JPH01116504A - 光ファイバと光学素子の実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバと光学素子の実装構造に関するもの
で、例えば発光素子と光ファイバとの接続に使用される
。

〔従来技術及びその問題点〕

発光素子と光ファイバの実装構造の従来例を、第４図を
用いて説明する。図示の通り、フェルール１は光フアイ
バ素線２を軸方向に保持しており、このフェルール１は
スリーブ３に固定されている。

一方、発光素子４は発光素子ホルダ５の下側開口に固定
され、フェルール１に保持された光フアイバ素線２の光
入射端面は発光素子４と対向している。

このような実装構造において、各要素の固定は下記のよ
うにして行なわれる。まず、発光素子４を発光素子ホル
ダ５の下側開口に固定したのち、Ｚ軸方向（垂直軸方向
）の調芯をしながらフェルール１とスリーブ３を固定す
る。次に、Ｘ、Ｙ軸方向（水平軸方向）の調芯をしなが
ら、光フアイバ素線２と発光素子４の光結合効率が最大
となるところでスリーブ３と発光素子ホルダ５を固定す
る。

ここで、スリーブ３と発光素子ホルダ５の固定は、第４
図中の符号Ａで示す位置に半田を塗布し、これを高周波
加熱することで行なっている。しかしながら、この方法
では半田を加熱する際にこれが流動化し、従って光学軸
がずれないように固定することは困難であった。また、
樹脂接着剤を用いる方法では、スリーブ３と発光素子ホ
ルダ５が接着中にずれないようにすることは容易である
ものの、長期的な信頼性に欠けるという問題があった。

さらに、上記の半田や接着剤を用いる方法では、スリー
ブ３と発光素子ホルダ５が互いに傾いて固定されること
があった。すると、温度変動による材料の熱膨張のため
に、結合効率が変動してしまうことがあった。なお、上
記のような問題は、発光素子と光ファイバの結合だけで
なく、受光素子と光ファイバの結合においても同様であ
る。

そこで本発明は、実装に際して結合効率が劣化すること
なく、しかも長期的な信頼性に優れた光ファイバと光学
素子の実装構造を提供することを目的とする。

〔問題廠を解決するための手段〕

上記問題点を解決するためこの発明は、光ファイバを中
心軸に対し偏心させて保持すると共に、所定のフェルー
ル保持手段に形成された挿入穴に挿入され、平面上を光
ファイバの光軸方向に移動できるフェルールと、平面上
を光ファイバの光軸とほぼ直交する方向に移動でき、平
面までの垂直距離がフェルールをフェルール挿入穴で回
転させたときの光ファイバと平面との垂直距離の最大値
及び最小値の範囲内で光学素子を保持する光学素子保持
手段とを備え、光ファイバと光学素子との結合効率が最
大となる位置で、フェルール、フェルール保持手段及び
光学素子保持手段をフェルール挿入穴及び平面上に固定
されていることを特徴とする。

〔作用〕

この発明は以上のように構成されているので、フェルー
ル、フェルール保持手段及び光学素子保持手段の相互作
用により、結合効率が良く長期的信頼性に優れた光ファ
イバと光学素子の実装構造を提供することができる。

〔実施例〕

以下、この発明に係る光ファイバと光学素子の実装構造
の一実施例を添付図面に基づいて説明する。なお説明に
おいて、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は
省略する。

第１図は、この実施例の実装構造を示す斜視図である。

図で示すように、平面台６上には発光素子保持部材７と
フェルール保持部材８が固定されている。発光素子保持
部材７には発光素子９が固定されており、フェルール保
持部材８にはフェルール１０がフェルール挿入穴８ａに
挿入されている。なお、フェルール１０は円柱状に形成
されており、中心軸かられずかに偏心して中心軸方向に
光フアイバ挿入穴１０ａが形設されている。この光フア
イバ挿入穴１０ａには光フアイバ素線１１が挿入されて
いる。なお、光フアイバ素線１１はコアの近傍が球面に
仕上げられ、その周囲がテーパ状にされテーバ先球ファ
イバとなっている。

次に、第１図及び第２図を参照してこの実施例の製造方
法を説明する。まず、光フアイバ素線１１を固定したフ
ェルール１０をフェルール保持部材８のフェルール挿入
穴８ａに挿入する。このフェルール挿入穴８ａは、フェ
ルール１ｏに対し０．５μｍ程度のクリアランスをもっ
て設計され、かつこれらの接触面は滑面に仕上げられて
いるので、フェルール１０をフェルール挿入穴８ａ内で
回転させることができる。

次に、フェルール１０が挿入されたフェルール保持手段
８及び発光素子９を固定した発光素子保持部材７を平面
台６上に載置する。

ここで重要なことは、上記発光素子９の平面台６からの
高さである。フェルール１ｏをフエルール挿入穴りａ内
で回転したとき、平面台６からフェルール１０の中心軸
までの垂直圧＃ｉ（高さ）をＬ１光ファイバ素線１１と
フェルール１０の中心軸間の偏心量をｅとすれば、光フ
アイバ素線１１と平面台６からの垂直距離（高さ）はＬ
＋ｅ　（最大値）からＬ−ｅ（最小値）の範囲で変動す
る。

