JP5398355B2 - Fiber stub with optical isolator, optical receptacle with optical isolator, and optical module - Google Patents

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Description

本発明は、光通信に利用される光トランシーバに小型で高密度に実装される半導体レーザモジュールに関し、半導体レーザモジュールの光レセプタクル部分に用いられる光アイソレータ付きファイバスタブに関する。   The present invention relates to a semiconductor laser module that is small and densely mounted on an optical transceiver used for optical communication, and relates to a fiber stub with an optical isolator used for an optical receptacle portion of the semiconductor laser module.

従来の光アイソレータ付きファイバスタブおよびそれを用いた光レセプタクルおよび光モジュールは例えば特許文献1および2に開示されており、その内部構造を図5、図6で説明する。図5は従来の光アイソレータ付きファイバスタブの要部縦断面図、図6は光モジュールの中央縦断面図である。   Conventional fiber stubs with optical isolators and optical receptacles and optical modules using the same are disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2, and the internal structure thereof will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part of a conventional fiber stub with an optical isolator, and FIG. 6 is a central longitudinal sectional view of an optical module.

フェルール102はセラミックスまたはガラス材から成る。フェルール102は、中央部に光ファイバの外径と同等以上の直径を有する貫通孔127を有し、後端面129側にはザグリ部121を有している。貫通孔127には導光体101として光ファイバのコアと同等の屈折率を有するガラス101が溶融され充填されている。ファイバスタブ103は、これらフェルール102と導光体(ガラス)101とで構成されている。ファイバスタブ103の後端面129は、近端反射による半導体レーザなどの光素子への戻り光を抑制するため、例えば4°〜8°の所定角度に斜め研磨加工されている。そして、後端面129に光アイソレータ素子109が設置されている。   The ferrule 102 is made of ceramic or glass material. The ferrule 102 has a through hole 127 having a diameter equal to or larger than the outer diameter of the optical fiber at the center, and a counterbore 121 on the rear end face 129 side. The through-hole 127 is melted and filled with glass 101 having the same refractive index as the optical fiber core as the light guide 101. The fiber stub 103 includes the ferrule 102 and a light guide (glass) 101. The rear end surface 129 of the fiber stub 103 is obliquely polished at a predetermined angle of, for example, 4 ° to 8 ° in order to suppress return light to an optical element such as a semiconductor laser due to near-end reflection. An optical isolator element 109 is installed on the rear end surface 129.

光アイソレータ素子109は、偏光子106、ファラデー回転子107、検光子108から成り、予め偏光子106と検光子108の透過偏波面の角度が45°となるよう光軸周りに回転させて調芯された後、各々接着剤により張り合わされている。また、ファイバスタブ103のザグリ部121に収容されるよう所定の大きさに裁断されており、導光体101の光軸と光アイソレータ素子109の光軸とがほぼ一致するように後端面129に接着固定されている。このとき、偏光子106の透過偏波面は、後端面129の斜め研磨方向に対し垂直または水平となるように接着固定される。   The optical isolator element 109 includes a polarizer 106, a Faraday rotator 107, and an analyzer 108. The optical isolator element 109 is pre-rotated around the optical axis so that the angle of the transmission polarization plane of the polarizer 106 and the analyzer 108 is 45 °. Then, they are bonded together with an adhesive. Further, it is cut into a predetermined size so as to be accommodated in the counterbore part 121 of the fiber stub 103, and is formed on the rear end surface 129 so that the optical axis of the light guide 101 and the optical axis of the optical isolator element 109 substantially coincide with each other. Bonded and fixed. At this time, the transmission polarization plane of the polarizer 106 is bonded and fixed so as to be perpendicular or horizontal to the oblique polishing direction of the rear end face 129.

ファイバスタブ103の外周部には、ファラデー回転子107に磁界を印加する円筒型の磁石110が配置される。磁石110の内側のファイバスタブ103のザグリ部121に収容された光アイソレータ素子109を取り囲む位置に接着剤などにより固定されることによって、光アイソレータ素子109が磁石110の磁界によって光アイソレータ111として機能する。   A cylindrical magnet 110 that applies a magnetic field to the Faraday rotator 107 is disposed on the outer periphery of the fiber stub 103. The optical isolator element 109 functions as the optical isolator 111 by the magnetic field of the magnet 110 by being fixed to the position surrounding the optical isolator element 109 accommodated in the counterbore part 121 of the fiber stub 103 inside the magnet 110 by an adhesive or the like. .

図6は図5の光アイソレータ付きファイバスタブ125を光モジュールに用いたときの縦断面図である。光モジュールは、光軸を中心軸とした同軸型の半導体レーザモジュールで、全体が円筒状の筐体を有するものである。また、プラグフェルール131が接続される光レセプタクル型の場合を示す。LD(レーザダイオード)への配線用リード線およびモニタ用PD(フォトダイオード)等は図示を省略した。   FIG. 6 is a longitudinal sectional view when the fiber stub 125 with an optical isolator of FIG. 5 is used in an optical module. The optical module is a coaxial semiconductor laser module having an optical axis as a central axis, and has a cylindrical casing as a whole. Further, an optical receptacle type to which the plug ferrule 131 is connected is shown. Illustration of the lead wire for wiring to the LD (laser diode), the PD for monitoring (photodiode) and the like is omitted.

従来の光モジュールは、半導体レーザ112、ヒートシンク113、金属ステム114、レンズ115およびレンズホルダ116からなる光学ユニット100と、光アイソレータ111と光レセプタクル117とから構成されている。   The conventional optical module includes an optical unit 100 including a semiconductor laser 112, a heat sink 113, a metal stem 114, a lens 115, and a lens holder 116, an optical isolator 111, and an optical receptacle 117.

光学ユニット100部分の半導体レーザ112は、ヒートシンク113上にはんだにより搭載される。ヒートシンク113は、金属ステム114の支持部114a上に搭載され、同じくはんだにより固定されている。レンズ115は金属から成るレンズホルダ116に低融点ガラスなどにより固定され、レンズホルダ116は金属ステム114に抵抗溶接されている。   The semiconductor laser 112 in the optical unit 100 portion is mounted on the heat sink 113 by solder. The heat sink 113 is mounted on the support portion 114a of the metal stem 114 and is similarly fixed by solder. The lens 115 is fixed to a lens holder 116 made of metal by low melting point glass or the like, and the lens holder 116 is resistance-welded to the metal stem 114.

光レセプタクル117部分のファイバスタブ103は金属ホルダ105の第2の貫通孔128に圧入され、金属ホルダ105の後端側には磁石110を固定するための第2のザグリ部133が設けられている。また、ファイバスタブ103の先端側には、セラミックスまたは金属から成るスリーブ118が挿入され、スリーブ18を覆うように金属またはプラスチックなどからなるシェル119が金属ホルダ105に挿入固定され、光レセプタクル117が形成されている。   The fiber stub 103 of the optical receptacle 117 is press-fitted into the second through hole 128 of the metal holder 105, and a second counterbore part 133 for fixing the magnet 110 is provided on the rear end side of the metal holder 105. . Further, a sleeve 118 made of ceramics or metal is inserted at the tip end side of the fiber stub 103, and a shell 119 made of metal or plastic is inserted and fixed to the metal holder 105 so as to cover the sleeve 18, and an optical receptacle 117 is formed. Has been.

このような光モジュールは、半導体レーザ112から出射された光がレンズ115により集光され、半導体レーザ112への反射戻り光を防止する光アイソレータ111およびファイバスタブ103の導光体101を介して光コネクタのプラグフェルール131中央部に設置された光ファイバ132の先端に光結合するように組み立てられる。   In such an optical module, the light emitted from the semiconductor laser 112 is condensed by the lens 115, and light is transmitted through the optical isolator 111 that prevents the reflected return light to the semiconductor laser 112 and the light guide body 101 of the fiber stub 103. The connector is assembled so as to be optically coupled to the tip of the optical fiber 132 installed at the center of the plug ferrule 131 of the connector.

