JPH0545607A - 光アイソレータの調整組立装置 - Google Patents

光アイソレータの調整組立装置

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JPH0545607A
JPH0545607A JP3223394A JP22339491A JPH0545607A JP H0545607 A JPH0545607 A JP H0545607A JP 3223394 A JP3223394 A JP 3223394A JP 22339491 A JP22339491 A JP 22339491A JP H0545607 A JPH0545607 A JP H0545607A
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JP
Japan
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optical
optical isolator
isolator
soldering
heating device
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Application number
JP3223394A
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English (en)
Inventor
Kazuhisa Harima
和久 播磨
Tsugio Tokumasu
次雄 徳増
Tomokazu Imura
智和 井村
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FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Publication of JPH0545607A publication Critical patent/JPH0545607A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半田の濡れを良くして半田付け強度を向上で
き、熱に弱い構成部品の破損を防ぎ、所定の温度で光学
調整を行うため及びその後の予備加熱のために必要な時
間を短くできる。 【構成】 光アイソレータ22の構成部品を光軸合わせ
した状態で挟持し回転調整する光学調整治具14と、光
アイソレータに光を入射する光源12及び光アイソレー
タからの出射光を受ける光量検出器10と、前記光学調
整治具全体を常時一定の光学調整温度に保つ電子冷却装
置16と、光学調整後半田付け前に光アイソレータの部
分を短時間集中的に予備加熱する赤外線加熱装置18
と、光アイソレータの構成部品の結合箇所を局所加熱し
て半田付けを行うレーザ加熱装置20とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムや光計
測器等で用いるメタル固定型光アイソレータの調整組立
装置に関するものである。更に詳しく述べると、光アイ
ソレータの構成部品の光学調整治具全体を一定温度に保
持して光学調整し、その後、光アイソレータのみを予備
加熱し、結合箇所を局部加熱して半田付けを行う光アイ
ソレータの調整組立装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アイソレータは、一方向への光の通過は
許容するが逆方向への光の通過は阻止する機能をもつ非
可逆光デバイスであり、例えば半導体レーザを光源とす
る光通信システムにおいてレーザ光が反射によって光源
側に戻るのを防止するため等に用いられている。
【0003】この光アイソレータは、互いに45度傾い
た偏光面をもつ偏光子と検光子との間に、45度ファラ
デー回転子を配置して構成する。ここで偏光子及び検光
子はそれぞれのホルダ内に装着され、ファラデー回転子
は円筒状永久磁石内に磁気光学結晶を装着した構造であ
り、両ホルダを永久磁石に結合する。
【0004】ところで光アイソレータを高精度で組み立
てるには、各構成部材の光軸を一致させることの他、仕
様書などで規定されている所定動作温度(通常20〜5
0℃の範囲の一定温度:例えば室温25℃)でアイソレ
ーションが最大になるように偏光子と検光子との偏光面
の回転角度調整を行う必要がある。そのため、通常、光
アイソレータの各構成部品を保持し、光軸合わせや回転
角度調整を行う組立治具が使用される。
【0005】このような光アイソレータの各構成部品の
結合には、最近では耐熱性や信頼性を高めるため、また
光アイソレータの小型化にともなって、接着剤を使わず
