JPH04361210A - 発光素子アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置及びその実装方法 - Google Patents
発光素子アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置及びその実装方法Info
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- JPH04361210A JPH04361210A JP3137716A JP13771691A JPH04361210A JP H04361210 A JPH04361210 A JP H04361210A JP 3137716 A JP3137716 A JP 3137716A JP 13771691 A JP13771691 A JP 13771691A JP H04361210 A JPH04361210 A JP H04361210A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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- G02B6/4226—Positioning means for moving the elements into alignment, e.g. alignment screws, deformation of the mount
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信および光情報処
理（コンピュータ）に用いられる光回路素子の発光素子
アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイの直接
結合を行う装置およびその実装方法に関するものであっ
て、特にレーザと単一モードファイバを用いた場合に最
適な半導体レーザアレイと光ファイバアレイを直接結合
した光回路に関するものである。
理（コンピュータ）に用いられる光回路素子の発光素子
アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイの直接
結合を行う装置およびその実装方法に関するものであっ
て、特にレーザと単一モードファイバを用いた場合に最
適な半導体レーザアレイと光ファイバアレイを直接結合
した光回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の発光ダイオードと光ファイバーア
レイの結合方法の例を図２を参照して説明する。
レイの結合方法の例を図２を参照して説明する。
【０００３】図２（Ａ）の斜視図及び図２（Ｂ）の側面
図に示した様に、Ｓｉ基板１にＬＥＤアレイ２を配置し
、一方のＳｉ可動プレートにはＶ溝５を形成してこのＶ
溝５に適切な接着法により光ファイバアレイ７を固定す
る。Ｓｉ稼働プレート３にはＶ溝５と平行により深いＶ
溝４を形成しておく。Ｓｉ基板１にも対応するＶ溝を形
成しておく。この後に、Ｓｉ可動プレート３の一辺を光
ファイバアレイ７と共に４５度斜めに研磨して内部全反
射面８を形成する。さらに，光ファイバアレイ７のファ
イバ径よりも充分に大きな径の石英ロッドからなる一対
のガイドピン６をＳｉ可動プレート３のＶ溝４とＳｉ基
板１のＶ溝に噛ませた状態でＳｉ可動プレート３をＳｉ
基板上をスライドさせ、図２（Ｂ）に示すようにＬＥＤ
アレイ２の真上に全反射面８内の光ファイバアレイ７の
コア中心を位置決めして固定し、ＬＥＤアレイ２からの
発光光線を光ファイバアレイ７のコア内に導入する構成
となっている。
図に示した様に、Ｓｉ基板１にＬＥＤアレイ２を配置し
、一方のＳｉ可動プレートにはＶ溝５を形成してこのＶ
溝５に適切な接着法により光ファイバアレイ７を固定す
る。Ｓｉ稼働プレート３にはＶ溝５と平行により深いＶ
溝４を形成しておく。Ｓｉ基板１にも対応するＶ溝を形
成しておく。この後に、Ｓｉ可動プレート３の一辺を光
ファイバアレイ７と共に４５度斜めに研磨して内部全反
射面８を形成する。さらに，光ファイバアレイ７のファ
イバ径よりも充分に大きな径の石英ロッドからなる一対
のガイドピン６をＳｉ可動プレート３のＶ溝４とＳｉ基
板１のＶ溝に噛ませた状態でＳｉ可動プレート３をＳｉ
基板上をスライドさせ、図２（Ｂ）に示すようにＬＥＤ
アレイ２の真上に全反射面８内の光ファイバアレイ７の
コア中心を位置決めして固定し、ＬＥＤアレイ２からの
発光光線を光ファイバアレイ７のコア内に導入する構成
となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】こうした従来の発光ダ
イオードアレイと光ファイバーアレイの直接結合方法に
おいては、光ファイバアレイに用いられ光ファイバはマ
ルチモードファイバでありコア径が５０μ程度であった
。このため、ＬＥＤアレイと光ファイバアレイの位置合
わせを比較的容易に行うことができた。
イオードアレイと光ファイバーアレイの直接結合方法に
おいては、光ファイバアレイに用いられ光ファイバはマ
ルチモードファイバでありコア径が５０μ程度であった
。このため、ＬＥＤアレイと光ファイバアレイの位置合
