JPH0336406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光フアイバー結合装置に関し、特に光
半導体装置用の光フアイバー結合装置に関する。

（従来の技術） 従来、光通信用の半導体レーザーと光フアイバ
ーの結合には、種々の方法が考案されているが、
最も構造が簡単で効率の良い方法は、フアイバー
端に直接レンズ加工を施した先球フアイバー結合
方式である。しかし、本方式はフアイバーの結合
調整及びフアイバーの固定方法に確立されたもの
が未だあるとは言えない。例えば、樹脂固定は長
期信頼度に欠ける為通信用装置には不向きであ
り、又膨張係数が大きい為環境温度変化に対する
結合効率の安定度にも欠ける。

それに比して、フアイバー外周にメタライズを
施し、ろう材で固定する方法が長期信頼度に優れ
ているが、ろう材固定は高温で行なわねばならず
レーザーを発光させて最適フアイバ結合位置に調
整固定するには難かしい問題を多く内在してい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 結合効率良く、信頼度の高いフアイバー固定を
実現する為に、いかにフラツクスを使わずにろう
材とフアイバーをなじませるか、いかにレーザー
を発光状態にてフアイバーを最適位置にもつてい
くかの問題の解決策として、いかにレーザーペレ
ツト部と、フアイバー固定部の熱抵抗差を大きく
するかが問題点である。

本発明の目的は、温度変化による、膨張／収縮
の影響で結合位置がずれる事に対する対策も考慮
に入れ、同一部材で、両領域間の熱抵抗差を大き
くし、レーザーが安定に発光している状態でフア
イバーの最適結合位置を求め、ろう材とフアイバ
ー／支持台を充分なじませた後、フアイバーを確
実に固定する方法を採用することができ、結合位
置調整と固定が容易な構造を有する光フアイバー
結合装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の光フアイバー結合装置は、平板状部材
の対辺の対向位置から切込みを入れ該切込みによ
つて形成される幅の狭い境界領域と前記切込みに
よつて分けられる光素子固着領域と光フアイバー
固着領域とを有する第１部材と、該第１部材と同
じ外形を有し前記切込みに対して直角方向断面が
ほぼ凹字形である第２部材と、該第２部材の対辺
にそれぞれ形成されている隆起部のうちの一方の
隆起部の上面と前記第１部材の光素子固着領域の
下面とを接着するろう材と、前記第１部材の光素
子固着領域に固着された光素子と、前記第１部材
の光フアイバー固着領域に固着された光フアイバ
ーとを含んで構成される。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を用いて説
明する。

第１図ａ，ｂは本発明の一実施例の平面図及び
側面図である。

この実施例は、平板状部材の対辺の対向位置か
ら切込み１４を入れ、この切込み１４によつて形
成される幅の狭い境界領域１３とこの切込み１４
によつて分けられる光素子固着領域１１と光フア
イバー固着領域１２とを有する第１部材１０と、
この第１部材１０と同じ外形を有し切込み１４に
対して直角方向断面がほぼ凹字形である第２部材
２０と、この第２部材の対辺にそれぞれ形成され
ている隆起部２１，２２のうちの一方の隆起部２
１の上面と第１部材１０の光素子固着領域１１の
下面とを接着するろう材３０と、第１部材１０の
光素子固着領域１１に固着された光素子４０と、
第１部材１０の光フアイバー固着領域１２に固着
された光フアイバー５０とを含んで構成される。
尚、４１は光素子固着用部材５１はろう材であ
る。

次に、この実施例の製造方法について説明す
る。第２図ａ，ｂは第１図ａ，ｂに示す第１部材
の平面図及び側面図、第３図ａ，ｂは第１図ａ，
ｂに示す第２部材の平面図及び側面図、第４図
ａ，ｂは第１部材と第２部材との結合状態を示す
平面図及び側面図である。

まず、第２図ａ，ｂに示すように、平板状部材
の対辺の対向位置から切込み１４を入れ、この切
込み１４によつて幅の狭い境界領域１３を形成
し、この切込み１４によつて平板状部材を光素子
固着領域１１と光フアイバー固着領域１２に分け
る。

次に、第３図ａ，ｂに示すように、第１部材１
０と同じ外形で、切込み１４に対して直角方向の
断面がほぼ凹字形である第２部材２０を作る。第
２部材２０の一方の隆起部２１は第１部材の光素
子固着領域１１とほぼ同じ幅にするのが好まし
い。他方の隆起部２２は第１部材の支持の役目を
し、かつ熱抵抗を大きくするためのものであるの
で、第１部材との接触面が小さくなるように角を
切落しておく。

