JPH02214802A - レーザダイオードと光ファイバとを結合する方法とそれに使用する台座 - 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］ この発明はレーザダイオードすなわち発光ダイオードと
光ファイバとを正しく整列して結合する方法とそれに使
用する台座に関する。

［発明の背景］ 光を用いた情報伝送、すなわち光伝送技術においては、
発光源にレーザダイオードを用い、これに光ファイバを
結合して光を取り出して伝送する。

レーザダイオードと光ファイバとの光結合には微妙な調
整を必要とするために、ユーザがその使用を容易にする
ために、両者を結合したビグテイル形モジュールを構成
することが望ましい。

ところで、そのモジュールの形成のためには、あらかじ
めレーザダイオードと光ファイバとを光結合する必要が
ある。

とくに、レーザダイオードと光ファイバとの結合には多
くの問題があって、その結合効率を上げるために種々の
提案がなされており、その好ましい手段の一つとして、
レーザダイオードに結合する光ファイバの先端を球状に
してレンズ効果を持たせる、いわゆる「先球ファイバ」
が使用されている。

さらに、光ファイバをレーザダイオードと結合する場合
に、光ファイバの軸心とレーザダイオードの光軸とか少
しでも偏心していると、結合損失をまねいて、光の伝送
に不利益を生ずる。

［従来技術］ 従来、レーザダイオードパッケージのレーザダイオード
を光ファイバと結合するには、光ファイバの先球側の一
端を保持する固定金具をパッケージに直に固定するか、
あるいはパッケージのベースに溶接して固定していた。

この場合、レーザダイオードをあらかじめパッケージに
固定しておき、固定金具に先球光ファイバを溶接した後
、光ファイバの軸心か正しく結合すべきレーザダイオー
ドの発光領域の軸心すなわち光軸と整列するように調心
して、固定金具をベースに溶接して移動することのない
ように固定した。

この従来の操作によると、ずべての構造が固定されてい
るために、固定金具をベースに溶接固定後においては、
固定金具に固着しである先球光ファイバの軸心をレーザ
ダイオードの光軸について再度修正および調整すること
ができなかった。

ところが、通常、固定金具に取りつけた先球光ファイバ
の軸線をレーザダイオードの光軸と一致させてから、固
定金具をパッケージのベースに溶接して固定すると、そ
の溶接工程における熱応力あるいは機械的間隙の変動そ
の他によって、折角、光軸と整列して固定した光ファイ
バが、光軸について移動することが少くない。

しかも、固着後はこのずれを再度修正あるいは調整する
ことができない。

したがって、固定金具、光ファイバを固定金具に固定す
るための保護パイプ、あるいはベースなどを、ミクロン
またはサブミクロン精度に、きわめて精密に仕上げて、
溶接時の熱による影響をできる限り小さくするように、
その溶接条件を選定する必要があった。

しかし、実用上、前記調心後の固定金具のベースに対す
る溶接固定を、何らの支障なく安定して実施することは
困難で、それに用いる部品なども、精度その他の関係か
ら経済的に多大の問題を含んでいた。

［発明の目的］ 以上に述べた従来技術における解決ずべき問題点を考慮
して、この発明の主目的は先球光ファイバを固定金具に
固定し、レーザダイオードに結合するために調心後、固
定金具をレーザダイオードのパッケージに溶接固定した
後も、光ファイバの軸心をレーザダイオードの光軸と再
度整列するよう調整して固定する方法と、それに使用す
る台座とを提供することにある。

この発明の目的は、構造がすこぶる簡単で前詔書調整か
容易に実行できるレーザダイオードと光ファイバとを結
合する台座を提供することにある。

［発明の構成］ この発明をその好ましい実施態様について図面に従って
詳述する。第１図ないし第３図に示すように、その第一
の実施態様の台座１０は方形その他適当な輪かくの金属
板体であって、平坦面に載置した場合に中心部１４が窪
んで、周縁部１６に向けて次第に上方に極く微少量、た
とえば数μｍないし１０数μｍのそり量をもって皿状に
形成しである。

