形成され、前記補強部材がその全長に亘って嵌め込まれる凹部とを有し、
前記補強部材は、前記筒状部の外周上を略嵌合状態にして覆う端部を有する
ことを特徴とする光モジュール。 - 前記光部品が半導体レーザを含む、請求項1の光モジュール。
- 前記光部品が光アイソレータを含む、請求項1又は2の光モジュール。
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