JPH0713046A - 単一光ファイバ/装置アセンブリ - Google Patents

単一光ファイバ/装置アセンブリ

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JPH0713046A
JPH0713046A JP6153087A JP15308794A JPH0713046A JP H0713046 A JPH0713046 A JP H0713046A JP 6153087 A JP6153087 A JP 6153087A JP 15308794 A JP15308794 A JP 15308794A JP H0713046 A JPH0713046 A JP H0713046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
receptacle
base
opening
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP6153087A
Other languages
English (en)
Inventor
Davis H Hartman
デービス・エイチ・ハートマン
Michael S Lebby
マイケル・エス・レビー
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Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of JPH0713046A publication Critical patent/JPH0713046A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被覆層17によって囲まれるコア16を含
み、勾配を持つ端部を有する光ファイバ14を、光ファ
イバ14のコア16の断面よりも大きな能動領域50を
有する光学装置15に整合させ固定する取付具11。 【構成】 取付具11は、内部で画定されるレセプタク
ル30を有するベース12を含む。レセプタクル30
は、第1側面32から第2側面22へとベース全体に伸
び、第1側面32のところでは、光ファイバの断面より
も実質的に大きい。レセプタクル30は、第2側面22
においては、光ファイバ14の断面よりも小さく、少な
くとも光ファイバのコア16の断面と同じくらいの大き
さである。またベース12は、光ファイバの端部の勾配
とほぼ等しい勾配を持つテーパー領域40を、レセプタ
クル30内に画定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバや、光検出
器および光学的発光器(optical light generator )な
どの光学装置のアセンブリ(assembly)に関し、さらに詳
しくは、光ファイバを整合し固定する取付具を含むアセ
ンブリに関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの多くの電気通信用途では、
光ファイバを、光検出器,またはレーザーもしくは発光
ダイオードなどの発光装置の能動領域に固定する(また
はピグテール接続する:pigtailing )必要がある。この
固定プロセスはいくつかの機能を提供しなければなら
ず、これらの機能には、1)光ファイバが伝達する信号
を光学装置に光学的に整合させること;2)時間,温
度,衝撃,振動およびその他の環境条件に対し安定した
整合性を保つためのファイバの恒久的な物理的付着;
3)光ファイバ,整合および光学装置における接続の望
ましくない引張,ねじれもしくは曲げに対するひずみの
解放または保護;および4)電気接続および信号の完全
性の保護が含まれる。このため、アセンブリからホスト
回路板までの電気信号接点を提供するワイヤ・ボンディ
ング,半田またはその他を提供しなければならないこと
を意味する。多くの用途でもまた、アセンブリ内の寄生
容量および/またはインダクタンスを最小限にする必要
がある。
【0003】光ファイバを光学装置に整合し固定するプ
ロセスは、上記の基準すべてを満たすが、かなりコスト
がかかる可能性がある。仮に整合が、「能動整合(activ
e alighnment) 」(整合する間すなわち、光電子的に誘
導された信号を監視する)という技術による手順によっ
て達成される場合、この手順は労働集約型であるために
コストが非常にかかる。特定の電気通信用途、すなわ
ち、副搬送波多重用途(subcarrier multiplexing appl
ications: CATV受信機など)で使用されるアナログ
光学受信機は、この固定プロセスを特に必要とする。こ
の用途では、コアの直径約8μmの単一モード光ファイ
バを、光検出器の直径60μmの能動領域の中心に整合
しなければならない。光検出器の線形性を維持するに
は、光検出器の能動領域の直径が60μmであっても、
光ファイバの中心もしくはコアは光検出器の能動領域の
中心から約10μmの範囲内に整合しなければならな
い。
【0004】この分野の先行技術では、光学装置に対し
て光ファイバが自由に動けるような精密機械加工セラミ
ック取付具内に光ファイバを固定具を必要とし、その後
接着剤で固定する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、新規
の改良された単一光ファイバ/装置アセンブリを提供す
ることである。
【0006】本発明のさらなる目的は、製造および使用
が比較的単純な新規の改良された単一光ファイバ/装置
アセンブリを提供することである。