に半田付けあるいはマイクロスポット溶接等のメタル固
定が採用されつつある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】半田付けの場合には、
半田付け時の変形・変位を抑制するため、結合箇所に半
田材をセットし、YAG(イットリウム・アルミニウム
・ガーネット)レーザや炭酸ガスレーザ等のレーザ加熱
装置でレーザビームを照射して、必要最低限の局部加熱
を行うことが検討されている。しかし単にレーザビーム
によって局部加熱を行っても、半田の流れが期待でき
ず、半田付け強度が高くならない問題が生じる。また材
料によって熱容量やレーザビームの吸収が異なり、一方
は半田が濡れるが、他方は半田が濡れない可能性が高
く、信頼性の高い結合ができなくなる。更にレーザビー
ムによる加熱によって急激な温度上昇が生じると、光ア
イソレータの構成部品として用いられているガラス製品
やセラミックス製品が破損する虞れもある。
【0007】そこで半田付け強度の向上と急激な加熱に
よるガラス製品の破損を防止するため、200℃付近ま
で予備加熱し、その後にレーザ加熱装置により半田付け
することが考えられる。しかし単に予備加熱を行うと、
光アイソレータだけでなく組立治具も加熱されてしま
う。1台の光アイソレータの組み立てが終了した後、次
の光アイソレータの調整・組み立てを行う場合、まず組
立治具を所定の温度(例えば室温)まで冷却しなければ
ならない。従って、熱容量の大きい光学調整治具の加熱
及び冷却に時間がかかるために、生産の効率が落ちる欠
点がある。また、生産時間を短縮するには、加熱及び冷
却能力の大きな装置を使用しなければならず、設備コス
トや生産コストの増大を招く虞れがある。
【0008】本発明の目的は、光アイソレータの各構成
部品を半田付けで結合する場合、半田の濡れを良くして
半田付け強度を向上でき、熱に弱い構成部品の破損を防
ぎ、所定の温度で光学調整を行うため及びその後の予備
加熱のために必要な時間を短くでき、光アイソレータの
調整及び組立を効率よく行なえる装置を提供することで
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、光アイソレー
タの構成部品を光軸合わせした状態で挟持し回転調整す
る光学調整治具と、光アイソレータに光を入射する光源
及び光アイソレータからの出射光を受ける光量検出器
と、前記光学調整治具全体を常時一定の光学調整温度に
保つ電子冷却装置と、光学調整後半田付け前に光アイソ
レータの部分を短時間集中的に予備加熱する赤外線加熱
装置と、光アイソレータの構成部品の結合箇所を局所加
熱して半田付けを行うレーザ加熱装置とを具備している
ことを特徴とする光アイソレータの調整組立装置であ
る。光学調整治具は、例えば光アイソレータを収容する
丸溝を有し、電子冷却装置の冷却面に取り付けられるベ
ース部と、光アイソレータを両側から挟みバネによって
光軸方向に圧力を加えて保持し一方が他方に対して相対
的に回動可能な一対の挟持体と、光アイソレータを側面
で前記丸溝に押し付けるバネ性の押さえ板とからなる。
この押さえ板は、黒色で艶消しが施されたものが好まし
い。赤外線加熱装置は、例えば赤外線ランプと発生する
赤外線を集光するロッドレンズを有し、該ロッドレンズ
の先端面が前記押さえ板に近接対向するように配置され
ている。
【0010】
【作用】光アイソレータの組立は、まず光学調整から行
う。光アイソレータの各構成部品を光学調整治具に設置
し、挟持する。アイソレーション調整は一定の温度下で
実施する必要がある。そのため、冷却装置により、光学
調整治具の温度を一定温度に保っている。光源の光線は
光アイソレータを通過し光量検出器に入射する。ここ
で、光量を測定し、最大のアイソレーションが得られる
まで、各構成部品を回転調整する。光学調整後、赤外線
加熱装置により光アイソレータの部分を短時間に集中的
に予備加熱する。所定の温度に達した所で、レーザ加熱
装置により光アイソレータの構成部品の結合箇所を局所
加熱して半田付けを行う。予備加熱及び半田付けの間光
学調整治具を冷却装置により一定温度に保ち、組立終了
後、直ちに次の光アイソレータの組立を開始する。
【0011】
【実施例】図1は、本発明による光アイソレータの半田
付け調整組立装置の一実施例を示しており、Aは正面
図、Bは断面図である。図2は光アイソレータの部分拡
大断面図である。この装置の概略構成を説明する。光量
を測定する光量検出器10とレーザダイオードの光源1
2の間に光学調整治具14が配設され、基板15に固定
されている。この基板15の他方の面には、冷却装置1
6が取り付けられている。冷却装置16の冷却面17は
基板15を貫通して、光学調整治具14に直接接触して