光モジュールの組立は、レンズ115によって、光ファイバ132の先端位置が焦点になるよう光レセプタクル117の位置を調整し、その後、光レセプタクル117の金属ホルダ105がレンズホルダ116にレーザ溶接等により固定されることによって行なわれる。レンズホルダ116の内周120には、光レセプタクル117を位置調整する際に光アイソレータ111の磁石110が接触しないよう、第3のザグリ部134が形成されている。   In assembling the optical module, the position of the optical receptacle 117 is adjusted by the lens 115 so that the tip position of the optical fiber 132 is in focus, and then the metal holder 105 of the optical receptacle 117 is fixed to the lens holder 116 by laser welding or the like. Is done. A third counterbore 134 is formed on the inner periphery 120 of the lens holder 116 so that the magnet 110 of the optical isolator 111 does not come into contact with the optical receptacle 117 when the position of the optical receptacle 117 is adjusted.

特開2006−145987号公報JP 2006-145987 A 特開2006−113360号公報JP 2006-113360 A

しかしながら、図5および図6に示す従来の構造では、ファイバスタブ103の後端面129に光アイソレータ素子109を接着固定する際、光アイソレータ素子109の位置決めを簡単に行なえないという問題があった。すなわち、貫通孔127の中心に合わせて光アイソレータ素子109の光学面が配置されるようにしなければならないが、貫通孔127の中心軸と光アイソレータ素子109の光学面の中心とを合わせて接着し難いという課題がある。   However, the conventional structure shown in FIGS. 5 and 6 has a problem that the optical isolator element 109 cannot be easily positioned when the optical isolator element 109 is bonded and fixed to the rear end surface 129 of the fiber stub 103. In other words, the optical surface of the optical isolator element 109 must be arranged in alignment with the center of the through hole 127, but the central axis of the through hole 127 and the center of the optical surface of the optical isolator element 109 are aligned and bonded. There is a problem that it is difficult.

このため、ファイバスタブ103の後端面129に設置固定する光アイソレータ素子109の光学面の面積は、位置ズレを考慮して大きくしておく必要があった。例えば、光アイソレータ素子109に入射されるビーム直径約0.3mmに対し、光アイソレータ109の光学面の寸法を縦0.45mm×横0.45mmより小さくできないという課題があった。   For this reason, the area of the optical surface of the optical isolator element 109 installed and fixed on the rear end surface 129 of the fiber stub 103 needs to be increased in consideration of positional deviation. For example, with respect to a beam diameter of about 0.3 mm incident on the optical isolator element 109, there is a problem that the size of the optical surface of the optical isolator 109 cannot be smaller than 0.45 mm length × 0.45 mm width.

本発明の目的は、上述の課題に鑑みて案出されたものであり、小型光アイソレータ素子を用いた組立が容易な光アイソレータ付きファイバスタブ、光アイソレータ付き光レセプタクルおよび光モジュールを提供することにある。   An object of the present invention has been devised in view of the above-described problems, and is to provide a fiber stub with an optical isolator, an optical receptacle with an optical isolator, and an optical module that can be easily assembled using a small optical isolator element. is there.

上記課題に鑑みて本発明の一実施形態に係る光アイソレータ付きファイバスタブは、円筒形状を成し、中央の貫通孔に導光体が配置されたフェルールの後端面に、偏光子とファラデー回転子とから成る光アイソレータ素子を設置した光アイソレータ付きファイバスタブであって、光アイソレータ素子の設置位置の端を起点とし、前記光アイソレータ素子より少し大きな幅を有するとともに前記後端面に対して傾斜した底面を有する溝が前記貫通孔の開口を横切るように形成され、前記溝に、前記光アイソレータ素子が前記開口を覆うように設置されていることを特徴とする。 In view of the above problems, a fiber stub with an optical isolator according to an embodiment of the present invention has a cylindrical shape, and a polarizer and a Faraday rotator on a rear end surface of a ferrule in which a light guide is disposed in a central through hole. A fiber stub with an optical isolator in which an optical isolator element comprising: an optical isolator element having a width slightly larger than the width of the optical isolator element and inclined with respect to the rear end surface is formed so that the grooves having bottom surfaces traverses an opening of the through hole, in the groove, the optical isolator element is characterized in that it is installed to cover the opening.

前記光アイソレータ素子は、光軸に垂直な断面形状において平行な2辺を有し、この2辺間距離が前記溝の幅未満とされているとともに、前記2辺と前記溝とが平行になるように前記溝に嵌着されているのが好ましい。   The optical isolator element has two parallel sides in a cross-sectional shape perpendicular to the optical axis. The distance between the two sides is less than the width of the groove, and the two sides and the groove are parallel to each other. Thus, it is preferable to be fitted in the groove.

また、前記光アイソレータ素子に磁界を印加する円筒形状の磁石が、前記フェルールの前記後端面に設置されているのが好ましい。   Moreover, it is preferable that the cylindrical magnet which applies a magnetic field to the said optical isolator element is installed in the said rear end surface of the said ferrule.

前記導光体は、この導光体に接続される光ファイバのコアとほぼ同等な屈折率を有する弾性変形可能な光学的透明体から成るのが好ましい。   The light guide is preferably made of an elastically deformable optical transparent body having a refractive index substantially equal to the core of the optical fiber connected to the light guide.

前記貫通孔の内径が前記光ファイバの外径以上であるのが好ましい。   It is preferable that the inner diameter of the through hole is greater than or equal to the outer diameter of the optical fiber.

また、本発明の一実施形態に係る光レセプタクルは、上述の光アイソレータ付きファイバスタブと、貫通孔の一方側開口に前記フェルールの先端部が挿入されたスリーブと、前記フェルールの後端側外周面を把持するホルダとを備えたことを特徴とする。   An optical receptacle according to an embodiment of the present invention includes a fiber stub with an optical isolator as described above, a sleeve in which a front end portion of the ferrule is inserted into one side opening of a through hole, and a rear end side outer peripheral surface of the ferrule. And a holder for gripping.

さらに、上記光アイソレータ付き光レセプタクルは、前記フェルールの後端側外周面を把持する前記ホルダの把持部が、前記磁石の一部を収容可能に延設されているのが好ましい。   Furthermore, in the optical receptacle with an optical isolator, it is preferable that a holding portion of the holder that holds the outer peripheral surface of the rear end side of the ferrule extends so as to accommodate a part of the magnet.

また、前記磁石の一部を収容可能に延設された前記ホルダの延設部の内径が、前記フェルールを把持する前記ホルダの把持部の内径より小さく、前記把持部と前記延設部との間に形成された段差面に、前記フェルールの後端面が当接されるとともに接着剤により固定されているのが好ましい。   In addition, an inner diameter of the extending portion of the holder extended to accommodate a part of the magnet is smaller than an inner diameter of the holding portion of the holder that holds the ferrule, and the holding portion and the extending portion It is preferable that a rear end surface of the ferrule is brought into contact with a step surface formed therebetween and fixed by an adhesive.

また、本発明の一実施形態に係る光モジュールは、上記光アイソレータ付き光レセプタクルと、前記光アイソレータに光結合されるように配置された光素子を有する光学ユニットとを備えたことを特徴とする。   An optical module according to an embodiment of the present invention includes the optical receptacle with the optical isolator, and an optical unit having an optical element arranged to be optically coupled to the optical isolator. .

本発明の一実施形態に係る光アイソレータ付きファイバスタブによれば、フェルールの後端面に、貫通孔の直径より大きな幅を有するとともに後端面に対して傾斜した底面を有する溝が貫通孔の開口を横切るように形成され、この溝に光アイソレータ素子が開口を覆うように設置されていることから、光アイソレータ素子を溝の底面に沿って傾斜させて設置することができる。また、光アイソレータ素子は溝に設置されるので、開口を覆う程度の小さな光アイソレータ素子でも十分で、光アイソレータ素子の組立が容易になる。フェルールの後端面は溝を形成するだけであり、フェルールの加工も容易である。   According to a fiber stub with an optical isolator according to an embodiment of the present invention, a groove having a width larger than the diameter of the through hole and having a bottom surface inclined with respect to the rear end surface is formed on the rear end surface of the ferrule. Since the optical isolator element is installed so as to cross the opening so as to cover the opening, the optical isolator element can be installed inclined along the bottom surface of the groove. Since the optical isolator element is installed in the groove, an optical isolator element small enough to cover the opening is sufficient, and the assembly of the optical isolator element is facilitated. The rear end surface of the ferrule only forms a groove, and the ferrule can be easily processed.