次に、第１図から第８図までを参照して、この台座１０
を用いて、順次レーザダイオード３０に先球光ファイバ
３２を結合する方法を説明する。

レーザダイオード３０はパッケージ３４の底部に配設し
た平坦なベース３６上に固定しである。このレーザダイ
オード３０の光軸と整列するように先球光ファイバ３２
の軸線を合わせて結合するのであるが、先球光ファイバ
３２はその先端、すなわち先球部３３が外部に露出する
ようにして保護パイプ３８に装入する。そしてこの保護
パイプ３８をＵ字形の固定金具４０に装入し、固定金具
４０の両脚部４２をベース３６に載置したときに、光フ
ァイバ３２の先球部３３がレーザダイオード３０の光軸
と一致する位置を定めて、先球光ファイバ３２を装入し
た保護パイプ３８を固定金具４０に適当な手段、たとえ
ばレーザスポット溶接などによって固着する。

従来の技術によれば、以上の操作を完了した固定金具４
０の両脚部４２をベース３６に適当な手段、たとえばス
ポット溶接その他で移動することがないよう直に固着す
る。

ところで、この発明によれば、台座１０の板体１２の位
置を正しく定めてベース３６に載置し、その中心部１４
の一点をベース３６に溶接して固着する。次に、従来と
同様に、先球光ファイバ３２を保護パイプ３８に装入し
て、Ｕ字形固定金具４０に溶着した後、この固定金具４
０を台座１０上に位置ぎめして載置し、固定金具４０の
両脚部４２を台座１０の表面に溶着し、光ファイバ３２
をレーザダイオード３０に結合する。

次に、このレーザダイオード３０より発光させ、その光
軸がこれに結合した光ファイバ３２の軸について整列し
ているか否か検出する。その検出には、台座１０の周縁
部１６の適当な一点の部位または数点の部位を選択して
僅かに力Ｆを加える（第５図と第６図参照）。それによ
って中心部１４の一点だけが平坦なベース３６に溶着固
定してあって、中心部１４から周縁部１６に向けて僅か
に上向きにそっている台座１０が僅かに移動し、先球光
ファイバ３２の軸線がレーザダイオード３０の光軸につ
いて、どの程度かたよっているかを、光量の変化で読み
とることができる。そこで、その光景から光ファイバ３
２の軸線をレーザダイオード３０からの光の最大受光位
置について正しく整列するように、台座１０のベース３
６に対する傾きを修圧し、その修正した位置において台
座１０をベース３６に最終的に溶接して固定する（第７
図と第８図を参照）。

第二の実施態様として、第９図に示すように、台座１１
０は中心部１１４から周縁部１１６に至るまで全く平坦
な板体を使用することかできる。この平坦な台座１１０
はその中心部１１４の一点をベース３６にレーザスポッ
ト溶接すると、第１０図に示すように、その溶接におけ
る熱応力によって変形して、第一の実施態様の台座１０
と同じく、中心部１１４から周縁部１１６にむけて「そ
り」を発生して弯曲する。したがって台座１１０も第一
の実施態様の台座１０と全く同様にして、光ファイバ３
２とレーザダイオード３０との結合に使用することがで
きる。

また、第三Φ実施態様として、第１１図に示すように、
台座２１０は全体的に平坦な板体で、その中心部２１４
に溶接用の開口２２０を設けて成るものを使用すること
ができる。第１２図に明らかなように、この台！２１０
の開口２２０の部分を平坦なベース３６にレーザスポッ
ト溶着することにより、平坦な台座２１０は溶接に起因
する熱応力によって周縁部２１６にむけて僅かに「そり
」を生じ、第一の実施態様の台座１０と同様に、レーザ
ダイオード３０の光軸と先球光ファイバ３２の軸線とを
的確に整列して結合するのに使用することができる。

［発明の作用と効果］ この発明によれば、これまでに詳細に述べた通りの方法
とそれに使用する台座とによって、レーザダイオードチ
ップを光ファイバと光軸合わせの位置ぎぬの後、ファイ
バ固定金具によってレーザダイオードと光ファイバとの
位置関係を溶接固定して構成するレーザダイオードモジ
ュールにおいて、ファイバ固定金具を台座に溶接固定し
て、その台座の中心部の一点を平坦なベース上に溶接固
定した時に、台座はその中心部が窪んでいて周縁部にむ
けて上反する形状をなしているために、台座をベースに
ついて適宜傾けることによって、光ファイバの軸線をレ
ーザダイオード光の最大受光位置に合わせるように修正
することができ、しかもその修正、調整方法はきわめて
簡単で確実に遂行できる。