いる。赤外線加熱装置18が光アイソレータ22の側面
より赤外線が照射できる位置に配設され、レーザ加熱装
置20は光アイソレータ22の上部に設置されている。
以下に各構成部について詳しく述べる。
【0012】光学調整治具14は、光アイソレータ22
を収容する丸溝24を有するベース部26と、光アイソ
レータ22を両側より挟んで光軸方向に圧力を加えて固
定する一対の挟持体28,30を有する。この挟持体2
8,30は、貫通孔を有する円筒形である。一方の挟持
体28はベース部26に固定されている。他方の挟持体
30は、軸方向に移動可能で且つ回動可能にベース部2
6に支持されており、内部のコイルスプリング31によ
り相手方挟持体方向に弾撥されている。それ故、これら
一対の挟持体によって丸溝24に設置した光アイソレー
タを挟み込むことができる。そして、光アイソレータ2
2の側面全体を丸溝24方向に押し付けて固定するため
の押さえ板33が備えられている。この押さえ板33は
光を吸収し易いように黒色で艶消しが施されている。ま
た回動可能な挟持体30にはハンドル32が備えてあ
り、それを軸方向に動かすことで光アイソレータ22の
構成部品を丸溝24に装着でき、且つ回転させることで
最大のアイソレーションが得られるように回転調整を行
うことができる。
【0013】冷却装置16は、例えばペルチェクーラー
のような小型で高効率の電子冷却装置を使用する。冷却
装置16は直接光学調整治具14に冷却面17を接合し
ており、常時稼動することで光学調整治具14の温度を
常に一定に保っている。この温度はアイソレーション調
整を行う時の設定温度で、例えば20〜50℃の範囲で
自由に設定できるようになっている。
【0014】赤外線加熱装置18の赤外線ランプ36
は、例えばハロゲンランプであり、赤外線は石英ロッド
レンズ38により集光する。ロッドレンズ38は直径5
〜8mm程度の口径を持つ。該ロッドレンズ38の先端面
が前記押さえ板33に近接対向するように配置する。
【0015】レーザ半田付け装置20には、例えばYA
G(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザ
あるいは炭酸ガスレーザを使用する。レーザは集光性が
よく結合部のみを局部加熱できる。スポット径は直径
0.6〜1.0mm程度で、照射時間は2秒程度である。
【0016】図3は半田付け組立をする光アイソレータ
の構成図、図4は光アイソレータの組立側面図を示す。
光アイソレータは偏光子40と検光子42との間に45
度ファラデー回転子44を配置して構成する。偏光子4
0と検光子42は、共に同形の円筒状の偏光子ホルダ4
5及び検光子ホルダ46内に装着されており、ファラデ
ー回転子44は上記ホルダと同径の円筒状永久磁石内4
7に磁気光学素子48を装着した構造をしている。偏光
子ホルダ45と検光子ホルダ46はファラデー回転子4
4と接する部分に、凸部54,55を有する。ホルダの
材料は、ステンレスや真鍮であり、半田付け工程を考慮
して、予め少なくとも凸部側の端面45a,46aには
金メッキが施されている。永久磁石47は、例えばサマ
リウム−コバルト系磁石であり、その場合も半田付け工
程を考慮して、予め少なくとも両端面47aに金メッキ
を施しておく。
【0017】光アイソレータの組み立て方法は、次に述
べる通りである。まず、光アイソレータの偏光子ホルダ
45と永久磁石47を、予め半田50を流し込んで半田
付けを施しておく。この場合光学調整は必要ないので、
簡易な半田付け装置を使用してもよいし、本発明の装置
を使用してもよい。この光アイソレータを図1,2に示
す本発明の装置を使用して組み立てる。最初に光アイソ
レータを以下のように光学調整する。光アイソレータ2
2(偏光子ホルダ45と永久磁石47とを結合したもの
と、検光子ホルダ46)を光学調整治具14の丸溝24
に設置し、挟持体28,30で挟む。この時、光アイソ
レータ22は、側面からも押さえ板33により固定され
ている。ここでアイソレーション調整は一定の温度下で
実施する必要がある。そのため、冷却装置16により、
光学調整治具14の温度を一定温度に保っている。この
温度は、20℃〜50℃程度の範囲で設定される。光学
調整治具14には温度センサが設置されており、これで
温度検出し、冷却装置16にフィードバックして温度を
一定に保つ。光源12からの光線は光アイソレータ22
を通過し光量検出器10に入射する。ここで光量を測定
し、最大のアイソレーションが得られるまで、ハンドル
32で回転調整する。
【0018】次に半田付け組み立てを行う。赤外線加熱
装置18より光アイソレータ22全体を照射時間10秒
で200℃程度まで加熱する。このとき光アイソレータ