光アイソレータ素子が、光軸に垂直な断面形状において平行な2辺を有し、この2辺間距離が溝の幅未満とされているとともに、2辺と溝とが平行になるように溝に嵌着される場合、光アイソレータ素子の位置決めがさらに容易になるとともに、接着固定時の左右および光軸に対する回転方向へのズレも抑制できる。このため、可能な限り光アイソレータ素子の接合面積を小さくでき、これにより、従来構造に比較して光アイソレータ素子の小型化が可能となる。   The optical isolator element has two sides parallel to each other in a cross-sectional shape perpendicular to the optical axis. The distance between the two sides is less than the width of the groove, and the groove is formed so that the two sides are parallel to the groove. When fitted, the positioning of the optical isolator element is further facilitated, and displacement in the rotational direction with respect to the left and right and the optical axis during adhesive fixing can be suppressed. For this reason, the junction area of the optical isolator element can be reduced as much as possible, and this makes it possible to reduce the size of the optical isolator element as compared with the conventional structure.

光アイソレータ素子に磁界を印加する円筒形状の磁石が、フェルールの後端面に設置される場合、後端面の外周部は傾斜面とする必要がないので、円筒形の磁石を設置し易くなる。   When a cylindrical magnet for applying a magnetic field to the optical isolator element is installed on the rear end face of the ferrule, the outer peripheral portion of the rear end face does not need to be an inclined surface, so that it becomes easy to install the cylindrical magnet.

また、導光体は、導光体に接続される光ファイバのコアとほぼ同等な屈折率を有する弾性変形可能な光学的透明体で形成する場合、導光体と光ファイバとの接続部に生じる光ロスが小さく、ファイバスタブの両端面の光学的な研磨加工が不要となる上、光コネクタのプラグフェルール先端がファイバスタブの先端に繰り返し嵌合により突き当てられても導光体に傷がつかない。   Further, when the light guide is formed of an elastically deformable optical transparent body having a refractive index substantially equal to that of the optical fiber core connected to the light guide, the light guide is connected to the connection portion between the light guide and the optical fiber. The optical loss that occurs is small, optical polishing of both ends of the fiber stub is unnecessary, and even if the tip of the optical connector plug ferrule is repeatedly abutted against the tip of the fiber stub, the light guide is damaged. Not stick.

貫通孔の内径が光ファイバの外形以上である場合、光ファイバと光学的透明体との間の光ロスを生じ難い。   When the inner diameter of the through hole is equal to or larger than the outer shape of the optical fiber, it is difficult to cause an optical loss between the optical fiber and the optical transparent body.

また、本発明の一実施形態に係る光アイソレータ付き光レセプタクルによれば、光アイソレータ素子を小型化でき、用いる磁石も小型化することができる上記光アイソレータ付きファイバスタブを備えているので、小型の光レセプタクルとすることができる。   Further, according to the optical receptacle with an optical isolator according to an embodiment of the present invention, the optical isolator element can be miniaturized, and the optical stub with the optical isolator can be miniaturized. It can be an optical receptacle.

さらに、フェルールの後端側外周面を把持するホルダの把持部が、磁石の一部を収容可能に延設されている場合、半導体レーザなどの光モジュールのレンズホルダ内径に光アイソレータを収容する専用のザグリ部を設ける必要がない。また、ホルダの貫通孔に磁石の一部を挿通固定することで、さらに小型化および低コスト化ができる。   Furthermore, when the holder holding part that holds the outer peripheral surface of the rear end side of the ferrule is extended so as to accommodate a part of the magnet, the optical isolator is accommodated inside the lens holder inner diameter of an optical module such as a semiconductor laser. There is no need to provide a counterbore part. Further, by inserting and fixing a part of the magnet in the through hole of the holder, further downsizing and cost reduction can be achieved.

また、ホルダの把持部と延設部との間に形成された段差面に、フェルールの後端面が当接されるとともに接着剤により固定されている場合、ファイバスタブ長を短尺化しても、プラグフェルールがファイバスタブ先端に押圧されることによってファイバスタブが脱落し難くいものとできる。また、ファイバスタブを接着して固定することによって、ファイバスタブを圧入して固定する場合に比してホルダの内径公差を緩和できる。   In addition, when the rear end surface of the ferrule is in contact with the step surface formed between the holding portion and the extending portion of the holder and is fixed by an adhesive, the plug can be plugged even if the fiber stub length is shortened. By pressing the ferrule against the tip of the fiber stub, the fiber stub can be made difficult to fall off. Further, by adhering and fixing the fiber stub, the tolerance of the inner diameter of the holder can be relaxed as compared with the case where the fiber stub is press-fitted and fixed.

本発明の一実施形態に係る光モジュールによれば、上記光アイソレータ付き光レセプタクルと、光アイソレータに光結合されるように配置された光素子を有する光学ユニットとを備え、小型で低コストな光モジュールを提供できる。   According to an optical module according to an embodiment of the present invention, the optical module includes the optical receptacle with the optical isolator and an optical unit having an optical element arranged so as to be optically coupled to the optical isolator. Can provide modules.

本発明の光アイソレータ付きファイバスタブの実施の形態の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of embodiment of the fiber stub with an optical isolator of this invention. 本発明の半導体レーザモジュールの実施の形態の一例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of embodiment of the semiconductor laser module of this invention. 本発明の光アイソレータ付きファイバスタブの一実施形態において、光アイソレータ素子とファイバスタブとを示す斜視図である。1 is a perspective view showing an optical isolator element and a fiber stub in an embodiment of a fiber stub with an optical isolator of the present invention. 本発明の半導体レーザモジュールの実施の形態の他の例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other example of embodiment of the semiconductor laser module of this invention. 従来の光アイソレータ付きファイバスタブの例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the example of the conventional fiber stub with an optical isolator. 従来の半導体レーザモジュールの例を示す中央部縦断面図である。It is a center part longitudinal cross-sectional view which shows the example of the conventional semiconductor laser module.

以下、本発明の実施の形態を図によって説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の光アイソレータ付きファイバスタブ25の縦断面図である。本発明に用いられるファイバスタブ3は、フェルール2と導光体1とから構成される。フェルール2はセラミック材またはガラス材から成り、中央部軸方向に貫通孔27を有している。貫通孔27は、内部を通過する光ビームの直径に合わせた丸い孔形状に設けられる。貫通孔27内には光学的に透明な導光体1(以下、光学的透明体1ともいう)が充填される。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a fiber stub 25 with an optical isolator according to the present invention. The fiber stub 3 used in the present invention includes a ferrule 2 and a light guide 1. The ferrule 2 is made of a ceramic material or a glass material, and has a through hole 27 in the central portion axial direction. The through-hole 27 is provided in a round hole shape matching the diameter of the light beam passing through the inside. The through hole 27 is filled with an optically transparent light guide 1 (hereinafter also referred to as an optical transparent body 1).

ファイバスタブ3の後端面29には、貫通孔27の直径より僅かに大きな幅、例えば貫通孔27の直径0.1255〜0.1265mmに対して、幅0.35〜0.4mmの溝22が中央の貫通孔27を横切るように形成される。溝22は、半導体レーザ12等の光素子への近端反射による戻り光を抑制するため、光軸に垂直な面に対して8°に傾斜させてダイシング加工等により設けられる。傾斜方向は、溝22の幅方向に傾斜させてもよいのであるが、溝22の一端から他端にかけての溝22が形成される方向に傾斜させて設けるとよい。   The rear end surface 29 of the fiber stub 3 has a groove 22 having a width slightly larger than the diameter of the through hole 27, for example, a width of 0.35 to 0.4 mm with respect to a diameter of 0.1255 to 0.1265 mm of the through hole 27. It is formed so as to cross the central through hole 27. The groove 22 is provided by dicing or the like so as to be inclined by 8 ° with respect to a plane perpendicular to the optical axis in order to suppress return light due to near-end reflection to the optical element such as the semiconductor laser 12. The inclination direction may be inclined in the width direction of the groove 22, but may be inclined in the direction in which the groove 22 is formed from one end to the other end of the groove 22.

