JP4663482B2 - Receiver module - Google Patents

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JP4663482B2 JP2005314106A JP2005314106A JP4663482B2 JP 4663482 B2 JP4663482 B2 JP 4663482B2 JP 2005314106 A JP2005314106 A JP 2005314106A JP 2005314106 A JP2005314106 A JP 2005314106A JP 4663482 B2 JP4663482 B2 JP 4663482B2
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Description

本発明は、レンズ一体型光ファイバスタブおよび該光ファイバスタブを備える光レセプタクル及び光モジュールに関する。   The present invention relates to a lens-integrated optical fiber stub, an optical receptacle including the optical fiber stub, and an optical module.

近年、情報通信が高速化・大容量化の傾向にあり、その対応として光通信技術が利用されている。一般に光通信においては、電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバを用いて送信し、受信した光信号を電気信号に変換する。電気信号と光信号との変換は、半導体レーザやフォトダイオードなどの光素子により行われる。   In recent years, information communication has a tendency to increase in speed and capacity, and optical communication technology is used as a countermeasure. In general, in optical communication, an electrical signal is converted into an optical signal, the optical signal is transmitted using an optical fiber, and the received optical signal is converted into an electrical signal. The conversion between the electrical signal and the optical signal is performed by an optical element such as a semiconductor laser or a photodiode.

この場合、光素子と光ファイバとの結合特性を向上させるために、通常光ファイバから放射された光を集光したり、あるいは平行光にするために、光ファイバからの光の放射側に球面レンズまたは非球面レンズなどの光学レンズが設置される（特許文献３参照）。   In this case, in order to improve the coupling characteristics between the optical element and the optical fiber, a spherical surface is formed on the radiation side of the light from the optical fiber in order to condense the light normally emitted from the optical fiber or to make it parallel light. An optical lens such as a lens or an aspheric lens is installed (see Patent Document 3).

または、他の構造として、先球ファイバが用いられる場合がある。この先球ファイバとは、光ファイバ先端に半球状のレンズが設置されている光ファイバである。この先球ファイバを用いることにより、通常光ファイバと光素子との間に設置されるレンズが省略可能となるため、光学調芯が容易となり、かつ光モジュールの小型化が可能となる。   Alternatively, a tip-ball fiber may be used as another structure. This tip-spherical fiber is an optical fiber in which a hemispherical lens is installed at the tip of the optical fiber. By using this pointed fiber, the lens installed between the normal optical fiber and the optical element can be omitted, so that optical alignment becomes easy and the optical module can be miniaturized.

しかしながら、先球ファイバを製造するためには、複雑な加工が必要となる場合が多い（特許文献１参照）。このため、先球ファイバは一般に、通常の光ファイバと比較してかなり高価である。この問題を解決するための方法として、樹脂をファイバの端面に塗布後硬化させることにより、先球ファイバを構成するものが考案されているが、先球部の信頼性および、寸法および構造の自由度が限られている（特許文献２参照）。
特開平８−２８６０８２号公報 特開２００４−２４０３６１号公報 特開２００３−１９５０１２号公報 However, in order to manufacture the tip-ball fiber, complicated processing is often required (see Patent Document 1). For this reason, tip sphere fibers are generally much more expensive than ordinary optical fibers. As a method for solving this problem, a resin that constitutes a spherical fiber is devised by applying a resin to the end face of the fiber and then curing it. However, the reliability of the spherical part and the freedom of size and structure are devised. The degree is limited (see Patent Document 2).
JP-A-8-286082 JP 2004-240361 A JP 2003-195012 A

上記特許文献３のような構造の場合、光ファイバとレンズ間の位置調整が必要になり、そのための部品が必要になり、部品の点数が増加する。また通常レンズとファイバの接触部での反射などを防ぐため、光ファイバ端面やレンズ端面は精密な光学面である必要がある。またその光学レンズは、通常ガラス材で作製され、その両端面は、球面あるいは非球面などの形状に成形、あるいは光学研磨されるため、レンズ自体が高価であるという問題がある。   In the case of the structure as described in Patent Document 3, it is necessary to adjust the position between the optical fiber and the lens, and parts for that purpose are required, and the number of parts increases. In order to prevent reflection at the contact portion between the lens and the fiber, the end face of the optical fiber and the end face of the lens need to be precise optical surfaces. Further, the optical lens is usually made of a glass material, and both end surfaces thereof are molded into a spherical or aspherical shape or optically polished, so that there is a problem that the lens itself is expensive.