【0007】本発明のもう一つの目的は、アセンブリの
労力を軽減し、その結果、製品を実質的に低価格にする
単一光ファイバ/装置アセンブリを提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の問題
の少なくとも一部、ならびに上記およびその他の目的
は、被覆層によって囲まれる中心コアおよび、予め決め
られたテーパー(taper)を付けた一つの端部を有する光
ファイバを有し、光ファイバのコアの断面より大きな能
動領域を有する光学装置,および光ファイバと光学装置
を接続し整合させる取付具を含む単一光ファイバ/装置
アセンブリによって解決・実現される。この取付具は、
平らな取付面を有するベース,ベース内に定められ、第
1側面から第2側面へとベース全体に伸びるファイバ・
レセプタクル(fiber receptacle)を含み、レセプタクル
の開口部は第1側面において、光ファイバの断面より実
質的に大きく、レセプタクル開口部は第2側面におい
て、光ファイバの断面より小さく、少なくとも光ファイ
バのコアの断面と同じくらいの大きさであり、またベー
スはレセプタクル内でベースの第1側面と第2側面の開
口部との間に、光ファイバの端部の予め決められたテー
パーとほぼ等しいテーパーを持つテーパー領域を定め
る。光ファイバのテーパー端部は、取付具の第1側面に
あるレセプタクル開口部内に挿入され、光ファイバのテ
ーパー端部が、ベース内に定められたレセプタクルのテ
ーパー領域とかみ合う。接着剤の充填物は、取付具の第
1側面にあるレセプタクル開口部内に置かれて、開口部
内で光ファイバを囲み固定する。光学装置は、取付具の
第2側面のレセプタクル開口部に光学的に整合し、その
上に位置する能動領域とともに取付具の一つの表面に固
定される。
【0009】
【実施例】本発明を実施する単一光ファイバ/装置アセ
ンブリ10を、図1拡大して示す。アセンブリ10は、
適切な外部形状に鋳造されたベース12を有する取付具
11を含む。本実施例では、平面に取り付けやすい平ら
な長方形である。アセンブリ10は、光ファイバ14お
よび光学装置15をさらに含む。光学装置15は、フォ
トダイオードなどの光検出器,または発光ダイオードも
しくは垂直空洞表面発光レーザー(vertical cavity su
rface emitting laser)などの発光器となる可能性であ
ってもよく、光ファイバ14は、用途に応じて、単一モ
ード・ファイバまたは複数モード・ファイバでもよい。
光ファイバ14は、中心コア16および周囲の被覆層1
7(図2に示す)を含む。ベース12内に固定された光
ファイバ14の一つの端部には通常10°の約半分の角
度のテーパーがつけられる。
【0010】取付具11は、ベース12の上に光学装置
15を電気的および物理的に取り付けるために第1電気
接点20および第2電気接点24をさらに含む。電気接
点20は、ベース12の前部端22または底面(図示せ
ず)の一方もしくは両方に形成される。電気接点20
は、スクリーン印刷(screen printing) ,スパッタリン
グ(sputtering)などを含む多岐に渡る可能な技術によっ
て形成できる。光学装置15を固定する第2電気接点2
4は、アクセスするのに便利なように、ベース12の上
部表面上に形成される。電気接点20,24と光学装置
15との接続は、ベース12内に鋳造されるリードフレ
ーム("Optical Waveguide With ContactsUtilizing Le
adframe" と題され、1992年7月27日に出願され
た米国特許出願番号第07/920,073号の同時係
属米国特許出願に詳述),またはベース12の外部表面
に固定されるフレキシブル・リード("Optoelectronic
Mount Including Flexible Substrate and Method For
Making Same"と題され、1992年8月31日に出願さ
れた米国特許出願番号第07/937,013号の同時
係属米国特許出願に詳述)などの任意の適切な手段によ
って作られる。
【0011】ベース12の内部構造を図2に示す。これ
は図1の線2−2から見たさらに拡大した断面図であ
る。ベース12は、側面もしくは端部32内の第1レセ
プタクル開口部34から、側面もしくは端部22内の第
2レセプタクル開口部35まで伸びる光ファイバ・レセ
プタクル30を定める構造である。側面32内に定めら
れるレセプタクル開口部34は、光ファイバ14の断面
より実質的に大きい(数倍大きい)。側面22内に定め
られるレセプタクル開口部35は、光ファイバ14の断
面より小さく、少なくとも光ファイバ14のコア16の
断面と同じくらいの大きさである。レセプタクル30
は、さらにテーパー領域または傾斜付き領域40を定め
る。これは、レセプタクル30の大きな部分42からレ
セプタクル開口部35へと先細りになる。この具体的な
実施例において、レセプタクル30は、レセプタクル開
口部34に隣接し、部分42よりさらに大きな直径を有
する、外側のテーパー付き部分44を有する。部分44
は、光ファイバ14のテーパー端部をテーパー部40の
方へさらに誘導し、ここで説明するように、ベース12
内に光ファイバを最終的に固定するのに利用される。
【0012】光学装置15は能動領域50を有し、この
領域は光検出器の場合、直径60μmである。側面22
内のレセプタクル開口部35は、能動領域50の直径と
ほぼ同じである。この実施例において能動領域50は、
光ファイバ14のコア16よりも大きい形で示される
が、コア16および能動領域50は同じ大きさか、また
