JP4409303B2 - Optical receptacle and optical module using the same - Google Patents

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Description

本発明は、光通信用モジュール等に使用される光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールに関するものである。 The present invention relates to an optical receptacle used for an optical communication module and the like and an optical module using the same.

光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素子をケース内に収納し、レンズ等を介して、光ファイバに光信号を導入又は導出するような構造となっている。この様な光モジュールのうちコネクタを接続するようにした光モジュールの例として図3に示す。図3に示すレセプタクル型の光モジュールは光レセプタクル9の後端面に光素子ユニット21を接続するとともに、先端面とプラグフェルール7の先端面が接続するものである。   An optical module for converting an optical signal into an electric signal has a structure in which an optical element such as a semiconductor laser or a photodiode is housed in a case, and the optical signal is introduced into or derived from an optical fiber via a lens or the like. It has become. FIG. 3 shows an example of such an optical module in which a connector is connected. The receptacle-type optical module shown in FIG. 3 has an optical element unit 21 connected to the rear end surface of the optical receptacle 9 and a front end surface connected to the front end surface of the plug ferrule 7.

光レセプタクル9は、ステンレス鋼の母材を切削加工もしくは射出成形した有底カップ状のホルダ4の底面中央に、貫通孔40を形成するとともに、この貫通孔40に中心に光ファイバ2が接着保持されたセラミック製のファイバスタブ1の後端側が圧入保持されている。そして、そのファイバスタブ1の先端側をスリーブ3の一方側の開口から嵌め込み、このスリーブ3の抜け防止のためにホルダ4から露出するスリーブ3を覆う円筒状のシェル(ケース)5をホルダ4の側壁面に対して圧入する構造となっている。   The optical receptacle 9 has a through hole 40 formed at the center of the bottom of a bottomed cup-shaped holder 4 formed by cutting or injection molding a stainless steel base material, and the optical fiber 2 is bonded and held at the center of the through hole 40. The rear end of the ceramic fiber stub 1 is press-fitted and held. Then, the end of the fiber stub 1 is fitted through the opening on one side of the sleeve 3, and a cylindrical shell (case) 5 covering the sleeve 3 exposed from the holder 4 is attached to the holder 4 to prevent the sleeve 3 from coming off. The structure is press-fitted into the side wall surface.

ここで、シングルモードの光ファイバへの高効率な光結合が要求される光レセプタクルにおいて、中心に光ファイバ8が接着保持されたプラグフェルール7を繰り返してスリーブ3内に着脱しても高精度な位置決めが要求されるため、スリーブ3の材質として高精度加工が可能であり、かつ、耐摩耗性に優れたセラミックを用いることも多い。   Here, in an optical receptacle that requires high-efficiency optical coupling to a single-mode optical fiber, even if the plug ferrule 7 having the optical fiber 8 bonded and held at the center is repeatedly attached to and detached from the sleeve 3, it is highly accurate. Since positioning is required, high-precision machining is possible as the material of the sleeve 3, and ceramic having excellent wear resistance is often used.

ところで、近年、インターネット等の普及に伴い、データ通信においても光伝送が一般的になり、そのキーデバイスである光通信用送受信器は高速化と、小型化、低コスト化を同時に実現することが求められている。  By the way, in recent years, with the spread of the Internet and the like, optical transmission has become common in data communication, and the optical communication transceiver that is the key device can simultaneously realize high speed, downsizing, and low cost. It has been demanded.

しかしこのままの構造で小型化をすると、プラグフェルール7の挿入する長さや、ファイバスタブ1の挿入長さが短くなっていくことから、光レセプタクルにおけるスリーブ3の保持力が低下し、プラグフェルール7に固定されている光ファイバ8のコードの自重や張力による横荷重によってプラグフェルール7内のファイバ8の位置にズレが発生し、光出力が低下したり、着脱再現性が得られなかったりするといった問題が発生していた。  However, if the size is reduced as it is, the insertion length of the plug ferrule 7 and the insertion length of the fiber stub 1 are shortened, so that the holding force of the sleeve 3 in the optical receptacle is reduced, and the plug ferrule 7 is There is a problem that the position of the fiber 8 in the plug ferrule 7 is shifted due to a lateral load due to its own weight or tension of the optical fiber 8 that is fixed, resulting in a decrease in light output or inability to obtain attachment / detachment reproducibility. Had occurred.

そこで、光レセプタクルの保持力を強化するために、図4の様にスリーブ3内にファイバスタブ1全長を嵌め込み、その嵌め込んだスリーブ3の位置にホルダ4の貫通孔に圧入し、さらに、シェル5の後端側の開口部にホルダ4を圧入することで、シェル4の後端側の開口部がホルダ4を介してスリーブ3、ファイバスタブ1を保持し、ファイバスタブ1の保持をスリーブ3、ホルダ4の共通の位置で保持させてレセプタクルを小型化する技術や(特許文献1参照)、図5の様に貫通孔にファイバスタブ1を保持させたホルダ4のスリーブ3が接する面にも段部等を設けることでホルダ4のみでファイバスタブ1を保持するので、小型に形成できるとともにスリーブ3の把持を安定させる構造のものを提案したりしていた(特許文献2参照)。
特開平10−332988号公報 特開平2002−350693号公報
Therefore, in order to reinforce the holding power of the optical receptacle, the entire length of the fiber stub 1 is fitted into the sleeve 3 as shown in FIG. 4, and is pressed into the through hole of the holder 4 at the position of the fitted sleeve 3. 5 by press-fitting the holder 4 into the opening on the rear end side of the shell 5 so that the opening on the rear end side of the shell 4 holds the sleeve 3 and the fiber stub 1 through the holder 4. Also, a technique for reducing the size of the receptacle by holding it at a common position of the holder 4 (see Patent Document 1), and a surface of the holder 4 holding the fiber stub 1 in the through hole as shown in FIG. Since the fiber stub 1 is held only by the holder 4 by providing a stepped portion or the like, there has been proposed a structure that can be formed in a small size and stabilizes the gripping of the sleeve 3 (see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-332988 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-350693