上記発光素子９の平面台６からの高さをｇとすれば、ｇ
は（Ｌ−ｅ）以上（Ｌ＋ｅ）以内で設定されている。そ
のため、発光素子９及び光フアイバ素線１１を上記平面
と直交する方向（上下方向）に移動させることなく、フ
ェルール１０を回転させ、発光素子保持部材７を光軸と
ほぼ直交する方向に移動させることのみで、結合効率の
調整ができるのである。

発光素子保持部材７及びフェルール保持部材８を平面台
６上に載置させたら、フェルール１０を回転させると共
に、発光素子保持部材７を光軸方向とほぼ直交する水平
方向に移動させ、光軸と直交する方向の位置合せを行う
。

第２図は、そのときの光フアイバ素線１１の軌跡を示し
たものである。フェルール１０を回転させると、光フア
イバ素線１１はＡの軌跡で移動する。また、発光素子保
持部材７を平面台６上で移動させると、Ｂの軌跡で光フ
アイバ素線１１が移動する。ところで、発光素子９は前
述した高さで設定されているので、軌跡Ａと軌跡Ｂは必
ず交差し交点Ｃ，Ｄが存在する。交点Ｃ，Ｄで結合効率
が最大になるので、光フアイバ素線１１がＣ又はＤの位
置にくるように、発光素子保持部材７を平面台６上に固
定しフェルール１０をフェルール保持部材８のフェルー
ル挿入穴８ａに固定する。この固定は、はんだ、樹脂接
着剤を用いる等、種々の方法が適用できる。

次に、結合効率をモニタしながらフェルール保持部材８
を光軸方向に平面台６上を移動させ、結合効率が最大と
なる位置でフェルール保持部材８を平面台６上に固定す
る。すなわち、光軸と直交する方向における位置合せ及
び光軸方向の位置合せにより、最大結合効率を有する光
ファイバと発光素子の実装構造が製造できる。この場合
、フェルール１０はフェルール挿入穴８ａに挿入された
状態で調芯され、その後はフェルール保持部材８におい
て光軸方向のみの調整がなされるため、固定に際して軸
ずれなどが生ずることはない。また、長期の安定性など
にも優れている。

なお、この実施例ではフェルール保持部材８を光軸方向
に移動可能としているが、フェルール１０をフェルール
挿入穴８ａ内で光軸方向に移動可能としてもよい。

第３図は、変形例に用いられるフェルールの斜視図を示
すものである。フェルール１２は、中心軸かられずかに
偏心し中心軸方向に光フアイバ挿入穴１２ａが形成され
、この光フアイバ挿入穴１２ａには光フアイバ素線１４
が挿入されている。

この光フアイバ素線１４の先端部には、集束性ロッドレ
ンズ１３が′固着されている。このように、集束性ロッ
ドレンズ１３を装着させることにより、位置合せが容易
になり、精度の向上が図れる。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々
の変形が可能である。たとえば、光ファイバと発光素子
の実装だけでなく、光ファイバと受光素子の実装にも同
様に適用できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように構成されているので、製
造が容易であり、製造における結合効率の劣化が少なく
、長期的な信頼性に優れているという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る光ファイバと光学素子の実装
構造の一実施例を示す斜視図、第２図は、当該実施例の
製造方法を説明するための図、第３図は、この発明に係
る光ファイバと光学素子の実装構造の変形例に使用され
るフェルールを示す斜視図、第４図は従来例を示す断面
図である。 １・・・従来のフェルール、２．１１・・・光フアイバ
素線、３・・・スリーブ、４，９・・・発光素子、５・
・・発光素子ホルダ、６・・・平面台、７・・・発光素
子保持部材、８・・・フェルール保持部材、１０・・・
フェルール、１°２・・・変形例に使用されるフェルー
ル、１３・・・収束柱ロッドレンズ、１４・・・光フア
イバ素線。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　　山　　　　１）　　　ｆｒ　　　　　−変形例 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ファイバを中心軸に対し偏心させて保持すると共に、
   所定のフェルール保持手段に形成された挿入穴に挿入さ
   れ、 平面上を前記光ファイバの光軸方向に移動できるフェル
   ールと、 前記平面上を前記光ファイバの光軸とほぼ直交する方向
   に移動でき、前記平面までの垂直距離が前記フェルール
   を前記フェルール挿入穴で回転させたときの前記光ファ
   イバと前記平面との垂直距離の最大値及び最小値の範囲
   内で光学素子を保持する光学素子保持手段とを備え、 前記光ファイバと前記光学素子との結合効率が最大とな
   る位置で、前記フェルール、前記フェルール保持手段及
   び光学素子保持手段を前記フェルール挿入穴及び前記平
   面上に固定されていることを特徴とする光ファイバと光
   学素子の実装構造。