溝22は、光アイソレータ素子9が設置される位置の端を起点23とし、そこから貫通孔27を横切ってフェルール2の外周面まで設けられる。光アイソレータ素子9は溝22の起点23から溝22の内側の溝22の浅い位置に設置されるので、光アイソレータ素子9のチャッキングが容易であり、接着される溝22の底面部の目視確認も行ないやすい。   The groove 22 is provided from the end of the position where the optical isolator element 9 is installed as a starting point 23, from there to the outer peripheral surface of the ferrule 2 across the through hole 27. Since the optical isolator element 9 is installed at a shallow position of the groove 22 inside the groove 22 from the starting point 23 of the groove 22, the optical isolator element 9 can be easily chucked, and the bottom surface of the groove 22 to be bonded is visually confirmed. It is easy to do.

光学的透明体1は、ガラスまたは樹脂が用いられるが、ゲル材等から成る弾性変形可能な光学的透明体1を用いるのが好ましい。また、光学的透明体1は、光ファイバのコア部の屈折率1.46とほぼ同等な1.4〜1.5の屈折率を有しているのが好ましい。例えば、ガラス転移温度Tgが−40度以下のエポキシ系のゲル状樹脂等を用いればよい。一般に、光レセプタクル17用途として使用されるファイバスタブ3の先端面24には、光コネクタのプラグフェルール31の先端と当接させるために曲面研磨加工が施されるが、その代わりに、フェルール2の先端面24より光学的透明体1の先端4を表面張力で若干突き出す程度に形成させる。これによって、先端面24を凸曲面に研磨する工程を省略することができる。光学的透明体1は、例えば、直径が光ファイバの径(0.125mm)と同等かそれ以上の直径0.125mm〜0.3mmの貫通孔27に充填される。   The optical transparent body 1 is made of glass or resin, but it is preferable to use the elastic transparent optical body 1 made of a gel material or the like. Moreover, it is preferable that the optical transparent body 1 has a refractive index of 1.4 to 1.5 which is substantially equivalent to the refractive index 1.46 of the core portion of the optical fiber. For example, an epoxy gel resin having a glass transition temperature Tg of −40 ° C. or less may be used. In general, the end surface 24 of the fiber stub 3 used for the optical receptacle 17 is subjected to curved surface polishing so as to abut the end of the plug ferrule 31 of the optical connector. The tip 4 of the optical transparent body 1 is formed to protrude slightly from the tip surface 24 by surface tension. As a result, the step of polishing the tip surface 24 into a convex curved surface can be omitted. The optical transparent body 1 is filled in, for example, a through hole 27 having a diameter of 0.125 mm to 0.3 mm that is equal to or larger than the diameter of the optical fiber (0.125 mm).

溝22の起点23は、光アイソレータ素子9が図3に示すような光軸に垂直な面26において縦0.35mm,横0.35mmの大きさであるとすると、貫通孔27の中心より約0.175mmに位置するように形成されるのが好ましい。入射する光のビーム径が直径約0.3mmとすれば、光アイソレータ素子9はそれより若干大きい縦0.35mm×横0.35mm程度に形成される。この光アイソレータ素子9を溝22に搭載固定する際は、光アイソレータ素子9の横方向以上の幅で形成された溝22の幅方向に横方向を収め、縦方向は傾斜面の起点23を目標に位置決めして設置される。溝22の幅を光アイソレータ素子9の横寸法より少し長く形成すれば、光アイソレータ素子9を、ファイバスタブ3に接着して固定する際に、溝22によって左右および回転方向への位置ズレを生じることがないので、光アイソレータ素子9を小型にすることができ、貫通孔27の開口の略中心に搭載できることになる。   The starting point 23 of the groove 22 is about 0.35 mm long and 0.35 mm wide on the surface 26 perpendicular to the optical axis as shown in FIG. It is preferable to be formed to be positioned at 0.175 mm. If the beam diameter of the incident light is about 0.3 mm, the optical isolator element 9 is formed to have a length of about 0.35 mm × 0.35 mm which is slightly larger than that. When the optical isolator element 9 is mounted and fixed in the groove 22, the horizontal direction is accommodated in the width direction of the groove 22 formed with a width equal to or greater than the horizontal direction of the optical isolator element 9, and the vertical direction targets the starting point 23 of the inclined surface. It is positioned and installed. If the width of the groove 22 is formed to be slightly longer than the lateral dimension of the optical isolator element 9, when the optical isolator element 9 is bonded to the fiber stub 3 and fixed, the groove 22 causes a positional shift in the left and right and rotation directions. Therefore, the optical isolator element 9 can be reduced in size and can be mounted substantially at the center of the opening of the through hole 27.

また、溝22を光軸方向に若干掘り下げてから溝22の傾斜面を形成してもよい。この場合も、溝22の起点23が上記の場合と同じ位置になるように溝22が形成される。   The inclined surface of the groove 22 may be formed after the groove 22 is slightly dug down in the optical axis direction. Also in this case, the groove 22 is formed so that the starting point 23 of the groove 22 is at the same position as in the above case.

光アイソレータ素子9は、偏光子6、ファラデー回転子7、検光子8から成る。そして、偏光子6と検光子8の透過偏波面の角度が45°となるよう予め回転調芯された後、各々接着剤により貼り合わされ、その後所定の大きさに裁断されて個々の光アイソレータ素子9が形成される。光アイソレータ素子9の入出射面は、ファイバスタブ3の溝22の例えば傾斜角8°の面に平行に設置されるので、光軸に対して傾斜角8°の面となる。光アイソレータ素子9の側面は、光アイソレータ素子9を傾斜面に設置した際に、光軸に対して平行になるように形成しておくと、光アイソレータ素子9をコンパクトに収容することができる。また、入射面と側面とが成す角度から、透過偏波面の方向を見分けることができる。   The optical isolator element 9 includes a polarizer 6, a Faraday rotator 7, and an analyzer 8. Then, after rotating and aligning in advance so that the angle of the polarization plane of polarization of the polarizer 6 and the analyzer 8 is 45 °, each is pasted with an adhesive, and then cut into a predetermined size to obtain individual optical isolator elements. 9 is formed. Since the incident / exit surface of the optical isolator element 9 is installed in parallel with the surface of the groove 22 of the fiber stub 3 having, for example, an inclination angle of 8 °, it becomes a surface having an inclination angle of 8 ° relative to the optical axis. If the side surface of the optical isolator element 9 is formed so as to be parallel to the optical axis when the optical isolator element 9 is installed on an inclined surface, the optical isolator element 9 can be accommodated in a compact manner. Further, the direction of the transmission polarization plane can be distinguished from the angle formed by the incident surface and the side surface.

ファラデー回転子7に磁界を印加する円筒型の磁石10は、外径が一般に使用されるファイバスタブ3の外径の最小径である直径1.25mmと同じかそれ以下に設定されるのが好ましい。このような磁石10が、筒の内側に配置される光アイソレータ素子9を取り囲むようにファイバスタブ3の後端面29に接着剤により固定される。そして、光アイソレータ素子9と磁石10とで光アイソレータ11が構成される。   The cylindrical magnet 10 for applying a magnetic field to the Faraday rotator 7 is preferably set to have an outer diameter equal to or smaller than a diameter of 1.25 mm, which is the minimum outer diameter of the fiber stub 3 generally used. . Such a magnet 10 is fixed to the rear end surface 29 of the fiber stub 3 with an adhesive so as to surround the optical isolator element 9 disposed inside the cylinder. The optical isolator element 9 and the magnet 10 constitute an optical isolator 11.

円筒型の磁石10は、光軸と直角な後端面29に接着されるようにすれば、傾斜面に傾斜させて接着される場合に比べてコンパクトに収納されるようにできる。また、接着作業も容易になり、接着強度を確保するのも容易になる。   If the cylindrical magnet 10 is bonded to the rear end surface 29 perpendicular to the optical axis, the cylindrical magnet 10 can be housed more compactly than when it is bonded to the inclined surface. Further, the bonding work is facilitated, and it is easy to ensure the bonding strength.