しかしながら、従来の光レセプタクルの図4の様にファイバスタブ1をスリーブ3とホルダ4との共通の位置で保持する構造の光レセプタクルの場合、ファイバスタブ1に対して、プラグフェルール7は、光学損失なく接続するには、継続的な荷重をかけたり、脱着の際の瞬間的な荷重がかかったりしても、これに耐えうる圧入力にする必要がある一方、高すぎる圧入力はスリーブ3を変形又は破壊されるので、ファイバスタブ1を保持するスリーブ3、ホルダ4、シェル5の後端側の開口部の径を高精度に加工する必要がある。  However, in the case of an optical receptacle having a structure in which the fiber stub 1 is held at a common position between the sleeve 3 and the holder 4 as shown in FIG. 4 of the conventional optical receptacle, the plug ferrule 7 has an optical loss compared to the fiber stub 1. In order to connect them without pressure, it is necessary to make the pressure input able to withstand the continuous load or the momentary load at the time of attachment / detachment. Since it is deformed or destroyed, it is necessary to process the diameter of the opening on the rear end side of the sleeve 3, the holder 4 and the shell 5 holding the fiber stub 1 with high accuracy.

即ち、シェル5の内径をスリーブ3と同等とするか小さくすることでスリーブ3をシェル5の内径に密着させて傾きを制限しようとした場合、ホルダ4のファイバスタブ1を挿入する貫通孔40とシェル5を嵌め込む外形、若しくは貫通孔40の同軸度、スリーブ3の内径と外形の同軸度、シェル5内径と外形の同軸度、シェル5内径のホルダ4を嵌め合う内径とシェル5のスリーブ3嵌め合う内径の偏芯量を全て高精度に加工するだけでなく、ファイバスタブ1の外形中心とシェル5の内径中心を高精度に、又傾き無く合わせる必要があり、部品コストが上がるだけでなく歩留まりが悪いという問題点を有している。   That is, when the sleeve 5 is brought into close contact with the inner diameter of the shell 5 to limit the inclination by making the inner diameter of the shell 5 equal to or smaller than that of the sleeve 3, the through hole 40 into which the fiber stub 1 of the holder 4 is inserted The outer shape into which the shell 5 is fitted, or the coaxiality of the through hole 40, the inner diameter and outer shape of the sleeve 3, the inner diameter of the shell 5 and the outer shaft, the inner diameter of the shell 5 and the inner diameter of the holder 4 and the sleeve 3 of the shell 5 Not only does the amount of eccentricity of the fitting inner diameters be processed with high accuracy, but the center of the outer shape of the fiber stub 1 and the inner diameter center of the shell 5 need to be aligned with high accuracy and without inclination, which not only increases the part cost. There is a problem that the yield is poor.

また、プラグフェルール7へ横荷重がかった場合に、スリーブ3の挿入端側が広がることがあり、ファイバスタブ1の保持側が同じ位置で保持されているので、光ファイバのズレが発生しやすく、その場合は損失が大きくなる問題があった。   Further, when a lateral load is applied to the plug ferrule 7, the insertion end side of the sleeve 3 may spread, and the holding side of the fiber stub 1 is held at the same position. Had the problem of increasing loss.

図5のようにホルダ4側がスリーブ3の端部を保持する構造においても、プラグフェルール7への横荷重によってスリーブ3の挿入端側が広がってしまい、光ファイバのズレが発生しやすく損失が大きくなる問題があった。また、シェル5自体もプラグフェルール7の無理な抜き差しにより保持される位置が安定せず、抜けた場合にはスリーブ3を保護できないという問題点を有していた。   Even in the structure in which the holder 4 side holds the end portion of the sleeve 3 as shown in FIG. 5, the insertion end side of the sleeve 3 spreads due to the lateral load on the plug ferrule 7, and the optical fiber is likely to be displaced and the loss increases. There was a problem. Further, the shell 5 itself has a problem that the position held by the excessive insertion and removal of the plug ferrule 7 is not stable, and the sleeve 3 cannot be protected when it is detached.