わせを比較的容易に行うことができた。
【０００５】しかしながら、広帯域伝送や長距離伝送を
行う場合には半導体レーザアレイとコア径が数μの単一
モード光ファイバアレイを用いる。このため、高精度の
位置合わせが必要となり図２（Ａ）および（Ｂ）に示し
た直接結合構造では充分な位置合わせ精度が得られない
という問題がある。
行う場合には半導体レーザアレイとコア径が数μの単一
モード光ファイバアレイを用いる。このため、高精度の
位置合わせが必要となり図２（Ａ）および（Ｂ）に示し
た直接結合構造では充分な位置合わせ精度が得られない
という問題がある。
【０００６】本発明の目的は、広帯域伝送や長距離伝送
を行う単一モード発振の半導体レーザアレイと単一モー
ド光ファイバアレイとの高精度の位置合わせが可能な発
光素子アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイ
の接続装置及びその実装方法を提供することである。
を行う単一モード発振の半導体レーザアレイと単一モー
ド光ファイバアレイとの高精度の位置合わせが可能な発
光素子アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイ
の接続装置及びその実装方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の発光素子アレイ
または受光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置は
、発光素子アレイまたは受光素子アレイと基準面に平行
に配置された光ファイバアレイの直接結合を行う接続装
置であって、基準面に対して傾斜したスライド面を有し
、光ファイバアレイをファイバの長さ方向に調整可能に
保持した第１治具と、上記第１治具のスライド面と相互
にスライド可能な、基準面に対して傾斜した係合面を有
し、発光素子アレイまたは受光素子アレイを保持した第
２治具とを有する。
または受光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置は
、発光素子アレイまたは受光素子アレイと基準面に平行
に配置された光ファイバアレイの直接結合を行う接続装
置であって、基準面に対して傾斜したスライド面を有し
、光ファイバアレイをファイバの長さ方向に調整可能に
保持した第１治具と、上記第１治具のスライド面と相互
にスライド可能な、基準面に対して傾斜した係合面を有
し、発光素子アレイまたは受光素子アレイを保持した第
２治具とを有する。
【０００８】
【作用】互いに治具に固定された発光または受光素子ア
レイと光ファイバアレイとを、双方の治具の傾斜スライ
ド面の係合を利用して、ファイバの長さ方向と直行する
２方向に関して位置合わせすることができる。ファイバ
の長さ（光軸）方向の調整は第１の治具内で行われる。 軸方向や角度ズレには比較的大きな影響を受けないが、
上下方向および横方向の位置ズレには弱い光ファイバの
位置調整及び固定が比較的容易に精度良く行うことがで
きる。
レイと光ファイバアレイとを、双方の治具の傾斜スライ
ド面の係合を利用して、ファイバの長さ方向と直行する
２方向に関して位置合わせすることができる。ファイバ
の長さ（光軸）方向の調整は第１の治具内で行われる。 軸方向や角度ズレには比較的大きな影響を受けないが、
上下方向および横方向の位置ズレには弱い光ファイバの
位置調整及び固定が比較的容易に精度良く行うことがで
きる。
【０００９】
【実施例】以下、図示する実施例にもとづいて説明する
。図１に実施例による発光素子アレイと光ファイバアレ
イの接続装置の斜視図を示す。この接続装置では上面の
平坦部１９と斜面１６を有し、ＣｕＷから構成されるス
テム１０が用いられている。このステム１０の平坦部１
９上には、複数のレーザ素子等からなる発光素子アレイ
１５をボンディングしたダイアモンドのヒートシンク１
４がハンダ付けされている。また、ステム１０の斜面１
６上にはこの斜面１６と係合してスライドする斜面１７
を有する台形治具１１が配置されている。この台形治具
１１には水平方向の貫通穴１８が形成されている。この
貫通穴１８にファイバアレイ１３を保持する直方体治具
１２がスライド可能に挿入されている。これらの台形治
具１１および直方体治具１２もＣｕＷから構成されてお
り、ステム平坦部上のヒートシンク１４に取りつけられ
たレーザアレイ１５に対するファイバアレイの位置決め
が完了した時点で接着剤あるいはレーザ溶接によって、
ステム１０と台形治具１１および直方体治具１１の間が
固定される。
。図１に実施例による発光素子アレイと光ファイバアレ
イの接続装置の斜視図を示す。この接続装置では上面の
平坦部１９と斜面１６を有し、ＣｕＷから構成されるス
テム１０が用いられている。このステム１０の平坦部１
９上には、複数のレーザ素子等からなる発光素子アレイ
１５をボンディングしたダイアモンドのヒートシンク１
４がハンダ付けされている。また、ステム１０の斜面１
６上にはこの斜面１６と係合してスライドする斜面１７
を有する台形治具１１が配置されている。この台形治具
１１には水平方向の貫通穴１８が形成されている。この
貫通穴１８にファイバアレイ１３を保持する直方体治具