一方これらの問題を解決するために、上述の樹脂をファイバ端面に塗布後硬化させた先球ファイバが考案されている。その先球ファイバＸを図３に表す。先球ファイバＸは、コア部９とクラッド部１４を有する光ファイバ１と樹脂レンズ４により構成されている。   On the other hand, in order to solve these problems, a tip spherical fiber has been devised in which the above-mentioned resin is applied to the fiber end face and then cured. The tip spherical fiber X is shown in FIG. The front fiber X is composed of an optical fiber 1 having a core portion 9 and a cladding portion 14 and a resin lens 4.

通常光ファイバの材料は石英であり、その線膨張係数は０．４〜０．５５X１０−６／
℃程度である。それに比較して一般的に樹脂レンズ４の線膨張係数は、非常に大きい（例えば７０X１０−６／℃程度）。このため、光通信用モジュールなどの信頼性試験である
熱サイクル試験（−４０℃〜＋８５℃）などで、光ファイバ１と樹脂レンズ４の界面１５にストレスが生じ、界面１５に剥離が生じるというような問題がある。また高温高湿試験（８５℃/８５％）などでは、その光ファイバ１と樹脂レンズ４の接着面積が非常に小さ
いため、水分がコア部９まで容易に進入しやすく、その界面１５に剥離が生じ、反射特性が悪化するという問題がある。

Usually, the material of the optical fiber is quartz, and its linear expansion coefficient is 0.4 to 0.55 × 10 −6 /
It is about ℃. In comparison, the linear expansion coefficient of the resin lens 4 is generally very large (for example, about 70 × 10 −6 / ° C.). For this reason, in the thermal cycle test (−40 ° C. to + 85 ° C.), which is a reliability test of an optical communication module or the like, stress is generated at the interface 15 between the optical fiber 1 and the resin lens 4, and the interface 15 is peeled off. There is a problem like this. Further, in a high temperature and high humidity test (85 ° C./85%) or the like, since the bonding area between the optical fiber 1 and the resin lens 4 is very small, moisture easily enters the core portion 9 and the interface 15 peels off. There arises a problem that the reflection characteristics deteriorate.

また本図３の構造の場合、通常光ファイバ１のコア部９はその光ファイバ外径Ｄ２の中心に位置している。また樹脂レンズ４は製造上その曲率中心１０は、光ファイバ外径Ｄ２の中心になる。このため、コア部９の光軸と樹脂レンズ４の光軸は一致している。この場合、例えば、図４に表す受光モジュールＭ１などの場合、その光軸上に光素子であるフォトダイオード１１が位置することになる。この場合、フォトダイオード１１への入射光１３のその端面１２での反射光１６が光ファイバ１に戻ってしまい、それにより、光伝送信号にノイズが発生するという問題がある。   In the case of the structure of FIG. 3, the core portion 9 of the normal optical fiber 1 is positioned at the center of the optical fiber outer diameter D2. In addition, the center of curvature 10 of the resin lens 4 is the center of the optical fiber outer diameter D2. For this reason, the optical axis of the core part 9 and the optical axis of the resin lens 4 correspond. In this case, for example, in the case of the light receiving module M1 shown in FIG. 4 or the like, the photodiode 11 as an optical element is positioned on the optical axis. In this case, the reflected light 16 on the end face 12 of the incident light 13 to the photodiode 11 returns to the optical fiber 1, thereby causing a problem that noise is generated in the optical transmission signal.

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、その信頼性を向上させるとともに、光素子端面での反射光の光ファイバへの戻りを抑制することにより、光伝送信号の安定化を提供することを、目的とする。   The present invention has been conceived under such circumstances, and improves the reliability and suppresses the return of reflected light to the optical fiber at the end face of the optical element, thereby transmitting light. It is an object to provide signal stabilization.