上記の課題に鑑みて本発明の光レセプタクルは、フェルールの中心に光ファイバ固定されたファイバスタブと、該ファイバスタブの後端部を保持するホルダと、一方側がファイバスタブの先端部を保持するとともに他方側がファイバスタブの先端面に接続されるプラグフェルールを保持るスリーブと、該スリーブを収納するとともに後端部が前記ホルダに保持されるケースとからなる光レセプタクルであって、前記ケースは、前記後端部の外周面に鍔部を有しており、該鍔部の後端面が前記ホルダに当接されるとともに、前記鍔部の先端側の面が前記ホルダに嵌合された把持部材に当接されて保持されていることを特徴とする。
In view of the above problems, the optical receptacle according to the present invention includes a fiber stub in which an optical fiber is fixed at the center of the ferrule, a holder that holds the rear end of the fiber stub, and one side that holds the tip of the fiber stub. with a second side and the sleeve that holds the plug ferrule that will be connected to the distal end face of the fiber stub, optical receptacle comprising a casing the rear end portion with housing the sleeve is held before Symbol holder, said case Has a flange portion on the outer peripheral surface of the rear end portion, the rear end surface of the flange portion is in contact with the holder, and the front end surface of the flange portion is fitted to the holder It is characterized by being held in contact with the gripping member.

記ホルダを有底カップ状に形成するとともに、前記ケースの鍔部を前記ホルダの底面に当接させ、前記把持部材を記ホルダの側壁内周面と記ケース外周面の間に配置しことを特徴とする。
To form a pre-Symbol holder bottomed cup shape, between the flange portion of the case is brought into contact with the bottom surface of the holder, the side wall inner surface and the front SL case outer circumferential surface of the front Stories holder pre Symbol gripping member It is characterized by having been arranged in.

前記ホルダは筒状に、前記把持部材は筒状に形成するとともに、一端に筒の内壁から突出する突起部を形成し、前記把持部材の内周面と前記ホルダの側壁外周面とを嵌合させるとともに、前記ホルダと前記突起部とが前記鍔部に当接されていることを特徴とする。

The holder is formed in a cylindrical shape, the gripping member is formed in a cylindrical shape, and a protrusion protruding from the inner wall of the cylinder is formed at one end, and the inner peripheral surface of the gripping member and the outer peripheral surface of the side wall of the holder are fitted together And the holder and the protrusion are in contact with the flange.

記ケースは、前記スリーブに前記プラグフェルールが挿入されたときの前記スリーブの外径に対してクリアランスを有する内径を備えていることを特徴とする。
Before SL case, characterized in that the plug ferrule into the sleeve is provided with an inner diameter having a clearance relative to the outer diameter of the sleeve when inserted.

そして、本発明の光モジュールは、上述の光レセプタクルの後端側に光素子を収納した光学ケースを取り付けたものである。   And the optical module of this invention attaches the optical case which accommodated the optical element to the rear-end side of the above-mentioned optical receptacle.

本発明の光レセプタクルによれば、ケースは、後端部の外周面に鍔部を有しており、この鍔部の後端面がホルダに当接されるとともに、鍔部の先端側の面がホルダに嵌合された把持部材に当接されて保持されていることから、横荷重をかけた際のスリーブの更なる広がりや傾きによる動きを把持部材ホルダとによって保持されたケースによって抑制させることが可能となり、しかも、ファイバスタブの後端部はホルダで固定されているため、安定したプラグフェルールとの接続が実現でき、横荷重特性の優れた光レセプタクル及びそれを用いた光モジュールを提供できる。従って、小型化したとしても、充分な把持力が得られることが可能な光レセプタクル及び光モジュールを提供できる。

According to the optical receptacle of the present invention, the case has a flange portion on the outer peripheral surface of the rear end portion, and the rear end surface of the flange portion is in contact with the holder, and the front end side surface of the flange portion is since it was held in contact with the fitted gripping member to the holder, it is suppressed by the case held a motion according to a further extent and inclination of the sleeve at the time of applying a lateral load by the gripping member and the holder In addition, since the rear end of the fiber stub is fixed with a holder, a stable connection with a plug ferrule can be realized, and an optical receptacle with excellent lateral load characteristics and an optical module using the same are provided. it can. Accordingly, it is possible to provide an optical receptacle and an optical module that can obtain a sufficient gripping force even if the size is reduced.

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。なお、従来技術と同じ構成の部材については同じ符号を用いて説明する。図1、図2は本発明の光レセプタクルの一実施形態を示すための中央断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the member of the same structure as a prior art, it demonstrates using the same code | symbol. FIG. 1 and FIG. 2 are central sectional views for illustrating an embodiment of an optical receptacle of the present invention.

図1に示すように、本発明の光レセプタクルは、ファイバスタブ1、ファイバスタブ1の後端部を固定するホルダ4、一方側はファイバスタブ1の先端部を保持し、他方側はファイバスタブ1の先端面に接続されるプラグフェルール7を保持してなるスリーブ3及びスリーブ3を収納した状態でホルダ4に固定するシェル5(ケース)とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the optical receptacle of the present invention includes a fiber stub 1, a holder 4 for fixing the rear end of the fiber stub 1, one side holding the tip of the fiber stub 1, and the other side of the fiber stub 1. And a shell 5 (case) that is fixed to the holder 4 in a state in which the sleeve 3 is accommodated.

そして、本発明の特徴とすることは、ホルダ4から直接又は間接的にファイバスタブ1の先端部の外周面がスリーブ3を介してシェル5で把持される把持部材6を有したことにある。   A feature of the present invention is that the outer peripheral surface of the distal end portion of the fiber stub 1 directly or indirectly from the holder 4 has a gripping member 6 that is gripped by the shell 5 via the sleeve 3.