次に、第４図ａ，ｂに示すように、第１部材１
０の光素子固着領域１１の下面と第２部材２０の
隆起部２１の上面とをろう材３０で固着する。光
フフイバー固着領域１２の下面と隆起部２２の上
面とはろう付けしない。接触しているのみであ
る。

次に、第１図ａ，ｂに示すように、光素子固着
領域１１に光素子４０を固着する。また、光フア
イバー５０を光素子４０に対して光学位置調整し
た後、ろう材５０で固着する。この光フアイバー
固着において、隆起部２２と光フアイバー固着領
域１２とは単に接触しているのみであるので熱抵
抗が大きく、従つてろう材５１を溶かすために供
給された熱は主に境界領域１３を通つて隆起部２
１の方へ流れることになる。このとき、境界領域
１３と光素子固着領域１１での熱抵抗の比はほぼ
矩形体積の逆数比になり、領域１３と１１との形
状比を選ぶことにより自由に熱抵抗比をとること
ができる。光フアイバー５０を加熱・固着する
際、光フアイバー固着部のろう材５１に加えられ
る熱が一部、境界領域１３を経て光素子固着領域
に流入し、第２部材２１へ流出する。光フアイバ
ー加熱・固着時の光素子の温度上昇は境界領域１
３を経て光素子固着領域に流入する熱量と、光素
子固着領域から第２部材に流出する熱量の差に比
例する。光素子固着領域へ流入する熱量と光素子
固着領域から流出する熱量は境界領域及び光素子
固着領域、第２部材の熱抵抗に反比例する。熱抵
抗は長さに比例し、断面積に反比例する。したが
つて境界領域、光素子固着領域の長さと断面積、
すなわち、体積を適当に選ぶと、光フアイバー加
熱・固着時に境界領域を経て光素子固着領域に流
入する熱量を小さくでき、光素子固着領域から第
２部材へ流出する熱量を大きくできるため、光素
子の温度上昇を低く抑えることができる。この結
果、光フアイバー加熱・固着時でも光素子はレー
ザ発振が可能となるので、光素子をレーザ発振さ
せながら光フアイバーをレーザ光と最適結合状態
に位置調整して加熱・固着することが可能とな
る。

境界領域、光素子固着領域の寸法は、各領域の
熱抵抗、熱の流入量、熱に流出量と、光素子の温
度上昇の関係を計算から求め、光素子の温度上昇
が許容範囲（レーザ発振可能範囲）になるよう定
める。あるいは実際に試作して温度上昇を測定
し、試行錯誤で形状・寸法を定める。本実施例で
は後者の方法を採用した。具体的な寸法は下記の
通りである。

第１部材の厚さ：0.5mm 光素子固着領域の面積：１mm×4.5mm 境界領域の長さ：１mm 境界領域の幅：１mm 光フアイバー固着領域の面積：６mm×4.5mm 第１部材の厚さ第２部材の隆起部の厚さの和：
２mm 以上の寸法で光フアイバーを120〜140℃で加
熱・固着したときの光素子の温度は80〜90℃であ
つた。また、第１部材１０と第２部材２０とを同
一材料で作れば、温度変化に対する光素子４０と
光フアイバー支持部の位置関係の変化を小さく抑
えることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、レーザ
ーを発光状態で、光フアイバーを溶けたろう材の
中で最適結合位置に調整し、固着することが可能
な光フアイバー結合装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明の一実施例の平面図及び
側面図、第２図ａ，ｂは第１図ａ，ｂに示す第１
部材の平面図及び側面図、第３図ａ，ｂは第１図
ａ，ｂに示す第２部材の平面図及び側面図、第４
図ａ，ｂは第１部材と第２部材との結合状態を示
す平面図及び断面図である。 １０……第１部材、１１……光素子固着領域、
１２……光フアイバー固着領域、１３……境界領
域、４……切込み、２０……第２部材、２１，２
２……隆起部、３０……ろう材、４０……光素
子、４１……固着部材、５０……光フアイバー、
５１……ろう材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 平板状部材の対辺の対向位置から切込みを入
   れ該切込みによつて形成される幅の狭い境界領域
   と前記切込みによつて分けられる光素子固着領域
   と光フアイバー固着領域とを有する第１部材と、
   該第１部材と同じ外形を有し前記切込みに対して
   直角方向断面がほぼ凹字形である第２部材と、該
   第２部材の対辺にそれぞれ形成されている隆起部
   のうちの一方の隆起部の上面と前記第１部材の光
   素子固着領域の下面とを接着するろう材と、前記
   第１部材の光素子固着領域に固着された光素子
   と、前記第１部材の光フアイバー固着領域に固着
   された光フアイバーとを含むことを特徴とする光
   フアイバー結合装置。