磁石10の外径をファイバスタブ3の外径以下とすると、磁石10がファイバスタブ3の外周面から外側に突出するのを防ぎ、磁石10およびファイバスタブ3全体を円柱状の一空間内に収容できる。これによって、後述する光モジュールを設計する際、図2に示すように、金属ホルダ5の第2の貫通孔28内にファイバスタブ3とともに磁石10の一部を収容することが可能となり、金属ホルダ5の形状を単純化できる。   If the outer diameter of the magnet 10 is equal to or smaller than the outer diameter of the fiber stub 3, the magnet 10 is prevented from protruding outward from the outer peripheral surface of the fiber stub 3, and the entire magnet 10 and the fiber stub 3 are accommodated in a cylindrical space. it can. As a result, when designing an optical module to be described later, as shown in FIG. 2, a part of the magnet 10 can be accommodated together with the fiber stub 3 in the second through hole 28 of the metal holder 5. The shape of 5 can be simplified.

このようにして、ファイバスタブ3と光アイソレータ11とで、光アイソレータ付きファイバスタブ25が構成される。本発明の一実施形態に係る光アイソレータ付きファイバスタブを用いることによって、光レセプタクル17や光モジュールを小型化することができる。   Thus, the fiber stub 25 and the optical isolator 11 constitute a fiber stub 25 with an optical isolator. By using a fiber stub with an optical isolator according to an embodiment of the present invention, the optical receptacle 17 and the optical module can be reduced in size.

図2は、本発明の一実施形態に係る光アイソレータ付き光レセプタクル30および光モジュールを示す縦断面図であり、同軸型の半導体レーザモジュールを示している。なお、LD(レーザダイオード)への配線用リード線およびモニタ用PD(フォトダイオード)等の図示は省略する。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an optical receptacle 30 with an optical isolator and an optical module according to an embodiment of the present invention, and shows a coaxial type semiconductor laser module. In addition, illustration of the lead wire for wiring to LD (laser diode), PD for monitoring (photodiode), etc. is abbreviate | omitted.

本発明の一実施形態に係る光アイソレータ付き光レセプタクル30は、上述の光アイソレータ付きファイバスタブ25と光レセプタクル17とで構成される。光レセプタクル17は、フェルールの後端部を把持する金属ホルダ5と、フェルールの先端部が挿入されるスリーブ18とを有する。また、スリーブ18の外側を覆いスリーブ18を保護するとともに、後端部をホルダ5に把持されたシェル19が設けられてもよい。   An optical receptacle 30 with an optical isolator according to an embodiment of the present invention includes the above-described fiber stub 25 with an optical isolator and the optical receptacle 17. The optical receptacle 17 includes a metal holder 5 that holds the rear end portion of the ferrule, and a sleeve 18 into which the front end portion of the ferrule is inserted. A shell 19 that covers the outside of the sleeve 18 to protect the sleeve 18 and whose rear end is held by the holder 5 may be provided.

金属ホルダ5は、一般に有底カップ状に形成されており、その底面中央から厚み方向に貫通する第2の貫通孔28を形成するとともに、この第2の貫通孔28に光アイソレータ付きファイバスタブ25の後端面29側が圧入保持可能に構成されている。つまり、ファイバスタブ25の後端面19側が貫通孔28に圧入されることによって、ファイバスタブ25の後端面19側がホルダの貫通孔28内に把持されるようになっている。また、貫通孔28を延設し、この貫通孔28の延設部28bに光アイソレータ11の一部が収容されるようにしてもよい。   The metal holder 5 is generally formed in a cup shape with a bottom, and a second through hole 28 penetrating in the thickness direction from the center of the bottom is formed, and a fiber stub 25 with an optical isolator is formed in the second through hole 28. The rear end surface 29 side is configured to be press-fitted and retained. That is, the rear end surface 19 side of the fiber stub 25 is press-fitted into the through hole 28 so that the rear end surface 19 side of the fiber stub 25 is held in the through hole 28 of the holder. Further, the through hole 28 may be extended, and a part of the optical isolator 11 may be accommodated in the extended portion 28 b of the through hole 28.

金属ホルダ5の材料としては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。   As the material of the metal holder 5, a stainless 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18は、りん青銅やセラミック材料等からなる円筒を縦方向全体にスリット加工した割りスリーブが用いられ、一方側の開口から光コネクタ用のプラグフェルール31を保持することが可能となる。   The sleeve 18 is a split sleeve obtained by slitting a cylinder made of phosphor bronze, a ceramic material, or the like in the entire vertical direction, and the plug ferrule 31 for an optical connector can be held from one side opening.

シェル19は円筒状に形成され、また、スリーブ18は金属ホルダ5の側壁と離間してその全体が収納され金属ホルダ5に圧入保持可能に構成されている。シェル19の材質としては金属またはプラスチックが用いられる。   The shell 19 is formed in a cylindrical shape, and the sleeve 18 is separated from the side wall of the metal holder 5 and is accommodated in its entirety so as to be press-fitted and held in the metal holder 5. Metal or plastic is used as the material of the shell 19.

そして、スリーブ18の他方の開口にファイバスタブ3が挿入され、また、このスリーブ18を覆うようにシェル19が金属ホルダ5内に挿通固定されて光レセプタクル17を形成している。   The fiber stub 3 is inserted into the other opening of the sleeve 18, and the shell 19 is inserted and fixed in the metal holder 5 so as to cover the sleeve 18, thereby forming the optical receptacle 17.

本発明の一実施形態に係る光モジュールは、本発明の一実施形態に係る光アイソレータ付き光レセプタクル30と、光学ユニット100とを備えている。光学ユニット100は、内部に光素子12を収納しており、光素子12は光アイソレータ付き光レセプタクル30と光アイソレータ素子9を介して光コネクタ用のプラグフェルール31の光ファイバ32と光結合されている。   An optical module according to an embodiment of the present invention includes an optical receptacle 30 with an optical isolator according to an embodiment of the present invention, and an optical unit 100. The optical unit 100 accommodates an optical element 12 therein, and the optical element 12 is optically coupled to an optical fiber 32 of a plug ferrule 31 for an optical connector via an optical receptacle 30 with an optical isolator and an optical isolator element 9. Yes.

光学ユニット100は、半導体レーザ12、ヒートシンク13、金属ステム14、レンズ15およびレンズホルダ16とから構成される。また、光アイソレータ付き光レセプタクル30は上述の光レセプタクル17の後端面29側に光アイソレータ11が取り付けられて構成されている。   The optical unit 100 includes a semiconductor laser 12, a heat sink 13, a metal stem 14, a lens 15, and a lens holder 16. The optical receptacle 30 with an optical isolator is configured by attaching the optical isolator 11 to the rear end face 29 side of the optical receptacle 17 described above.

半導体レーザ12は、ヒートシンク13上に半田により搭載され、ヒートシンク13は、円柱状の平面に支持部14aを垂直に突出させた金属ステム14上に同じく半田により搭載固定されている。レンズホルダ16は、金属ステム14の円柱面周囲に抵抗溶接可能な材質で円筒状に形成されている。レンズホルダ16は、半導体レーザ12やヒートシンク13を収納可能に形成されるとともに、レンズ15が内周20の半導体レーザ12のレーザ光路の途中に低融点ガラスなどにより固定される。   The semiconductor laser 12 is mounted on the heat sink 13 by solder, and the heat sink 13 is similarly mounted and fixed by solder on a metal stem 14 in which a support portion 14a is vertically projected on a cylindrical plane. The lens holder 16 is formed in a cylindrical shape with a material that can be resistance welded around the cylindrical surface of the metal stem 14. The lens holder 16 is formed so as to accommodate the semiconductor laser 12 and the heat sink 13, and the lens 15 is fixed in the middle of the laser optical path of the semiconductor laser 12 on the inner periphery 20 with low melting point glass or the like.