１２がスライド可能に挿入されている。これらの台形治
具１１および直方体治具１２もＣｕＷから構成されてお
り、ステム平坦部上のヒートシンク１４に取りつけられ
たレーザアレイ１５に対するファイバアレイの位置決め
が完了した時点で接着剤あるいはレーザ溶接によって、
ステム１０と台形治具１１および直方体治具１１の間が
固定される。
【００１０】次に図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この
接続装置の接続方法について説明する。図３（Ａ）に示
した様に、ＣｕＷの直方体の一部を斜面を形成する様に
切り落として形成したステム１０の平坦部１９上に半導
体レーザアレイ１５をボンディングしたヒートシンク１
４をハンダ付けする。一方、図３（Ｂ）に示すようにフ
ァイバアレイ１３を固定した直方体治具１２を、斜面１
７を有する様構成された台形治具１１の貫通穴１８に挿
入する。ここで図３（Ｂ）に示した様に、台形治具１１
の斜面１７をステム１０の斜面１６に載せてＸ、Ｚ方向
に移動させると台形治具１１のレーザアレイ１５に関し
てファイバアレイ１３のＸ、Ｙ方向の位置調整がおこな
われる。この位置調整は台形治具１１とステム１０の斜
面１７、１６同士をスライドさせて行われるので安定し
て細かな調整が行われる。こうして、レーザアレイ１５
の発光位置に対してファイバアレイ１３のＸ、Ｙ方向の
位置決めが行われる。この後に、図３（Ｃ）に示した様
に直方体治具１２を台形治具１１の貫通孔１８内でＺ方
向にスライドさせてレーザアレイ１５の発光面とファイ
バアレイ１３先端との間を３０〜５０μ程度のエアーギ
ャップを取る様に位置決めし、適切な接着剤あるいはレ
ーザ溶接によってステム１０、台形治具１１及び直方体
治具１２との間を固定して接続装置の接続が完成する。
接続装置の接続方法について説明する。図３（Ａ）に示
した様に、ＣｕＷの直方体の一部を斜面を形成する様に
切り落として形成したステム１０の平坦部１９上に半導
体レーザアレイ１５をボンディングしたヒートシンク１
４をハンダ付けする。一方、図３（Ｂ）に示すようにフ
ァイバアレイ１３を固定した直方体治具１２を、斜面１
７を有する様構成された台形治具１１の貫通穴１８に挿
入する。ここで図３（Ｂ）に示した様に、台形治具１１
の斜面１７をステム１０の斜面１６に載せてＸ、Ｚ方向
に移動させると台形治具１１のレーザアレイ１５に関し
てファイバアレイ１３のＸ、Ｙ方向の位置調整がおこな
われる。この位置調整は台形治具１１とステム１０の斜
面１７、１６同士をスライドさせて行われるので安定し
て細かな調整が行われる。こうして、レーザアレイ１５
の発光位置に対してファイバアレイ１３のＸ、Ｙ方向の
位置決めが行われる。この後に、図３（Ｃ）に示した様
に直方体治具１２を台形治具１１の貫通孔１８内でＺ方
向にスライドさせてレーザアレイ１５の発光面とファイ
バアレイ１３先端との間を３０〜５０μ程度のエアーギ
ャップを取る様に位置決めし、適切な接着剤あるいはレ
ーザ溶接によってステム１０、台形治具１１及び直方体
治具１２との間を固定して接続装置の接続が完成する。
【００１１】こうして、ファイバアレイ１３を保持した
直方体治具１２を台形治具１１の貫通孔１８内でスライ
ドさせ、直方体治具１２が貫通孔１８を通る台形治具１
１をステム１０の斜面に沿ってスライドさせてレーザア
レイに対するファイバアレイ１３の位置を調整し固定す
る際に、斜面１６、１７でスライド係合したステム１０
と治具１１との間および直方体治具１２と台形治具１１
の間にガタつきが生じないため、固定時の位置ずれを小
さくすることができ、安定な実装を行うことができる。
直方体治具１２を台形治具１１の貫通孔１８内でスライ
ドさせ、直方体治具１２が貫通孔１８を通る台形治具１
１をステム１０の斜面に沿ってスライドさせてレーザア
レイに対するファイバアレイ１３の位置を調整し固定す
る際に、斜面１６、１７でスライド係合したステム１０
と治具１１との間および直方体治具１２と台形治具１１
の間にガタつきが生じないため、固定時の位置ずれを小
さくすることができ、安定な実装を行うことができる。
【００１２】これまでの説明では、直方体治具１２が台
形治具１１内を貫通する構成としたが、図４に示した様
に直方体治具１２ａがステム１０の斜面上をスライドす
る台形治具１１ａの上面に載ってスライドする構成とす
ることもできる。さらに、この実施例ではレーザアレイ
１５側を固定してファイバアレイ１３側を位置決め調整
の為に移動調整するものとしたが、これに対してファイ
バアレイ１３側をステム１０上に固定し、レーザアレイ
１５側を直方体治具１２側に取りつけて位置決めの為に
移動調整する構成とすることも同様に可能である。さら
に、この実施例では光回路の入力側でファイバアレイに
光信号を取り込む場合について例示したが、光回路の出
力側においてレーザアレイ１５に代わってフォトダイオ
ードアレイを用いればレーザアレイ１５中を伝播されて
来た光信号を取り出す光回路のファイバアレイと受光素
子アレイとの間の実装装置が容易に実現出来る。
形治具１１内を貫通する構成としたが、図４に示した様
に直方体治具１２ａがステム１０の斜面上をスライドす