上記問題点に鑑みて本発明の受光モジュールは、ファイバスタブと受光素子とを含む受光モジュールであって、前記ファイバスタブは、ファイバスタブは、光を導通するための光ファイバと、前記光ファイバを貫通孔に備えたフェルールと、前記光ファイバの端面を覆うように前記フェルールの端面に被着された樹脂レンズとを有し、前記フェルールに対して前記光ファイバを偏芯させ、前記樹脂レンズの曲率中心に対して、前記光ファイバをずらして位置させたことによって、前記受光モジュールにおける反射特性が３５ｄＢ以上となるようにした。
In view of the above problems, a light receiving module of the present invention is a light receiving module including a fiber stub and a light receiving element, wherein the fiber stub includes an optical fiber for conducting light, and the optical fiber. A ferrule provided in the through-hole, and a resin lens attached to the end face of the ferrule so as to cover the end face of the optical fiber, and the optical fiber is eccentric with respect to the ferrule, The reflection characteristic of the light receiving module is set to be 35 dB or more by shifting the optical fiber with respect to the center of curvature.

さらに前記フェルールの線膨張係数は、前記光ファイバの線膨張係数よりも前記樹脂レンズの線膨張係数に近いことを特徴とする。   Furthermore, the linear expansion coefficient of the ferrule is closer to the linear expansion coefficient of the resin lens than the linear expansion coefficient of the optical fiber.

さらに前記フェルールは、前記樹脂レンズ側の端面が凹曲面であることを特徴とする。   Furthermore, the ferrule is characterized in that the end surface on the resin lens side is a concave curved surface.

さらに前記フェルールは前記樹脂レンズ側の端面の表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．８μｍ以下であることを特徴とする。   Further, the ferrule is characterized in that the surface roughness of the end surface on the resin lens side is 0.8 μm or less in terms of arithmetic average roughness Ra.

本発明の構成によると、樹脂レンズがフェルールの端面にわたって覆うように設けられるため、接着面積を広くとることができる。このため、湿度などのファイバコア部位への進入を防ぐことができ、信頼性を向上させることができる。また、フェルールの端面わたって覆うように設けられることにより、その樹脂レンズの曲率中心はその端面の中心上に位置する。このため、光ファイバが固定されるフェルールの内径とその端面を偏心させることにより、任意にその曲率中心と光ファイバの光軸を偏心させることができる。このため、受光モジュールなどの場合、その光の入射角をフォトダイオード受光面に対して傾斜させることが可能になり、そのフォトダイオード面からの反射光が光ファイバへ戻るのを防ぐことができ、信号ノイズを低減することが可能になる。   According to the configuration of the present invention, since the resin lens is provided so as to cover the end surface of the ferrule, the bonding area can be increased. For this reason, entry to the fiber core part such as humidity can be prevented, and reliability can be improved. Further, by being provided so as to cover the end face of the ferrule, the center of curvature of the resin lens is located on the center of the end face. For this reason, by decentering the inner diameter of the ferrule to which the optical fiber is fixed and its end face, the center of curvature and the optical axis of the optical fiber can be arbitrarily decentered. For this reason, in the case of a light receiving module or the like, the incident angle of the light can be inclined with respect to the photodiode light receiving surface, and the reflected light from the photodiode surface can be prevented from returning to the optical fiber. Signal noise can be reduced.

またそのフェルールの線膨張係数は、光ファイバよりも樹脂レンズの線膨張係数に近いため、使用温度の変化による樹脂レンズへの応力を低減でき、樹脂レンズの剥離などを防止することができる。   Further, since the linear expansion coefficient of the ferrule is closer to the linear expansion coefficient of the resin lens than that of the optical fiber, it is possible to reduce the stress on the resin lens due to a change in use temperature and to prevent the resin lens from peeling off.

また、上記のファイバスタブを用い、光レセプタクルおよびその光レセプタクルを使用した光モジュールを構成することにより、信頼性面で優れ、かつ信号ノイズを低減した光モジュールを実現することが可能となる。   Further, by configuring the optical receptacle and the optical module using the optical receptacle using the above fiber stub, it is possible to realize an optical module that is excellent in reliability and reduced in signal noise.