ファイバスタブ1は、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料等からなるフェルール1aの中央にファイバ貫通孔1bを形成してなり、ファイバ貫通孔1bに石英ガラス等からなる光ファイバ2を挿入し、接着固定して得られる。ファイバスタブ1の先端面を球状に研磨処理され、先端面を球状に形成したプラグフェルール7との接続が確実に行えるように構成されている。また、後端面は傾斜面にカットされており、後述のように光モジュールとして組み込んだ際のレーザ光の戻り光が直接、レーザ素子に戻るのを防止している。   The fiber stub 1 has a fiber through hole 1b formed in the center of a ferrule 1a made of a ceramic material such as zirconia or alumina, and an optical fiber 2 made of quartz glass or the like is inserted into the fiber through hole 1b and bonded and fixed. Obtained. The front end surface of the fiber stub 1 is polished into a spherical shape so that the connection with the plug ferrule 7 with the front end surface formed into a spherical shape can be reliably performed. Further, the rear end surface is cut into an inclined surface, and the return light of the laser light when assembled as an optical module as described later is prevented from returning directly to the laser element.

ホルダ4は、有底カップ状に形成されており、その底面中央に、貫通孔40を形成するとともに、この貫通孔40にファイバスタブ1の後端側が圧入保持されている。材料としてはSUS304等の耐食性と溶接性に優れたステンレス材が用いられるが、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料を用いても構わない。   The holder 4 is formed in a cup shape with a bottom, and a through hole 40 is formed in the center of the bottom surface, and the rear end side of the fiber stub 1 is press-fitted and held in the through hole 40. As the material, a stainless steel material having excellent corrosion resistance and weldability such as SUS304 is used, but a weldable material such as iron or nickel may be used.

スリーブ3は、りん青銅やセラミック材料等からなる円筒を縦全体にスリット加工した割りスリーブが用いられている。   As the sleeve 3, a split sleeve obtained by slitting a cylinder made of phosphor bronze, a ceramic material, or the like into the entire length is used.

シェル5は円筒状に形成され、スリーブ3の他方側から挿入されるプラグフェルール7により広がったスリーブ3の外径より、1〜20μm程度大きい内径を持ち、材料としては防錆性に優れた金属や樹脂から構成されており、スリーブ3の全体が収納されている。そして、シェル5の後端側の外周部には鍔部50が形成されており、ホルダ4内に鍔部50が入り込める寸法としている。   The shell 5 is formed in a cylindrical shape, has an inner diameter that is about 1 to 20 μm larger than the outer diameter of the sleeve 3 spread by the plug ferrule 7 inserted from the other side of the sleeve 3, and is a metal excellent in rust prevention as a material. The sleeve 3 is housed in its entirety. And the collar part 50 is formed in the outer peripheral part of the rear-end side of the shell 5, and it is set as the dimension which the collar part 50 can enter in the holder 4. FIG.

把持部材6は、リング状に形成されたもので、防錆性に優れた金属や樹脂等が用いられている。把持部材6はホルダ4に嵌合されており、ホルダ4の側壁内周とシェル5の外周との間に所定のクリアランスを有して配置されており、プラグフェルール7を挿入した状態においては、ファイバスタブ1の先端部の外周面がスリーブ3を介してシェル5で間接的に把持されるように構成されている。   The gripping member 6 is formed in a ring shape, and a metal, resin, or the like excellent in rust prevention is used. The gripping member 6 is fitted to the holder 4 and is disposed with a predetermined clearance between the inner periphery of the side wall of the holder 4 and the outer periphery of the shell 5. In the state where the plug ferrule 7 is inserted, The outer peripheral surface of the distal end portion of the fiber stub 1 is configured to be indirectly held by the shell 5 via the sleeve 3.

これにより、プラグフェルール7の挿入の際のスリーブ3の広がりまでは制限せずに、挿入時の広がりに余裕ができ、また、把持部材6によりプラグフェルール7の挿入後の傾きを有効に制限することのみが可能な構造であり、光接続がなされているプラグフェルール7やファイバスタブ1の両方の光ファイバ端を中心に僅かに傾くだけで光接続損失は小さいレベルでしか発生しない。   Accordingly, the expansion of the sleeve 3 at the time of insertion of the plug ferrule 7 is not limited, and there is room for expansion at the time of insertion, and the inclination after the insertion of the plug ferrule 7 is effectively limited by the gripping member 6. The optical connection loss occurs only at a small level just by tilting slightly about the optical fiber ends of both the plug ferrule 7 and the fiber stub 1 to which the optical connection is made.

また、シェル5の外周面と鍔部50とで形成される段差領域Rに把持部材6が係合している。これにより、接着剤でシェル5をホルダ4に固定する場合においても、シェル5の段差領域Rを係合する構造とすることにより、接着材が劣化してもシェル5が抜けにくく、又、鍔部50の底面をホルダ4に当てることで傾きが制限出来る。   Further, the gripping member 6 is engaged with a step region R formed by the outer peripheral surface of the shell 5 and the flange portion 50. As a result, even when the shell 5 is fixed to the holder 4 with an adhesive, the shell 5 is difficult to be removed even if the adhesive is deteriorated by adopting a structure in which the step region R of the shell 5 is engaged. By tilting the bottom surface of the portion 50 against the holder 4, the tilt can be limited.