る台形治具１１ａの上面に載ってスライドする構成とす
ることもできる。さらに、この実施例ではレーザアレイ
１５側を固定してファイバアレイ１３側を位置決め調整
の為に移動調整するものとしたが、これに対してファイ
バアレイ１３側をステム１０上に固定し、レーザアレイ
１５側を直方体治具１２側に取りつけて位置決めの為に
移動調整する構成とすることも同様に可能である。さら
に、この実施例では光回路の入力側でファイバアレイに
光信号を取り込む場合について例示したが、光回路の出
力側においてレーザアレイ１５に代わってフォトダイオ
ードアレイを用いればレーザアレイ１５中を伝播されて
来た光信号を取り出す光回路のファイバアレイと受光素
子アレイとの間の実装装置が容易に実現出来る。
【００１３】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００１４】
【発明の効果】この発明による発光素子アレイまたは受
光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置及びその実
装方法によれば、傾斜したスライド面を有し、光ファイ
バアレイを長さ方向に調整可能に保持した治具と、治具
のスライド面と相互にスライド可能な傾斜した係合面を
有し、発光素子アレイまたは受光素子を保持した治具を
有する接続装置により、広帯域伝送や長距離伝送を行う
場合に必要な半導体レーザ等の発光素子アレイとコア径
がたとえば数μの細い単一モード光ファイバ等の光ファ
イバアレイとの高精度の位置合わせが比較的容易に行い
うる。
光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置及びその実
装方法によれば、傾斜したスライド面を有し、光ファイ
バアレイを長さ方向に調整可能に保持した治具と、治具
のスライド面と相互にスライド可能な傾斜した係合面を
有し、発光素子アレイまたは受光素子を保持した治具を
有する接続装置により、広帯域伝送や長距離伝送を行う
場合に必要な半導体レーザ等の発光素子アレイとコア径
がたとえば数μの細い単一モード光ファイバ等の光ファ
イバアレイとの高精度の位置合わせが比較的容易に行い
うる。
【図１】本発明の実施例の斜視図である。
【図２】従来例の構成を示す。図２（Ａ）は斜視図、図
２（Ｂ）は側面図である。
２（Ｂ）は側面図である。
【図３】図１の実施例の位置合わせを説明するための側
面図である。図３（Ａ）はステム上へのヒートシンクを
介したレーザアレイの取付け状態を示す側面図、図３（
Ｂ）はステム斜面上での台形治具のＸＹ方向の位置決め
状態を示す側面図、図３（Ｃ）は台形治具内に挿入され
た直方体治具を使ったＺ方向の位置決め状態を示す側面
図である。
面図である。図３（Ａ）はステム上へのヒートシンクを
介したレーザアレイの取付け状態を示す側面図、図３（
Ｂ）はステム斜面上での台形治具のＸＹ方向の位置決め
状態を示す側面図、図３（Ｃ）は台形治具内に挿入され
た直方体治具を使ったＺ方向の位置決め状態を示す側面
図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す側面図である。
１ Ｓｉ基板
２ ＬＥＤアレイ
３ Ｓｉ可動プレート
４ Ｖ溝
５ Ｖ溝
６ ガイドピン
７ 光ファイバアレイ
８ 全反射面
１０ ステム
１１ 台形治具
１１ａ 台形治具
１２ 直方体治具
１２ａ 直方体治具
１３ 光ファイバアレイ
１４ ヒートシンク
１５ レーザアレイ
１６ 斜面
１７ 斜面
１８ 貫通穴
Claims (2)
- 【請求項１】 発光素子アレイまたは受光素子アレイ
（１５）と基準面に平行に配置された光ファイバアレイ
（１３）の直接結合を行う接続装置であって、基準面に
対して傾斜したスライド面（１７）を有し、光ファイバ
アレイ（１３）をファイバの長さ方向に調整可能に保持
した第１治具（１１）と、上記第１治具（１１）のスラ
イド面（１７）と相互にスライド可能な、基準面に対し
て傾斜した係合面（１６）を有し、発光素子アレイまた
は受光素子アレイ（１５）を保持した第２治具（１０）
とを有する発光素子アレイまたは受光素子アレイと光フ
ァイバアレイの接続装置。 - 【請求項２】 発光素子アレイまたは受光素子アレイ
（１５）と基準面に平行に配置された光ファイバアレイ
（１３）の直接結合を行う実装方法において、基準面に
対して傾斜したスライド面（１７）を有し、光ファイバ
アレイ（１３）をファイバの長さ方向に調整可能に保持
した第１治具（１１）と、スライド面に対してスライド
でき、基準面に対して傾斜した係合面（１６）を有する
第２治具（１０）を用いて両治具をスライドさせること
によって基準面に対して垂直な方向と基準面内の横軸方
向の位置調整を行い、第１治具内でファイバの長さ方向
の位置調整を行って、上記発光素子アレイまたは受光素
子アレイ（１５）の発光又は受光中心と上記光ファイバ
アレイ（１３）のコア中心との位置調整をし、次に両治
具（１０、１１）間を固定する発光素子アレイまたは受