本発明は光を導通するための光ファイバと、前記光ファイバを貫通孔に備えたフェルールと、前記フェルールの端面に前記光ファイバの端面を覆うように被着された樹脂レンズとを有するファイバスタブである。   The present invention relates to a fiber stub having an optical fiber for conducting light, a ferrule provided with the optical fiber in a through hole, and a resin lens attached to the end face of the ferrule so as to cover the end face of the optical fiber It is.

図１は、本発明の第１の実施形態に係るファイバスタブを表す平面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a fiber stub according to the first embodiment of the present invention.

ファイバスタブX１は、光ファイバ１とその光ファイバ１が固定される貫通孔を有するフェルール２、およびそのフェルール２の端面３にわたって覆うように設けられる樹脂レンズ４を備える。   The fiber stub X1 includes an optical fiber 1, a ferrule 2 having a through hole to which the optical fiber 1 is fixed, and a resin lens 4 provided so as to cover the end face 3 of the ferrule 2.

光ファイバ１は光信号を通すコア部とその周辺のクラッド部からなり、形状は円筒形状のものである。またそれを固定するフェルール２は、セラミックス、ガラス、プラスチック、金属などからなり、その光ファイバ１を固定する貫通孔は高精度に成形または、加工されている。光ファイバ１とフェルール２間は、熱あるいは、紫外線や可視光線等のエネルギ−を付加することにより硬化する樹脂接着材などにより固定される。   The optical fiber 1 is composed of a core part for passing an optical signal and a cladding part around the core part, and has a cylindrical shape. The ferrule 2 for fixing it is made of ceramics, glass, plastic, metal or the like, and the through-hole for fixing the optical fiber 1 is formed or processed with high accuracy. The optical fiber 1 and the ferrule 2 are fixed with heat or a resin adhesive that is cured by applying energy such as ultraviolet rays or visible rays.

光ファイバ１のフェルール２の貫通孔への固定後、その両端面は光学研磨される。光学研磨される面は球面あるいは平面の場合もあり、光ファイバ１と樹脂レンズ４間の反射を低減するために、光ファイバ１の光軸に対して角度をつけた状態で研磨される場合もある。そのあとその光学研磨された端面３を覆うように樹脂レンズ４が形成される。   After fixing the ferrule 2 of the optical fiber 1 to the through hole, both end faces thereof are optically polished. The surface to be optically polished may be a spherical surface or a flat surface, and may be polished with an angle with respect to the optical axis of the optical fiber 1 in order to reduce reflection between the optical fiber 1 and the resin lens 4. is there. Thereafter, a resin lens 4 is formed so as to cover the optically polished end face 3.

この樹脂レンズ４については、まず光ファイバ材料（石英など）と同等の屈折率をもった樹脂接着材が選定され、それを、フェルール２の端面３に適量塗布する。そのあと塗布された硬化前の樹脂接着材は、その端面３の全体を覆うように広がり、曲面５を形成する。   For the resin lens 4, first, a resin adhesive having a refractive index equivalent to that of an optical fiber material (quartz or the like) is selected, and an appropriate amount thereof is applied to the end surface 3 of the ferrule 2. After that, the uncured resin adhesive applied is spread so as to cover the entire end surface 3 to form a curved surface 5.

その曲面５の曲率半径が、要求寸法に達したのちに、紫外線または、可視光線、あるいは、熱などのエネルギ−を加え、樹脂接着材を硬化させることにより形成することができる。   After the radius of curvature of the curved surface 5 reaches the required dimension, it can be formed by applying energy such as ultraviolet rays, visible rays, or heat to cure the resin adhesive.

またその曲面５の曲率半径は、塗布する樹脂接着材の量を変えたり、あるいはフェルール２の端面３の径Ｄ１を変えたりすることにより、任意に調整することができる。   The curvature radius of the curved surface 5 can be arbitrarily adjusted by changing the amount of the resin adhesive to be applied or changing the diameter D1 of the end face 3 of the ferrule 2.

さらに前記樹脂レンズの曲率半径の中心を、前記光ファイバの光軸に対してずらして位置させることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the center of the curvature radius of the resin lens is shifted from the optical axis of the optical fiber.