なお、本発明に用いられる把持部材6の構造としては上述のリング状の構造に限定されるものではなく、例えば、図2の様に、円筒状の把持部材6にホルダ4を圧入する方法によって、ファイバスタブ1の先端部の外周面がスリーブ3を介してシェル5で直接的に把持されるように構成してもよい。この際、把持部材6の内径は、プラグフェルール7を挿入する前はシェル5を拘束することがないクリアランスを設けてあり、ホルダ4とシェル5はクリアランス内の自由な位置で固定可能であり、プラグフェルール7を挿入した後は上述のように直接、シェル5でスリーブ3を介して把持される。
これにより、従来構造の図4や図5において、シェル5の内径をスリーブ3の外径と同等もしくは小さくすることだけでスリーブ3の傾きを制限しようとした場合、ホルダ4のファイバスタブ1を挿入する貫通孔40とシェル5を嵌め込む外形、若しくは貫通孔40の同軸度、スリーブ3の内径と外形の同軸度、シェル5のホルダ4を嵌め合う内径と、シェル5のスリーブ3嵌め合う内径の偏芯量を全て高精度に加工するだけでなく、ファイバスタブ1の外形中心とシェル5の内径中心を高精度に、又傾き無く合わせる必要があり、実現が困難であったが、ファイバスタブ1の後端部をホルダ4の貫通孔40で固定し、ファイバスタブ1の先端部を、ホルダ4から直接又は間接的にスリーブ3を介してシェル5で把持される把持部材6を有したために、そのような高精度に加工しなくてもプラグフェルール1の傾きによる挿入損失の悪化を容易に阻止することができるので実現可能となった。
The structure of the gripping member 6 used in the present invention is not limited to the ring-shaped structure described above. For example, as shown in FIG. 2, the holder 4 is press-fitted into the cylindrical gripping member 6. The outer peripheral surface of the distal end portion of the fiber stub 1 may be configured to be directly held by the shell 5 via the sleeve 3. At this time, the inner diameter of the gripping member 6 is provided with a clearance that does not restrain the shell 5 before the plug ferrule 7 is inserted, and the holder 4 and the shell 5 can be fixed at a free position within the clearance. After the plug ferrule 7 is inserted, it is directly gripped by the shell 5 via the sleeve 3 as described above.
4 and 5 of the conventional structure, when trying to limit the inclination of the sleeve 3 only by making the inner diameter of the shell 5 equal to or smaller than the outer diameter of the sleeve 3, the fiber stub 1 of the holder 4 is inserted. Of the through hole 40 and the shell 5 to be fitted, or the coaxiality of the through hole 40, the coaxiality of the inner diameter and the outer shape of the sleeve 3, the inner diameter to fit the holder 4 of the shell 5, and the inner diameter to fit the sleeve 3 of the shell 5 In addition to processing all eccentricity with high accuracy, it is necessary to match the outer center of the fiber stub 1 and the inner diameter center of the shell 5 with high accuracy and without tilting. The rear end of the fiber stub 1 is fixed by the through hole 40 of the holder 4, and the gripping member 6 is held by the shell 5 directly or indirectly from the holder 4 via the sleeve 3. For, made possible because the deterioration of the insertion loss due to the inclination of the plug ferrule 1 without machining such high accuracy can be easily prevented.

望ましい構成としては、ファイバスタブ1やスリーブ3をジルコニアセラミックス形成する。特にセラミックスの材料には、ZrO2を主成分とし、Y、CaO、MgO、CeO、Dyなどの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましく、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから、弾性を利用してプラグフェルール7やファイバスタブ1を保持するスリーブ3や、ファイバスタブ1の様に圧入によって固定する際にも有利である。 As a desirable configuration, the fiber stub 1 and the sleeve 3 are formed of zirconia ceramics. In particular, the ceramic material contains ZrO 2 as a main component, and contains at least one of Y 2 O 3 , CaO, MgO, CeO 2 , Dy 2 O 3 and the like as a stabilizer, and a portion mainly composed of tetragonal crystals. It is preferable to use stabilized zirconia ceramics, and such partially stabilized zirconia ceramics have excellent wear resistance and are appropriately elastically deformed. Therefore, the plug ferrule 7 and the fiber stub 1 are used by utilizing elasticity. It is also advantageous when fixing by press-fitting like the holding sleeve 3 or the fiber stub 1.