光素子アレイと光ファイバアレイの実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3137716A JPH04361210A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 発光素子アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置及びその実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3137716A JPH04361210A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 発光素子アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置及びその実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04361210A true JPH04361210A (ja) | 1992-12-14 |
Family
ID=15205154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3137716A Withdrawn JPH04361210A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 発光素子アレイまたは受光素子アレイと光ファイバアレイの接続装置及びその実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04361210A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06317729A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-11-15 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | レーザ・アレイをファイバ・アレイに整合させる方法、装置及び整合体 |
| US5544269A (en) * | 1994-12-14 | 1996-08-06 | Ricoh Company Ltd. | Optical transmission module and method of forming the same |
| CN103383483A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-11-06 | 武汉博昇光电技术有限公司 | 一种基于45°光纤阵列的并行光学发射组件及其制作方法 |
| US20170214208A1 (en) * | 2014-07-25 | 2017-07-27 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Optical fiber cooling device and laser oscillator |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP3137716A patent/JPH04361210A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06317729A (ja) * | 1992-12-15 | 1994-11-15 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | レーザ・アレイをファイバ・アレイに整合させる方法、装置及び整合体 |
| US5544269A (en) * | 1994-12-14 | 1996-08-06 | Ricoh Company Ltd. | Optical transmission module and method of forming the same |
| CN103383483A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-11-06 | 武汉博昇光电技术有限公司 | 一种基于45°光纤阵列的并行光学发射组件及其制作方法 |
| US20170214208A1 (en) * | 2014-07-25 | 2017-07-27 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Optical fiber cooling device and laser oscillator |
| US9923328B2 (en) * | 2014-07-25 | 2018-03-20 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Optical fiber cooling device and laser oscillator |
| EP3174169A4 (en) * | 2014-07-25 | 2018-03-21 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Optical fiber cooling device and laser oscillator |
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