図２は、本発明の第２の実施形態に係るファイバスタブを表す平面図である。   FIG. 2 is a plan view showing a fiber stub according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態におけるファイバスタブＸ2の構成と製造方法は上述の第１の実施形態と同様であるが、それに使用される光ファイバ１を固定するフェルール２において、その貫通孔とそのフェルール２の端面３を偏芯させている。このフェルール２は上記同様セラミックス、ガラス、プラスチック、金属などからなる。   The configuration and the manufacturing method of the fiber stub X2 in this embodiment are the same as those in the first embodiment described above. However, in the ferrule 2 for fixing the optical fiber 1 used therefor, the through hole and the end face 3 of the ferrule 2 are used. Is eccentric. The ferrule 2 is made of ceramic, glass, plastic, metal or the like as described above.

このフェルール２の製造方法については、セラミックの場合、まず粉末に樹脂バインダ、その他の原料を混練したものを成形する際にあらかじめ、その貫通孔をその成形体の外径に対して偏芯するように調整した金型にて成形し、それを高温で焼結する。この焼結した成形体に外径加工を施し、その外径を基準に先端部にＣ面加工を施すことにより、その端面３と光ファイバ１を固定する貫通孔を偏芯させたフェルールを製造することができる。   As for the manufacturing method of this ferrule 2, in the case of ceramic, first, when molding a powder obtained by kneading a resin binder and other raw materials, the through hole is eccentric with respect to the outer diameter of the molded body in advance. Molded with a mold adjusted to, and sintered at high temperature. A ferrule in which the through hole for fixing the end face 3 and the optical fiber 1 is eccentric is manufactured by subjecting the sintered compact to outer diameter processing and subjecting the tip portion to C-surface processing based on the outer diameter. can do.

このようなフェルールに光ファイバ１を接着固定し、両端面を光学研磨する。その後にその端面３を覆うように樹脂レンズ４が形成される。この場合、その樹脂レンズ４はその端面３の全体を覆うように形成され、その曲率中心６は、端面３の中心上に位置する。一方その光ファイバ１の固定されているフェルール２の貫通孔はその端面３に対して偏芯しているため、その樹脂レンズ４の曲率中心６を、光ファイバ１の光軸１７に対して偏芯させることができる。   The optical fiber 1 is bonded and fixed to such a ferrule, and both end faces are optically polished. Thereafter, the resin lens 4 is formed so as to cover the end face 3. In this case, the resin lens 4 is formed so as to cover the entire end surface 3, and the center of curvature 6 is located on the center of the end surface 3. On the other hand, since the through hole of the ferrule 2 to which the optical fiber 1 is fixed is eccentric with respect to the end face 3, the center of curvature 6 of the resin lens 4 is offset with respect to the optical axis 17 of the optical fiber 1. Can be wicked.

さらに前記フェルールの線膨張係数は、前記光ファイバの線膨張係数よりも前記樹脂レンズの線膨張係数に近いことが好ましい。上記フェルール２の線膨張係数は、温度変化における樹脂への応力緩和を考えた場合、光ファイバ１のそれよりも樹脂レンズの線膨張係数に近いものが選択されるからである。   Furthermore, it is preferable that the linear expansion coefficient of the ferrule is closer to the linear expansion coefficient of the resin lens than the linear expansion coefficient of the optical fiber. This is because the coefficient of linear expansion of the ferrule 2 is selected to be closer to the coefficient of linear expansion of the resin lens than that of the optical fiber 1 in consideration of stress relaxation to the resin due to temperature changes.

さらに前記フェルールは、前記樹脂レンズ側の端面が凹曲面であることが好ましい。これは特に、硬化前の樹脂接着材の形状保持およびフェルール２の外周部への垂れ防止のためである。また曲率半径の制御範囲を広くすることも可能になる。   Further, the ferrule preferably has a concave curved end surface on the resin lens side. This is particularly for maintaining the shape of the resin adhesive before curing and for preventing the ferrule 2 from dripping onto the outer periphery. It is also possible to widen the control range of the radius of curvature.