光アイソレータ11の磁石10は小型化を実現すると共に接着強度を増加するために金属ホルダ5の第2の貫通孔28に一部が挿通固定された状態で保持されていてもよい。そのために、磁石10の外周面の直径はフェルール3の外周面の直径とほぼ同じとされている。また、磁石10は光軸と垂直な後端面29に接着される。そして、第2の貫通孔28として同じ内径の一つの第2の貫通孔28を形成することによって、ファイバスタブ3とともに光アイソレータ11を収容することができる。このような構成にすることで、光レセプタクル17の光軸調芯時にレンズホルダ16の内周面20に第3のザグリ部34を設けなくても磁石10が接触することがなく、小型、低価格化することができると共にファイバスタブ3の溝22と金属ホルダ5の第2の貫通孔28の両方で接着することで接着面積も大きくでき、接着強度を増加させ信頼性を向上した光モジュールを提供できる。   The magnet 10 of the optical isolator 11 may be held in a state in which a part thereof is inserted and fixed in the second through hole 28 of the metal holder 5 in order to achieve downsizing and increase the adhesive strength. Therefore, the diameter of the outer peripheral surface of the magnet 10 is substantially the same as the diameter of the outer peripheral surface of the ferrule 3. The magnet 10 is bonded to the rear end surface 29 perpendicular to the optical axis. By forming one second through hole 28 having the same inner diameter as the second through hole 28, the optical isolator 11 can be accommodated together with the fiber stub 3. With such a configuration, the magnet 10 does not come into contact with the inner peripheral surface 20 of the lens holder 16 when the optical receptacle 17 is aligned with the inner peripheral surface 20 of the lens holder 16. An optical module that can be priced and can be bonded at both the groove 22 of the fiber stub 3 and the second through hole 28 of the metal holder 5 to increase the bonding area, increase the bonding strength, and improve the reliability. Can be provided.

また、半導体レーザ12から出射された光がレンズ15により集光され、半導体レーザ12への反射戻り光を防止する光アイソレータ11および光学的透明体1を介して光コネクタのプラグフェルール31中央部の光ファイバ32先端面へ導入される。光アイソレータ付き光レセプタクル30と光学ユニット100とは、集光された光線の位置に光ファイバ32が位置するよう光レセプタクル17を位置調整した後、光レセプタクル17の金属ホルダ5をレンズホルダ16にレーザ溶接等により固定されることによって組み立てられる。   Further, the light emitted from the semiconductor laser 12 is collected by the lens 15, and the optical ferrule 31 at the center of the optical connector is connected via the optical isolator 11 and the optical transparent body 1 to prevent the reflected return light to the semiconductor laser 12. It is introduced into the tip surface of the optical fiber 32. The optical receptacle 30 with optical isolator and the optical unit 100 adjust the position of the optical receptacle 17 so that the optical fiber 32 is positioned at the position of the condensed light beam, and then laser the metal holder 5 of the optical receptacle 17 to the lens holder 16. It is assembled by being fixed by welding or the like.

このとき、光アイソレータ11の外径がレンズホルダ16の内周20に対し充分小さいため、図6の従来例で示したような光アイソレータ111専用の第3のザグリ部134を設ける必要がなく光モジュールとして小型化が可能となる。さらに、光学的透明体1をゲル状樹脂で形成することで、両端面の光学的な研磨加工が不要となる上、光コネクタのプラグフェルール31先端がファイバスタブ3の先端面24に繰り返し嵌合により突き当てられても光学的透明体1に傷がつき難い。   At this time, since the outer diameter of the optical isolator 11 is sufficiently small with respect to the inner circumference 20 of the lens holder 16, there is no need to provide the third counterbore portion 134 dedicated to the optical isolator 111 as shown in the conventional example of FIG. The module can be miniaturized. Further, since the optical transparent body 1 is formed of a gel-like resin, optical polishing of both end surfaces is not necessary, and the tip of the plug ferrule 31 of the optical connector is repeatedly fitted to the tip surface 24 of the fiber stub 3. The optically transparent body 1 is hardly scratched even if it is abutted by.

図4は図2のホルダ5の貫通孔28の内径を途中で変えて形成した一実施形態の例を示す縦断面図であり、同軸型の半導体レーザモジュールを示している。すなわち、ホルダ5は、フェルール31を把持する把持部となる貫通孔28aの内径より、磁石10が収容される延設部(貫通孔)28bの内径が小さく、貫通孔28aと貫通孔28bとの間に段差面28cを有するように形成される。そして、段差面28cにファイバスタブ3の後端面29を当接させるとともに、ファイバスタブ3後端面29側の後端部を貫通孔28aの内壁面に接着してある。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of an embodiment formed by changing the inner diameter of the through hole 28 of the holder 5 of FIG. 2 in the middle, and shows a coaxial type semiconductor laser module. That is, the holder 5 has an inner diameter of the extending portion (through hole) 28b in which the magnet 10 is accommodated smaller than the inner diameter of the through hole 28a serving as a grip portion for gripping the ferrule 31, and the holder 5 has a through hole 28a and a through hole 28b. It is formed so as to have a stepped surface 28c therebetween. The rear end surface 29 of the fiber stub 3 is brought into contact with the stepped surface 28c, and the rear end portion of the fiber stub 3 rear end surface 29 is bonded to the inner wall surface of the through hole 28a.

光学的透明体1が光ファイバである場合は、レンズ15で集光される光の焦点位置を後端面29の光ファイバのコア部分に持ってくることになるが、光学的透明体1をゲル状樹脂で形成する場合は、光の焦点位置は先端面24側の光ファイバ32のコア部分になるようにする。   When the optical transparent body 1 is an optical fiber, the focal position of the light collected by the lens 15 is brought to the core portion of the optical fiber on the rear end face 29. The optical transparent body 1 is gelled. In the case of forming with a resin, the focal position of the light is set to be the core portion of the optical fiber 32 on the distal end surface 24 side.

ところで、レセプタクル17を小型にするためにファイバスタブ3の全長を短く、例えば2mm以下とする場合、貫通孔28aによるファイバスタブ3の把持力が十分でない場合がある。この場合、ホルダ5に貫通孔28bを設け、互いに内径の異なる貫通孔28aと貫通孔28bとの間にできる段差面28cにファイバスタブ3の後端面29を当接させることによって、プラグフェルール31がファイバスタブ3の先端を押圧しても、ファイバスタブ3が貫通孔28から脱落し難いものとできる。また、従来の圧入して把持固定させる方法に代えて、接着剤による固定法を採用すると、ホルダ5の貫通孔28aの内径精度を緩和できる。例えば、圧入して固定する場合の、10μm以下の加工精度から±20μm以下の加工精度に緩和できる。   By the way, when the length of the fiber stub 3 is shortened to make the receptacle 17 small, for example, 2 mm or less, the gripping force of the fiber stub 3 by the through hole 28a may not be sufficient. In this case, the plug ferrule 31 is formed by providing the through hole 28b in the holder 5 and bringing the rear end surface 29 of the fiber stub 3 into contact with the stepped surface 28c formed between the through hole 28a and the through hole 28b having different inner diameters. Even if the tip of the fiber stub 3 is pressed, the fiber stub 3 can be hardly removed from the through hole 28. Moreover, if the fixing method using an adhesive is employed instead of the conventional press-fitting and fixing method, the inner diameter accuracy of the through hole 28a of the holder 5 can be relaxed. For example, when press-fitting and fixing, the processing accuracy can be relaxed from a processing accuracy of 10 μm or less to a processing accuracy of ± 20 μm or less.

以下、本発明の実施例として図1および図2に示す光アイソレータ付きファイバスタブ11と光アイソレータ付き光レセプタクル30を備えた光モジュールを作製した。光モジュールは同軸型からなる光レセプタクル型半導体レーザモジュールとした。   Hereinafter, as an example of the present invention, an optical module including the optical isolator-equipped fiber stub 11 and the optical isolator-equipped optical receptacle 30 shown in FIGS. 1 and 2 was produced. The optical module was a coaxial optical receptacle type semiconductor laser module.