22の構成部品のホルダはステンレス又は真鍮であり、
半田付け部も金メッキ等が施されているため、赤外線の
吸収が少ない。そこで、押さえ板33は黒色で艶消しを
施して赤外線を吸収し易くしているので、押さえ板33
を通じてこれに接触している光学部品を加熱する。それ
から、図4に示す永久磁石47と検光子ホルダ46の間
の半田付け箇所を、レーザ加熱装置20により350℃
程度に局所加熱して半田50を流し込み、半田付けを実
施する。その後、光アイソレータを反転して、もう一方
の結合箇所を半田付けする。光学調整治具14は冷却装
置16により一定温度に保たれているため、次の光アイ
ソレータ22を丸溝24に設置して直ちに光学調整を開
始できる。
【0019】半田50の材料は一般に用いられている共
晶半田でよく、鉛−錫半田(融点180℃)、金−錫
(融点280℃)、金−ゲルマニウム(融点356
℃)、金−シリコン(融点363℃)等があり、必要と
される耐熱温度に応じて選択使用する。
【0020】
【発明の効果】光学調整治具を冷却装置によって常に所
定の温度に保っているので、予備加熱及び半田付け加熱
を行った時も、温度は上昇せず一定である。従って、次
の光アイソレータの組み立て作業に入る時は、所定の温
度まで光学調整治具を冷却する必要がなく、生産時間を
短縮することができる。また、赤外線加熱装置やレーザ
加熱装置を使用し集光による部分加熱をするので、加熱
が必要な部分以外は加熱されにくく冷却装置の負担が軽
くて済む。更に、加熱時間が短くて済むので生産時間を
短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光アイソレータの調整組立装置の
一実施例を示す説明図。
【図2】本発明に係る光アイソレータの調整組立装置の
部分拡大断面図。
【図3】光アイソレータの構成図。
【図4】光アイソレータの組立側面図。
【符号の説明】
10 光量検出器 12 光源 14 光学調整治具 16 電子冷却装置 17 冷却面 18 赤外線加熱装置 20 レーザ加熱装置 22 光アイソレータ 24 丸溝 26 ベース部 28 挟持体 30 挟持体 33 押さえ板 36 赤外線ランプ 38 ロッドレンズ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光アイソレータの構成部品を光軸合わせ
    した状態で挟持し回転調整する光学調整治具と、光アイ
    ソレータに光を入射する光源及び光アイソレータからの
    出射光を受ける光量検出器と、前記光学調整治具全体を
    常時一定の光学調整温度に保つ電子冷却装置と、光学調
    整後半田付け前に光アイソレータの部分を短時間集中的
    に予備加熱する赤外線加熱装置と、光アイソレータの構
    成部品の結合箇所を局所加熱して半田付けを行うレーザ
    加熱装置とを具備していることを特徴とする光アイソレ
    ータの調整組立装置。
  2. 【請求項2】 光学調整治具は、光アイソレータを収容
    する丸溝を有し電子冷却装置の冷却面に取り付けられる
    ベース部と、光アイソレータを両側から挟みバネによっ
    て光軸方向に圧力を加えて保持し一方が他方に対して相
    対的に回動可能な一対の挟持体と、光アイソレータを側
    面で前記丸溝に押し付けるバネ性の押さえ板とからなる
    請求項1項記載の装置。
  3. 【請求項3】 光学調整治具の押さえ板は黒色で艶消し
    が施されたものであり、赤外線加熱装置は赤外線ランプ
    と発生する赤外線を集光するロッドレンズを有し、該ロ
    ッドレンズの先端面が前記押さえ板に近接対向するよう
    に配置されている請求項2記載の装置。
JP3223394A 1991-08-08 1991-08-08 光アイソレータの調整組立装置 Pending JPH0545607A (ja)

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JP (1) JPH0545607A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6817786B2 (en) 2001-09-07 2004-11-16 Fujikura Ltd. Fusion splicing method and device for optical fibers
WO2010016566A1 (ja) 2008-08-08 2010-02-11 アイシン高丘株式会社 加熱装置及び加熱方法

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