セラミックの加工方法としては、先ず、例えばジルコニアセラミックスから形成する場合、予め射出成形、プレス成形、押出成形等の所定の成形法によって円柱状もしくは直方体形状の成形体を得、その後、該成形体を1300〜1500℃で焼成し、所定の寸法に切削加工または研磨加工を施す。なお、成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行ってもよい。また、表面荒さは挿入性を考慮して、算術平均粗さ(Ra)0.2μm以下が望ましい。ファイバスタブ1のプラグフェルール側端面は、光コネクタとの接続損失を低減させるため曲率半径5〜30mm程度の曲面状に加工されている。さらに、光素子側の端面は出射された光が光ファイバの端面で反射して光素子に戻る反射光を防止するため4〜10°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。   As a ceramic processing method, for example, when forming from zirconia ceramics, for example, a cylindrical or rectangular parallelepiped shaped body is obtained in advance by a predetermined molding method such as injection molding, press molding, extrusion molding, etc. Baking is performed at 1300 to 1500 ° C., and cutting or polishing is performed to a predetermined dimension. Note that a predetermined shape may be formed in advance on the formed body by cutting or the like, and then fired. In addition, the surface roughness is desirably an arithmetic average roughness (Ra) of 0.2 μm or less in consideration of insertability. The end surface on the plug ferrule side of the fiber stub 1 is processed into a curved surface having a curvature radius of about 5 to 30 mm in order to reduce connection loss with the optical connector. Further, the end face on the optical element side is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 10 ° in order to prevent the reflected light from being reflected by the end face of the optical fiber and returning to the optical element.

このファイバスタブ4を用いた構造では、上述のように反射戻り光を防止するために後端面を斜め研磨しているので、特に反射に弱い光素子を使用する場合に有効である。   In the structure using the fiber stub 4, the rear end face is obliquely polished in order to prevent reflected return light as described above, which is effective particularly when an optical element that is weak against reflection is used.

ファイバスタブ1とホルダ4の圧入においては、プラグフェルール7からの継続的な荷重や、瞬発的な荷重に対して十分余裕がある保持力とするため、圧入力を高く設定しておくだけでなく、シェル5と高精度に嵌め合うため、圧入によって傾きが発生しないように十分な注意が必要である。   In the press-fitting of the fiber stub 1 and the holder 4, not only the pressure input is set high in order to obtain a holding force with sufficient margin against a continuous load from the plug ferrule 7 or an instantaneous load. In order to fit with the shell 5 with high accuracy, it is necessary to be careful not to cause an inclination by press-fitting.

スリーブ3においては、プラグフェルール7を挿入して対空気との屈折率差による損失がなく、光ファイバ2、8同士が光接続する荷重が得られるように、プラグフェルール7を保持する際に適正な保持力になる必要がある。   In the sleeve 3, when the plug ferrule 7 is inserted and inserted so that there is no loss due to the difference in refractive index from the air and a load for optically connecting the optical fibers 2 and 8 is obtained, it is appropriate to hold the plug ferrule 7. It is necessary to have a strong holding force.

シェル5や把持部材6についてはプラグフェルール7対して横方向に大きな荷重がかかった場合、スリーブ3を通して直接にシェル5を傾けようとする方向に力が働くため、強度と耐久性が必要であり、防錆性に優れた金属、例えばステンレスやニッケルメッキをした金属や、樹脂においては信頼性の観点から耐熱性があり熱膨張を極力抑えたものを使用することが望ましい。また、シェル5によってスリーブ3自体を固定せず、プラグフェルール7を挿入したときに、20um以下のクリアランスを持つ様なシェル5の内径とすることで、プラグフェルール7の傾きを制限し、スリーブ3のプラグフェルール7に対する保持力のバラツキが少なく、プラグフェルール7の脱着再現性が良いレセプタクルとなる。   As for the shell 5 and the gripping member 6, when a large load is applied to the plug ferrule 7 in the lateral direction, a force acts in a direction to incline the shell 5 directly through the sleeve 3, so that strength and durability are required. In addition, it is desirable to use a metal having excellent rust prevention properties, such as a metal plated with stainless steel or nickel, or a resin having heat resistance and suppressing thermal expansion as much as possible from the viewpoint of reliability. Further, the sleeve 3 itself is not fixed by the shell 5, and the inclination of the plug ferrule 7 is limited by setting the inner diameter of the shell 5 to have a clearance of 20 μm or less when the plug ferrule 7 is inserted. Thus, the receptacle ferrule 7 has a small variation in holding force with respect to the plug ferrule 7, and the plug ferrule 7 has a good detachability.

この様に、本発明の光レセプタクルでは、プラグフェルール7を光レセプタクルに接続した後、プラグフェルール7に対して横方向に大きな荷重がかかってもスリーブ3が大きく開いたり、傾いたりすることなく、結果として大きな接続損失とならない。従って、図6に示すように、図1の光レセプタクルの後端側に光素子を収納した光学ケースを取り付けることにより、図3の光レセプタクルモジュールに比べて光ファイバコードの自重や張力による横荷重に対して損失が少ない良好な光モジュールが提供できる。   As described above, in the optical receptacle of the present invention, after the plug ferrule 7 is connected to the optical receptacle, the sleeve 3 is not greatly opened or tilted even when a large load is applied to the plug ferrule 7 in the lateral direction. As a result, there is no significant connection loss. Therefore, as shown in FIG. 6, by attaching an optical case housing the optical element to the rear end side of the optical receptacle in FIG. 1, the lateral load due to the weight or tension of the optical fiber cord compared to the optical receptacle module in FIG. Therefore, it is possible to provide a good optical module with little loss.

本発明の実施例を説明する。   Examples of the present invention will be described.