図1において、ファイバスタブ3の後端面29には幅0.4mmの溝22を中央の貫通孔27を横切るようにかつ、底面が光軸に垂直な面に対して8°に傾斜させてダイシング加工により設けた。   In FIG. 1, a groove 22 having a width of 0.4 mm is formed on the rear end surface 29 of the fiber stub 3 so as to cross the central through-hole 27 and the bottom surface is inclined by 8 ° with respect to the plane perpendicular to the optical axis. Provided by processing.

ファイバスタブ3は全長が1mm、外径が1.25mmで、軸方向中央部に直径が0.2mmの貫通孔27が設けられたものを用いた。貫通孔27内には光学的透明体1として屈折率が1.48でガラス転移温度Tgが−50℃のエポキシ系のゲル状の熱硬化性樹脂を充填した。熱硬化性樹脂は、ファイバスタブ3の先端面24より表面張力で貫通孔27の開口から若干突き出る程度に充填した。   The fiber stub 3 has a total length of 1 mm, an outer diameter of 1.25 mm, and a through hole 27 having a diameter of 0.2 mm provided in the central portion in the axial direction. The through-hole 27 was filled with an epoxy gel thermosetting resin having a refractive index of 1.48 and a glass transition temperature Tg of −50 ° C. as the optical transparent body 1. The thermosetting resin was filled to the extent that it protruded slightly from the opening of the through hole 27 by the surface tension from the tip surface 24 of the fiber stub 3.

溝22の傾斜面の起点23は、図3に示すように、貫通孔27の中心より0.175mmの位置とした。   The starting point 23 of the inclined surface of the groove 22 was set at a position 0.175 mm from the center of the through hole 27 as shown in FIG.

一方、光アイソレータ素子9は、光軸に対する垂直断面26において縦0.35mm×横0.35mmに裁断して形成した。そして、図3に示すように、底面が傾斜角度8°で形成された溝22の底面に起点23と光アイソレータ素子9の側面とが一致するように接着剤によって固着した。なお、偏光子6の透過偏波面は、溝22の延設方向に対し垂直となるようにした。   On the other hand, the optical isolator element 9 was formed by cutting a vertical cross section 26 with respect to the optical axis into a length of 0.35 mm × width of 0.35 mm. Then, as shown in FIG. 3, the bottom surface of the groove 22 having a bottom surface formed at an inclination angle of 8 ° was fixed with an adhesive so that the starting point 23 and the side surface of the optical isolator element 9 coincided with each other. The transmission polarization plane of the polarizer 6 was set to be perpendicular to the extending direction of the groove 22.

ファラデー回転子7に磁界を印加するための円筒型磁石10は、外径が1.2mm、内径が0.6mm、長さが1mmのものを使用した。そして、ファイバスタブ3の光軸に対して直角な後端面29の外周部に接着剤により固定した。以上により光アイソレータ付きファイバスタブ25を形成した。   A cylindrical magnet 10 for applying a magnetic field to the Faraday rotator 7 was used with an outer diameter of 1.2 mm, an inner diameter of 0.6 mm, and a length of 1 mm. And it fixed to the outer peripheral part of the rear-end surface 29 orthogonal to the optical axis of the fiber stub 3 with the adhesive agent. Thus, a fiber stub 25 with an optical isolator was formed.

次に、図2に示すように、半導体レーザ12をヒートシンク13上に半田により搭載固定し、ヒートシンク13は、金属ステム14上に同じく半田により搭載固定した。レンズ15はステンレス材から成るレンズホルダ16に低融点ガラスにより固定し、レンズホルダ16は金属ステム14に抵抗溶接した。   Next, as shown in FIG. 2, the semiconductor laser 12 was mounted and fixed on the heat sink 13 by soldering, and the heat sink 13 was similarly mounted and fixed on the metal stem 14 by soldering. The lens 15 was fixed to a lens holder 16 made of stainless steel with low melting point glass, and the lens holder 16 was resistance welded to the metal stem 14.

光アイソレータ付きファイバスタブ25はファイバスタブ3の後端面29が金属ホルダ5の第2の貫通孔28より飛び出さない位置に圧入固定し、先端側にジルコニア材から成るスリーブ18を挿入した。そして、スリーブ18を覆うようにステンレス材からなるシェル19を被せて、金属ホルダ5に圧入固定することによって光レセプタクル17を形成した。   In the fiber stub 25 with an optical isolator, the rear end surface 29 of the fiber stub 3 is press-fitted and fixed at a position where it does not protrude from the second through hole 28 of the metal holder 5, and a sleeve 18 made of zirconia material is inserted on the tip side. Then, a shell 19 made of a stainless material was covered so as to cover the sleeve 18 and press-fitted and fixed to the metal holder 5 to form the optical receptacle 17.

磁石10の外周面と金属ホルダ5の第2貫通孔28との間の隙間には接着剤を充填して接着強度を補強した。そして、光レセプタクル17に嵌合された光コネクタ側のプラグフェルール31に挿入された光ファイバ32の先端面にレンズ15により集光された光が焦点を結ぶように上記光レセプタクル17を位置調整した後、光レセプタクル17の金属ホルダ5をレンズホルダ16にレーザ溶接固定した。   The gap between the outer peripheral surface of the magnet 10 and the second through hole 28 of the metal holder 5 was filled with an adhesive to reinforce the adhesive strength. Then, the position of the optical receptacle 17 is adjusted so that the light condensed by the lens 15 is focused on the distal end surface of the optical fiber 32 inserted into the plug ferrule 31 on the optical connector side fitted in the optical receptacle 17. Thereafter, the metal holder 5 of the optical receptacle 17 was fixed to the lens holder 16 by laser welding.

表1に従来の半導体レーザモジュールと本実施例による半導体レーザモジュールのファイバスタブ3の両端面の研磨時間、光アイソレータ素子9の光軸に対する垂直断面積と磁石10の外径、金属ホルダ5およびレンズホルダ16の内径の光アイソレータ11専用ザグリ部有無、光アイソレータ素子9とファイバスタブ3間の接着部確認可否、ファイバスタブの導光体に生じた傷の有無についてまとめた結果を示す。   Table 1 shows the polishing time of both end surfaces of the fiber stub 3 of the conventional semiconductor laser module and the semiconductor laser module according to the present embodiment, the vertical sectional area with respect to the optical axis of the optical isolator element 9, the outer diameter of the magnet 10, the metal holder 5 and the lens. The result of putting together the presence or absence of the counterbore part for exclusive use of the optical isolator 11 of the internal diameter of the holder 16, the adhesion part confirmation between the optical isolator element 9 and the fiber stub 3, and the presence or absence of the damage | wound produced in the light guide body of the fiber stub is shown.

Figure 0005398355
本実施例の光モジュールでは、ファイバスタブ3の中央の貫通孔27内の光学的透明体1として弾性変形可能なゲル状の樹脂を採用したことで、両端面の研磨を不要とし、約5分要していた研磨時の作業時間を100%低減できた。また、溝22に接着固定する光アイソレータ素子9の光軸に対する垂直断面26の面積は、従来例の約0.2mmに比し、本実施例では約0.12mmと、約40%低減できたことで光アイソレータ素子9の取り数を増やし、低価格化できた。
Figure 0005398355
In the optical module of the present embodiment, since the elastic resin 1 in the center through-hole 27 of the fiber stub 3 is made of an elastically deformable gel-like resin, it is not necessary to polish both end surfaces, and about 5 minutes. The work time required for polishing could be reduced by 100%. Further, the area of the vertical cross section 26 with respect to the optical axis of the optical isolator element 9 bonded and fixed to the groove 22 is about 0.12 mm 2 in this embodiment, which is about 40% less than that of the conventional example of about 0.2 mm 2. As a result, the number of optical isolator elements 9 can be increased and the price can be reduced.

さらに、円筒型磁石10の外径を従来例に比し40%低減したφ1.2mmとし、金属ホルダ5の第2の貫通孔28に挿通してファイバスタブ3の後端面29と第2の貫通孔28に固定することで、接着強度を損ねることなく光アイソレータ11を小型化し、金属ホルダ5の第2のザグリ部33も不要とした。   Furthermore, the outer diameter of the cylindrical magnet 10 is set to φ1.2 mm, which is 40% lower than that of the conventional example, and the cylindrical magnet 10 is inserted into the second through hole 28 of the metal holder 5 to be inserted into the rear end surface 29 of the fiber stub 3 and the second through hole. By fixing in the hole 28, the optical isolator 11 was reduced in size without impairing the adhesive strength, and the second counterbore portion 33 of the metal holder 5 was not required.