さらに前記フェルールは前記樹脂レンズ側の端面の表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．８μｍ以下であることが好ましい。これは算術平均粗さＲａが０．８μｍよりも大きいとフェルール端面における表面張力が不均一になり易く、表面の歪な樹脂レンズが形成されてしまうことがあるためである。また曲率半径について再現性が損なわれる傾向もある。   Furthermore, it is preferable that the ferrule has an arithmetic mean roughness Ra of 0.8 μm or less in the surface roughness of the end surface on the resin lens side. This is because if the arithmetic average roughness Ra is larger than 0.8 μm, the surface tension at the ferrule end face tends to be non-uniform and a resin lens having a distorted surface may be formed. In addition, the reproducibility of the radius of curvature tends to be impaired.

測定方法は樹脂を薬液で除去して、Ｄｅｋｔａｋ３０／３０などの表面粗さ測定器で、フェルール表面の直径をスキャンすれば測定できる。   The measurement can be performed by removing the resin with a chemical and scanning the diameter of the ferrule surface with a surface roughness measuring instrument such as Dektak 30/30.

次に、本発明の実施例および比較例について説明する。   Next, examples and comparative examples of the present invention will be described.

図５の本発明のファイバスタブＸ２を用いた受光モジュールと、図４の従来の樹脂先球ファイバを用いた受光モジュールを作製し、その反射特性について確認した。   A light receiving module using the fiber stub X2 of the present invention shown in FIG. 5 and a light receiving module using the conventional resin-tip spherical fiber shown in FIG. 4 were prepared, and their reflection characteristics were confirmed.

まず、本発明のファイバスタブに関して、光ファイバは石英ファイバを使用し、フェルール材料はジルコニアセラミックスにて作製した。樹脂レンズを形成する樹脂接着材については、その硬化後の屈折率が石英のものと同等である１．４〜１．５程度のものを使用した。   First, regarding the fiber stub of the present invention, a quartz fiber was used as an optical fiber, and a ferrule material was made of zirconia ceramics. About the resin adhesive which forms a resin lens, the thing about 1.4-1.5 whose refractive index after the hardening is equivalent to the thing of quartz was used.

また樹脂レンズの線膨張係数は、７０×１０−6／℃であり、ジルコニアフェルールの線膨張係数は、１０．５×１０−6／℃となっており、石英の０．４〜０．５５×１０−6/℃より、樹脂レンズのそれに近い線膨張係数となっている。 The linear expansion coefficient of the resin lens is 70 × 10 −6 / ° C., and the linear expansion coefficient of the zirconia ferrule is 10.5 × 10 −6 / ° C., which is 0.4 to 0.55 of quartz. From × 10 −6 / ° C., the linear expansion coefficient is close to that of the resin lens.

さらに上記ファイバスタブＸ２を用い、受光モジュールを作製し、反射特性の測定を行った。   Further, using the fiber stub X2, a light receiving module was manufactured, and the reflection characteristics were measured.

一方比較例として図４に表す従来の樹脂先球ファイバを用いた受光モジュールＭ１を作製し、その反射特性について確認した。   On the other hand, as a comparative example, a light receiving module M1 using the conventional resin tip spherical fiber shown in FIG. 4 was manufactured, and the reflection characteristics were confirmed.

その結果を表１に示した。

Figure 0004663482
The results are shown in Table 1.
Figure 0004663482

本発明品である図５の受光モジュールＭ２の場合、光ファイバ１から出射された光は、光ファイバ１の光軸に対して偏芯した曲面５をもつ樹脂レンズ４を通過する。このため、光はその樹脂レンズ４により、曲げられ、ある傾きを持って、受光素子であるフォトダイオード１１の端面１２に入射することになる。この場合、そのフォトダイオード１１の端面１２での光の反射光１６は、光の入射光１３の方向へは反射しないため、光ファイバ１へ戻ることはない。このため、光ファイバ１への反射光を削減できる。実際にその反射量を測定すると、測定値は３５ｄB以上となり、良好な反射特性を得た。   In the case of the light receiving module M2 of FIG. 5 which is the product of the present invention, the light emitted from the optical fiber 1 passes through the resin lens 4 having the curved surface 5 eccentric with respect to the optical axis of the optical fiber 1. For this reason, the light is bent by the resin lens 4 and enters the end face 12 of the photodiode 11 as a light receiving element with a certain inclination. In this case, the reflected light 16 of the light at the end face 12 of the photodiode 11 is not reflected in the direction of the incident light 13 of the light and therefore does not return to the optical fiber 1. For this reason, the reflected light to the optical fiber 1 can be reduced. When the amount of reflection was actually measured, the measured value was 35 dB or more, and good reflection characteristics were obtained.