先ず、本発明実施例として図1に示す光レセプタクルを作製した。なお光レセプタクルに接続される光コネクタはLCコネクタとした。ファイバスタブ1となる円筒状のセラミックはジルコニアからなり、押し出し成形によって円筒状のセラミックス成形体を得て焼成工程で焼き固め、切削加工を行った。   First, as an example of the present invention, an optical receptacle shown in FIG. 1 was produced. The optical connector connected to the optical receptacle was an LC connector. The cylindrical ceramic used as the fiber stub 1 was made of zirconia, and a cylindrical ceramic molded body was obtained by extrusion molding, and was baked and hardened in a firing process, followed by cutting.

こうして得られた円筒状のセラミックのファイバ貫通孔1bに光ファイバ2を挿入接着固定し、先端部を曲率半径10mm程度の曲面に鏡面研磨し、反対側をLD素子等の光素子から出射された光が、光ファイバ先端部で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、8°の傾斜面に鏡面研磨を行い、ファイバスタブ1とした。   The optical fiber 2 is inserted and fixed in the cylindrical ceramic fiber through hole 1b thus obtained, the tip is mirror-polished to a curved surface with a curvature radius of about 10 mm, and the opposite side is emitted from an optical element such as an LD element. In order to prevent the reflected light from being reflected at the tip of the optical fiber and returning to the optical element, the inclined surface of 8 ° was mirror-polished to obtain a fiber stub 1.

また、防錆性、溶接性に優れたSUS304からなるホルダ4へファイバスタブ1を圧入するには圧力センサー付きハンドプレス(不図示)にて、十分な荷重を確認しつつ圧入した。このとき、このサンプルの固定位置付近での圧入強度は120N程度あった。   Further, in order to press-fit the fiber stub 1 into the holder 4 made of SUS304 having excellent rust prevention and weldability, it was press-fitted while confirming a sufficient load with a hand press with a pressure sensor (not shown). At this time, the press-fitting strength in the vicinity of the fixed position of this sample was about 120N.

従って、それ以下の荷重であればファイバスタブ1が動くことが無いため、プラグフェルール7による押し圧や着脱時の衝撃に対して十分強度があることになる。   Accordingly, since the fiber stub 1 does not move if the load is less than that, the fiber stub 1 is sufficiently strong against the pressing force by the plug ferrule 7 and the impact at the time of attachment / detachment.

次にスリーブ3は割りスリーブが用いられ、ジルコニアセラミックス製で全長が5mmとし、ホルダ4の貫通孔40にファイバスタブ1を挿入する。ファイバスタブ1をホルダ4の端面まで突き当てた後、防錆性に優れたSUS304からなる鍔部50を有する図のように所定の形状に形成した円筒状シェル5にスリーブ3を嵌め込む。このときのシェル5の内径はプラグフェルール7が挿入されたときのスリーブ3の最大外径に対して4μmのクリアランスがあるようにした。その後、シェル5の鍔部50をホルダ4の底面部まで突き当て、その後、防錆性に優れたSUS303の把持部材6をホルダ4に圧入しながらシェル5の鍔部50を挟み込み固定する。これにより長さ寸法7.5mmの光レセプタクルとすることが出来た。   Next, a split sleeve is used as the sleeve 3, which is made of zirconia ceramics and has a total length of 5 mm, and the fiber stub 1 is inserted into the through hole 40 of the holder 4. After the fiber stub 1 is abutted to the end surface of the holder 4, the sleeve 3 is fitted into a cylindrical shell 5 formed in a predetermined shape as shown in the figure having a flange 50 made of SUS304 having excellent rust prevention properties. The inner diameter of the shell 5 at this time was set to have a clearance of 4 μm with respect to the maximum outer diameter of the sleeve 3 when the plug ferrule 7 was inserted. Thereafter, the flange portion 50 of the shell 5 is abutted to the bottom surface portion of the holder 4, and thereafter, the flange portion 50 of the shell 5 is sandwiched and fixed while the gripping member 6 of SUS303 having excellent rust prevention properties is press-fitted into the holder 4. As a result, an optical receptacle having a length of 7.5 mm was obtained.

また、比較の為、シェル5の鍔部50がなくホルダ4に圧入する従来構造とし、シェル5の内径もプラグフェルール7が挿入されたときのスリーブ3の最外径に対して100μmのクリアランスである以外は同等の光レセプタクルとして試作した。 For comparison, the shell 5 has a conventional structure in which the flange portion 50 is not pressed and is press-fitted into the holder 4, and the inner diameter of the shell 5 is 100 μm clearance from the outermost diameter of the sleeve 3 when the plug ferrule 7 is inserted. Other than the above, it was prototyped as an equivalent optical receptacle.

横荷重の比較測定としては、それぞれ本発明と従来構造のレセプタクルを図6に示すように光レセプタクルにLD素子を有する光学ケースを調芯溶接固定したモジュール化したもので行った。電源にて一定の光を出力し、プラグフェルール7を差し込みコネクタ接続した後、その光出力を光出力測定器にて測定する。そして、横荷重の加える前の光出力を基準に、横荷重に対する光出力を測定するという方法で実施した。   As a comparative measurement of the lateral load, the receptacles of the present invention and the conventional structure were respectively modularized as shown in FIG. 6 in which an optical case having an LD element on an optical receptacle was aligned and fixed. After a constant light is output from the power source and the plug ferrule 7 is inserted and connected to the connector, the light output is measured by a light output measuring instrument. And it implemented by the method of measuring the optical output with respect to a lateral load on the basis of the optical output before applying a lateral load.