また、光アイソレータ11の外径をファイバスタブ3の外径より小さくしたことで、光モジュールのレンズホルダ16の内周20に光アイソレータ11を収容する専用の第3のザグリ部34を設ける必要がなく、レンズホルダ16も低価格化することができた。   Further, by making the outer diameter of the optical isolator 11 smaller than the outer diameter of the fiber stub 3, it is necessary to provide a dedicated third counterbore portion 34 for housing the optical isolator 11 on the inner periphery 20 of the lens holder 16 of the optical module. In addition, the price of the lens holder 16 could be reduced.

さらに、磁石10を取り付ける前の光アイソレータ素子9とファイバスタブ3間の接着部は従来例のザグリ部21を有する構造に比し、溝22は目視できる構造のため、接着剤のメニスカスなど充填状態を確認して管理することができ、信頼性を向上することができた。   Further, the adhesive portion between the optical isolator element 9 and the fiber stub 3 before the magnet 10 is attached is compared with the structure having the counterbore portion 21 of the conventional example, and the groove 22 is visible, so that the adhesive meniscus is filled. Can be confirmed and managed, and the reliability has been improved.

また、光レセプタクル17に嵌合される光コネクタのプラグフェルール31先端が、ファイバスタブ3の先端と繰り返し突き当てられた際、弾性変形可能なゲル状樹脂からなる光学的透明体1では傷がつかないことを確認できた。   Further, when the tip of the plug ferrule 31 of the optical connector fitted to the optical receptacle 17 is repeatedly abutted against the tip of the fiber stub 3, the optical transparent body 1 made of an elastically deformable gel resin is scratched. I was able to confirm that there was no.

1…導光体(光学的透明体)
2…フェルール
3…ファイバスタブ
5…ホルダ
6…偏光子
7…ファラデー回転子
8…検光子
9…光アイソレータ素子
10…磁石
11…光アイソレータ
12…半導体レーザ
13…ヒートシンク
14…金属ステム
14a…支持部
15…レンズ
16…レンズホルダ
17…レセプタクル
18…スリーブ
19…シェル
20…内周
22…溝部
23…起点
24…先端面
25…光アイソレータ付きファイバスタブ
26…垂直断面
27…貫通孔
28…貫通孔
29…後端面
30…光アイソレータ付き光レセプタクル
31…プラグフェルール
32…光ファイバ
100…光学ユニット
1. Light guide (optically transparent body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Ferrule 3 ... Fiber stub 5 ... Holder 6 ... Polarizer 7 ... Faraday rotator 8 ... Analyzer 9 ... Optical isolator element 10 ... Magnet 11 ... Optical isolator 12 ... Semiconductor laser 13 ... Heat sink 14 ... Metal stem 14a ... Support part DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Lens 16 ... Lens holder 17 ... Receptacle 18 ... Sleeve 19 ... Shell 20 ... Inner circumference 22 ... Groove part 23 ... Starting point 24 ... Front end surface 25 ... Fiber stub with an optical isolator 26 ... Vertical section 27 ... Through-hole 28 ... Through-hole 29 ... rear end face 30 ... optical receptacle with optical isolator 31 ... plug ferrule 32 ... optical fiber 100 ... optical unit

Claims (9)

円筒形状を成し、中央の貫通孔に導光体が配置されたフェルールの後端面に、偏光子とファラデー回転子とから成る光アイソレータ素子を設置した光アイソレータ付きファイバスタブであって、前記光アイソレータ素子の設置位置の端を起点とし、前記光アイソレータ素子より少し大きな幅を有するとともに前記後端面に対して傾斜した底面を有する溝が前記貫通孔の開口を横切るように形成され、前記溝に、前記光アイソレータ素子が前記開口を覆うように設置されていることを特徴とする光アイソレータ付きファイバスタブ。 A fiber stub with an optical isolator in which an optical isolator element comprising a polarizer and a Faraday rotator is installed on the rear end face of a ferrule having a cylindrical shape and a light guide disposed in a central through hole. A groove having a width slightly larger than the width of the optical isolator element and having a bottom surface inclined with respect to the rear end face is formed so as to cross the opening of the through hole, starting from the end of the installation position of the isolator element. in the groove, with an optical isolator fiber stub, characterized in that said optical isolator element is disposed so as to cover the opening. 前記光アイソレータ素子は、光軸に垂直な断面形状において平行な2辺を有し、該2辺間距離が前記溝の幅未満とされているとともに、前記2辺と前記溝とが平行になるように前記溝に嵌着されていることを特徴とする請求項1記載の光アイソレータ付きファイバスタブ。 The optical isolator element has two parallel sides in a cross-sectional shape perpendicular to the optical axis, the distance between the two sides is less than the width of the groove, and the two sides and the groove are parallel to each other. The fiber stub with an optical isolator according to claim 1, wherein the fiber stub is fitted in the groove. 前記光アイソレータ素子に磁界を印加する円筒形状の磁石が、前記フェルールの前記後端面に設置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光アイソレータ付きファイバスタブ。 3. The fiber stub with an optical isolator according to claim 1, wherein a cylindrical magnet that applies a magnetic field to the optical isolator element is disposed on the rear end face of the ferrule. 前記導光体は、該導光体に接続される光ファイバのコアとほぼ同等な屈折率を有する弾性変形可能な光学的透明体から成ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光アイソレータ付きファイバスタブ。 4. The light guide body is made of an elastically deformable optical transparent body having a refractive index substantially equal to that of an optical fiber core connected to the light guide body. Fiber stub with optical isolator as described. 前記貫通孔の内径が前記光ファイバの外径以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光アイソレータ付きファイバスタブ。 The fiber stub with an optical isolator according to any one of claims 1 to 4, wherein an inner diameter of the through hole is equal to or larger than an outer diameter of the optical fiber. 請求項1乃至5のいずれかに記載の光アイソレータ付きファイバスタブと、貫通孔の一方側開口に前記フェルールの先端部が挿入されたスリーブと、前記フェルールの後端側外周面を把持するホルダとを備えた光アイソレータ付き光レセプタクル。 A fiber stub with an optical isolator according to any one of claims 1 to 5, a sleeve in which a tip end portion of the ferrule is inserted into one side opening of a through hole, and a holder for gripping a rear end side outer peripheral surface of the ferrule. An optical receptacle with an optical isolator. 前記フェルールの後端側外周面を把持する前記ホルダの把持部が、前記磁石の一部を収容可能に延設されていることを特徴とする請求項6記載の光アイソレータ付き光レセプタクル。 7. The optical receptacle with an optical isolator according to claim 6, wherein a grip portion of the holder that grips the outer peripheral surface of the rear end side of the ferrule extends so as to accommodate a part of the magnet. 前記磁石の一部を収容可能に延設された前記ホルダの延設部の内径が、前記フェルールを
把持する前記ホルダの把持部の内径より小さく、前記把持部と前記延設部との間に形成された段差面に、前記フェルールの後端面が当接されるとともに接着剤により固定されていることを特徴とする請求項7記載の光アイソレータ付き光レセプタクル。
An inner diameter of the extending portion of the holder extended to accommodate a part of the magnet is smaller than an inner diameter of the gripping portion of the holder that grips the ferrule, and is between the gripping portion and the extending portion. 8. The optical receptacle with an optical isolator according to claim 7, wherein a rear end surface of the ferrule is brought into contact with the formed step surface and is fixed by an adhesive.
請求項6乃至8のいずれかに記載の光アイソレータ付き光レセプタクルと、前記光アイソレータに光結合されるように配置された光素子を有する光学ユニットとを備えた光モジュール。
9. An optical module comprising: the optical receptacle with an optical isolator according to claim 6; and an optical unit having an optical element disposed so as to be optically coupled to the optical isolator.
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