比較例である従来構造の樹脂先球ファイバとして上記同様に光ファイバは線膨張係数が０．４〜０．５５×１０−6/℃である石英ファイバを使用し、その石英ファイバをジルコニアセラミック製のフェルールに熱硬化型樹脂接着材にて固定した。その際、石英ファイバをフェルール端面から突出させ、その石英ファイバの端面に樹脂レンズを形成する構造とした。樹脂レンズについては、上記図５のものと同様に、その硬化後の屈折率が石英と同等である１．４〜１．５程度であり、かつその線膨張係数が、７０×１０−6／℃のものを使用した。この構造の場合、光ファイバ１から出射された光は、光ファイバ１の光軸上に曲率中心をもつ樹脂レンズ４を通過する。そのため、光はその樹脂レンズ４の曲率中心軸上に集光し、受光素子であるフォトダイオード１１の端面に入射することになる。この場合、そのフォトダイオード１１の端面１２での光の反射光１６は、光の入射光１３と同じ方向へ反射するため、その反射光は光ファイバ１へ結合する。実際にその反射量の測定をすると、測定値は、２０ｄB程度となっており、フォトダイオード１１の端面１２での反射光が光ファイバに戻っているため、上記光ファイバへの反射光は受光モジュールの信号のノイズとなるためできる限り低減する必要があることがわかる。 As a comparative example of a resin-tip spherical fiber having a conventional structure, a quartz fiber having a linear expansion coefficient of 0.4 to 0.55 × 10 −6 / ° C. is used as described above, and the quartz fiber is made of zirconia ceramic. The ferrule was fixed with a thermosetting resin adhesive. At this time, the quartz fiber was projected from the ferrule end face, and a resin lens was formed on the end face of the quartz fiber. The resin lens has a refractive index after curing of about 1.4 to 1.5, which is equivalent to that of quartz, and has a linear expansion coefficient of 70 × 10 −6 / The one at ° C was used. In the case of this structure, the light emitted from the optical fiber 1 passes through the resin lens 4 having the center of curvature on the optical axis of the optical fiber 1. Therefore, the light is condensed on the central axis of curvature of the resin lens 4 and is incident on the end face of the photodiode 11 which is a light receiving element. In this case, since the reflected light 16 of the light at the end face 12 of the photodiode 11 is reflected in the same direction as the incident light 13 of the light, the reflected light is coupled to the optical fiber 1. When the amount of reflection is actually measured, the measured value is about 20 dB, and the reflected light from the end face 12 of the photodiode 11 returns to the optical fiber. It can be seen that the signal needs to be reduced as much as possible.

次に上記の本発明品のファイバスタブと従来構造の樹脂先球ファイバに関して、８５℃/８５％高温高湿試験を実施した。   Next, an 85 ° C./85% high-temperature and high-humidity test was performed on the above-described fiber stub of the present invention and the resin-tip spherical fiber having a conventional structure.

結果として、従来品のものについては、５００時間で樹脂レンズと光ファイバの界面に剥離が生じたが、本発明品１，２のファイバスタブにおいては１３００時間まで剥離せず、本発明品３のファイバスタブにおいては、２０００時間たっても樹脂レンズと光ファイバの界面に剥離は生じていない。   As a result, for the conventional product, peeling occurred at the interface between the resin lens and the optical fiber in 500 hours, but in the fiber stubs of the products 1 and 2 of the present invention, the fiber stub did not peel until 1300 hours. In the fiber stub, no peeling occurred at the interface between the resin lens and the optical fiber even after 2000 hours.

上記の結果から、本発明品のファイバスタブを用いることにより、信頼性を向上させ、かつ光ファイバへの反射戻り光を大幅に改善することができた。   From the above results, the use of the fiber stub of the present invention improved the reliability and significantly improved the reflected return light to the optical fiber.