この実験方法にて本発明の光レセプタクルと、把持部材6の無い従来構造の光レセプタクルにおいてプラグフェルール7を差した状態で、割スリーブをシェル側に当て付けファイバスタブ側を0.2mm浮いた状態にしものとで横荷重の比較測定をした結果を図7に示す。   In this experiment method, the split sleeve is applied to the shell side and the fiber stub side is lifted by 0.2 mm with the plug ferrule 7 inserted in the optical receptacle of the present invention and the optical receptacle of the conventional structure without the gripping member 6 FIG. 7 shows the result of comparative measurement of the lateral load with Nishimono.

横荷重の測定は図7に示すように、これより本発明が優れており、小型で横荷重の特性に対して優位性があることが確認出来た。特に、横荷重が大きくなったとしても挿入損失が悪化することがなく安定させることが可能となるのが理解できる。   As shown in FIG. 7, it was confirmed that the present invention is superior to this in measuring the lateral load, and is small and superior to the characteristics of the lateral load. In particular, it can be understood that even if the lateral load increases, the insertion loss does not deteriorate and can be stabilized.

本発明は、光通信用モジュール等に使用されるだけでなく、センサー用途の光モジュールにおいても適用可能である。 The present invention is applicable not only to optical communication modules and the like, but also to optical modules for sensor applications.

本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the optical receptacle of this invention. 本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the optical receptacle of this invention. 従来の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the conventional optical receptacle. 従来の光レセプタクルモジュールの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the conventional optical receptacle module. 従来の光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the conventional optical receptacle. 横荷重に対する接続損失の測定方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the measuring method of the connection loss with respect to a lateral load. 本発明と従来例の横荷重に対する接続損失を示すグラフである。It is a graph which shows the connection loss with respect to the lateral load of this invention and a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1:ファイバスタブ
2:光ファイバ
3:スリーブ
4:ホルダ
5:シェル
6:把持部材
7:プラグフェルール
8:光ファイバ
9:光レセプタクル
21:光学ユニット
40:貫通孔
1: fiber stub 2: optical fiber 3: sleeve 4: holder 5: shell 6: gripping member 7: plug ferrule
8: Optical fiber 9: Optical receptacle 21: Optical unit 40: Through hole

Claims (5)

フェルールの中心に光ファイバが固定されたファイバスタブと、該ファイバスタブの後端部を保持するホルダと、一方側がファイバスタブの先端部を保持するとともに他方側がファイバスタブの先端面に接続されるプラグフェルールを保持するスリーブと、該スリーブを収納するとともに後端部が前記ホルダに保持されるケースとからなる光レセプタクルであって、前記ケースは、前記後端部の外周面に鍔部を有しており、該鍔部の後端面が前記ホルダに当接されるとともに、前記鍔部の先端側の面が前記ホルダに嵌合された把持部材に当接されて保持されていることを特徴とする光レセプタクル。 A fiber stub with an optical fiber fixed at the center of the ferrule, a holder that holds the rear end of the fiber stub, and a plug that holds one end of the fiber stub and the other side connected to the front end of the fiber stub An optical receptacle comprising a sleeve for holding a ferrule and a case for housing the sleeve and having a rear end held by the holder, the case having a flange on an outer peripheral surface of the rear end And the rear end surface of the collar portion is in contact with the holder, and the surface of the distal end side of the collar portion is in contact with and held by a gripping member fitted in the holder. Light receptacle. 前記ホルダを有底カップ状に形成するとともに、前記ケースの鍔部を前記ホルダの底面に当接させ、前記把持部材を前記ホルダの側壁内周面と前記ケース外周面との間に配置したことを特徴とする請求項1に記載の光レセプタクル。 The holder is formed in a bottomed cup shape, the flange portion of the case is brought into contact with the bottom surface of the holder, and the gripping member is disposed between the inner peripheral surface of the side wall of the holder and the outer peripheral surface of the case. The optical receptacle according to claim 1. 前記ホルダは筒状に、前記把持部材は筒状に形成するとともに、一端に筒の内壁から突出する突起部を形成し、前記把持部材の内周面と前記ホルダの側壁外周面とを嵌合させるとともに、前記ホルダと前記突起部とが前記鍔部に当接されていることを特徴とする請求項1に記載の光レセプタクル。 The holder is formed in a cylindrical shape, the gripping member is formed in a cylindrical shape, and a protrusion protruding from the inner wall of the cylinder is formed at one end, and the inner peripheral surface of the gripping member and the outer peripheral surface of the side wall of the holder are fitted together It causes the optical receptacle as claimed in claim 1, characterized in that said holder and said projection portion abuts against the flange portion. 前記ケースは、前記スリーブに前記プラグフェルールが挿入されたときの前記スリーブの外径に対してクリアランスを有する内径を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光レセプタクル。 The optical receptacle according to claim 1, wherein the case has an inner diameter having a clearance with respect to an outer diameter of the sleeve when the plug ferrule is inserted into the sleeve. . 請求項1〜4のいずれかに記載の光レセプタクルの後端側に光素子を収納した光学ケースを取り付けたことを特徴とする光モジュール。
An optical module comprising an optical case housing an optical element attached to a rear end side of the optical receptacle according to claim 1.
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