また、この方法に使用する台座は最初がら中心部が窪ん
でいてその周縁部にむけて上方に「そり」のある皿状の
板体とすることができるだけでなく、全体的に平坦な板
体として、その中心部を平坦なベースに溶着することに
よって、その中心部から周縁部に向けて数μｍから数１
０μｍ程度の微少量の上方に向けての「そり」を発生さ
せることができる。

したかって、この発明の方法によれば、レーザダイオー
ドと光ファイバとの最初の調心後、その最終的な結合時
に、極めて容易かつ的確にレーザダイオードの光軸と光
ファイバの軸線とを完全かつ正確に一致させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の台座の第一の実施例を説明する立面
図、第２図は第１図の台座の中心部をベースに溶着する
ことを示す略図、第３図はレーザダイオードを固定した
パッケージに台座を配設した状態を説明するため一部を
切欠いて示しな略斜視図、第４図はレーザダイオードと
光ファイバとを結合した状態を説明する第３図と同様の
略斜視図、第５図は台座の中心部をベースに溶接後、台
座を傾けるために力を加える状態を示す略ｍｌＪ面図、
第６図は第５図と同様の略立面図、第７図はレーザダイ
オードの光軸と光ファイバの軸線とが整列した状態にお
いて台座をベースに最終的に溶接して固定することを示
す平面図、第８図は第７図の正面図、第９図はこの発明
の第二の実施態様の台座を説明する第１図に該当する立
面図、第１０図は第９図の台座の中心部をベースに溶着
することを示す略図、第１１図はこの発明の第三の実施
態様の台座を説明する略図、第１２図は第１１図に示す
台座の中心部をベースに溶着することを示す略図である
。 図面におＣ−する主な参照数字は次の通りである。 １０．１１０，２１０・・・・・・台座１４．１１４，
２１４・・・・・・中心部１６．１１６，２１６・・・
・・・周縁部３０・・・・・・レーザダイオード ３２・・・・・・先球光ファイバ ３３・・・・・・先球部 ３４・・・・・・パッケージ ３６・・・・・・ベース ４０・・・・・・固定金具 ２２０・・・・・・開口 特許出願人代理人　　　　　　　飯 田幸郷 はか１名 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザダイオードをパッケージの平坦なベースに固
   定し、先球光ファイバを固定したＵ字形固定金具を前記
   ベース上に配設して前記レーザダイオードと前記光ファ
   イバとを結合するに当って、 前記平坦なベース上に中心部が窪んで周縁部に向って上
   方に僅かに弯曲する平板状の台座の中心部の一点を溶着
   することと、 前記台座の上面に前記光ファイバを固定したＵ字形固定
   金具を溶着して固定することと、前記レーザダイオード
   から発光させて前記光ファイバを通る光量を測定するこ
   とと、 前記平坦なベースに中心部を溶着した前記台座を前記ベ
   ースについて傾けて前記光ファイバを通過する光量の変
   化によって前記光ファイバの軸線を前記レーザダイオー
   ド光の最大受光位置に合わせることと、 前記整列位置において前記台座を前記ベースに最終的に
   溶着して固定することとから成るレーザダイオードと光
   ファイバとの結合方法。 ２、前記台座を中心部から周縁部に向って数μｍないし
   １０数μｍのそり量を有する中心部が窪んだ皿状の板体
   とした請求項１に記載の方法に使用する台座。 ３、前記台座を全体的に平坦な板体とし、その中心部を
   前記平坦なベースに溶着することによって中心部が窪ん
   で周縁部に向けて上反するものとした請求項１に記載の
   方法に使用する台座。 ４、前記台座を全体的に平坦な板体で、その中心部に溶
   接用の小開口を設けたものとし、前記開口部を介して前
   記台座を前記ベースに溶接することにより前記板体を中
   心部が窪んで周縁部に向けて上反するものとした請求項
   １に記載の方法に使用する台座。