次にレンズからの出射ビームの角度調整については、従来品では全く自由度がないが、本発明品２、３においては１２度程度まで広げることができた。   Next, with respect to the angle adjustment of the beam emitted from the lens, the conventional product has no degree of freedom, but in the products 2 and 3 of the present invention, it can be expanded to about 12 degrees.

次に樹脂レンズのＲ寸法調整範囲については、従来品では２００μｍ以下だが、本発明品１、２では１ｍｍ、本発明品３では２ｍｍまで広げることができた。   Next, the R dimension adjustment range of the resin lens was 200 μm or less in the conventional product, but could be expanded to 1 mm in the products 1 and 2 of the present invention and 2 mm in the product 3 of the present invention.

本発明の第１の実施形態に係るファイバスタブを表す断面図である。It is sectional drawing showing the fiber stub concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係るファイバスタブを表す断面図である。It is sectional drawing showing the fiber stub concerning the 2nd Embodiment of this invention. 従来の樹脂先球ファイバを表す断面図である。It is sectional drawing showing the conventional resin tip spherical fiber. 従来の樹脂先球ファイバを用いた受光モジュールの構造の断面図である。It is sectional drawing of the structure of the light reception module using the conventional resin tip spherical fiber. 本発明の第２の実施形態に係るファイバスタブを用いた受光モジュールの構造の断面図である。It is sectional drawing of the structure of the light reception module using the fiber stub concerning the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｘ１、Ｘ２ ファイバスタブ
Ｍ１、Ｍ２ 受光モジュール
Ｄ１ 端面径
Ｄ２ 光ファイバ外径
Ｙ 偏芯量
１ 光ファイバ
２ フェルール
３ 端面
４ 樹脂レンズ
５ 曲面
６ 曲率中心
７ 光軸
９ コア部
１０ 曲率中心
１１ フォトダイオード
１２ 端面
１３ 入射光
１６ 反射光 X1, X2 Fiber stub M1, M2 Light receiving module D1 End face diameter D2 Optical fiber outer diameter Y Eccentricity 1 Optical fiber 2 Ferrule 3 End face 4 Resin lens 5 Curved surface 6 Center of curvature 7 Optical axis 9 Core portion 10 Center of curvature 11 Photodiode 12 End face 13 Incident light 16 Reflected light

Claims (4)

ファイバスタブと受光素子とを含む受光モジュールであって、前記ファイバスタブは、光を導通するための光ファイバと、前記光ファイバを貫通孔に備えたフェルールと、前記光ファイバの端面を覆うように前記フェルールの端面に被着された樹脂レンズとを有し、前記フェルールに対して前記光ファイバを偏芯させ、前記樹脂レンズの曲率中心に対して、前記光ファイバをずらして位置させたことによって、前記受光モジュールにおける反射特性が３５ｄＢ以上となるようにしたことを特徴とする受光モジュール。 A light receiving module including a fiber stub and a light receiving element, wherein the fiber stub covers an optical fiber for conducting light, a ferrule provided with the optical fiber in a through hole, and an end face of the optical fiber. A resin lens attached to an end face of the ferrule, the optical fiber is decentered with respect to the ferrule, and the optical fiber is shifted with respect to the center of curvature of the resin lens . , receiving module, wherein the reflection characteristic at the light receiving module has to be equal to or greater than 35 dB. 前記フェルールの線膨張係数は、前記光ファイバの線膨張係数よりも前記樹脂レンズの線膨張係数に近いことを特徴とする請求項１に記載の受光モジュール。 The light receiving module according to claim 1, wherein a linear expansion coefficient of the ferrule is closer to a linear expansion coefficient of the resin lens than a linear expansion coefficient of the optical fiber. 前記フェルールは、前記樹脂レンズ側の端面が凹曲面であることを特徴とする請求項１または２に記載の受光モジュール。 The light receiving module according to claim 1, wherein the ferrule has a concave curved end surface on the resin lens side. 前記フェルールは前記樹脂レンズ側の端面の表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．８μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の受光モジュール。 The light receiving module according to any one of claims 1 to 3, wherein the ferrule has an arithmetic mean roughness Ra of 0.8 μm or less in surface roughness of the end surface on the resin lens side.
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