は一部の用途では、コア16の方が能動領域50より大
きい場合もあると理解されたい。取付具11は、これら
すべての状況において等しく良好に動作して、コア16
を能動領域50と光学的に整合させることが十分に予想
される。
【0013】電気接点20,24は、いくつかの適切な
手段によって、これに光学装置15の電気接点が電気的
および物理的に接続されるように構成される。この具体
的な開示では、光学装置15は、半田,金,導電接着剤
などによって形成されるバンプ52が利用されるバンプ
結合によって、電気接点20,24と電気的および物理
的に接続される。一般に、導電接着剤が望ましいのは、
材料が硬化するにつれ、当初の整合を維持できるからで
ある。電気接点20,24との接続に関連して、以前引
用した同時係属出願に詳述されるような特定の接点領域
を提供すれば、光学装置15は、ロボット視覚システム
などを使用して、ベース12の側面22の上に設置でき
る。
【0014】光学装置15との光通信に光ファイバ14
を固定するには、光ファイバ14のテーパー端部を、レ
セプタクル開口部34を介して、ベース12のレセプタ
クル30に挿入する。光ファイバ14のテーパー端部
は、レセプタクル30内のテーパー領域40によってレ
セプタクル開口部35と軸方向に整合するように導か
れ、その結果、光学装置15の能動領域50に導かれ
る。一般に、コア16および被覆層17のほかに、ほと
んどの光ファイバは外部保護コーティング55を含む。
この実施例では、保護コーティング55が剥されてお
り、その端部は、レセプタクル30の部分44に位置す
る。光ファイバ14が図2に示す位置にしっかり固定さ
れた状態で、接着剤がレセプタクル開口部34に投入さ
れて、保護コーティング55および少なくともレセプタ
クル30の一部を取り囲む。
【0015】当然ながら、光学装置15および光ファイ
バ14がベース12に固定される具体的順序は重要では
なく、適宜いずれの順序を使用してもよいことを当業者
によって理解されたい。また、具体的な接着剤について
は技術上周知であり、用途に応じて異なる場合があるの
で、ここでは言及しない。さらに、アセンブリ内のなん
らかの適切なポイントで、軟質プラスチックもしくはゴ
ム製のジャケット57がレセプタクル開口部34に固定
的に配置されて、光ファイバ14を囲み保護する。一般
にジャケット57は、レセプタクル開口部34の周囲で
あって、光ファイバ14との連結部を囲む形でベース1
2に固定的に付着されて、光ファイバ14に不適切に加
わるおそれのあるいずれの力もジャケット57によって
吸収されるようにする。ジャケット57は、ベース12
付近の光ファイバ14の望ましくない引張,ねじれまた
は曲げに対して、光ファイバ14のひずみ解放を提供す
る。
【0016】図3を参照して、アセンブリ10はプリン
ト回路板60に結合されて図示される。この視点から見
ると、ベース12の具体的な形状に関する利点が分か
る。ベース12の平面は、プリント回路板60の平面上
にアセンブリを、接着剤,電気接点20の半田づけまた
はその他の適切な構造物を使用して容易に取り付けるの
に便利な手段を提供する。さらに接点20は、プリント
回路板60上の接点と単に半田づけされるが、電気接点
24は、たとえばワイヤ・ボンド62によってプリント
回路板60に容易に接続できる。
【0017】既述した取付具11は、単一光ファイバを
単一光学装置に整合し光学的に接続するのに利用される
が、複数のレセプタクルを1つのベースに組み込んで、
個々の用途に応じて数個の光ファイバ/装置を接続でき
る。したがって、ここに開示する光ファイバ/装置アセ
ンブリは、光ファイバを光学装置の動作領域と整合し、
光ファイバ/装置を整合した形で恒久的に固定し、光フ
ァイバのひずみ解放および光学装置の電気接続も提供す
る。整合は自動であるので、アセンブリは主に、コスト
のかかる人手による作業がほとんどいらないロボットな
どで実施できる。さらに取付具は鋳造されるので、極め
て低コストで大量に作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による単一光ファイバ/装置アセンブ
リを拡大した斜視図である。
【図2】 図1中線2−2で切断した部分をさらに拡大
した断面図である。
【図3】 図1のアセンブリをプリント回路板に付着す
る場合の斜視図を拡大したものである。
【符号の説明】
10 単一光ファイバ/装置アセンブリ 11 取付具 12 ベース 14 光ファイバ 15 光学装置 16 中心コア 17 被覆層 20 第1電気接点 22 第2側面 24 第2電気接点 30 ファイバ・レセプタクル 34 第1レセプタクル開口部 35 第2レセプタクル開口部 40 テーパー領域 50 能動領域 55 保護コーティング 57 ジャケット 60 プリント回路板 62 ワイヤ・ボンド

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被覆層(17)に囲まれた中心コア(1
    6)を含み、予め決められたテーパーを付けた一つの端
    部を有する光ファイバ(14)を光学装置(15)の能
    動領域(50)に整合し固定する取付具であって:ベー
    ス(12);前記ベース内に定められ、第1側面(3
    2)から第2側面(22)へと前記ベース全体に伸びる
    ファイバ・レセプタクル(30)であって、前記レセプ
    タクルは前記第1側面(32)において、固定する前記
    光ファイバ(14)の断面よりも実質的に大きな開口部
    (34)を定め、前記レセプタクルは前記第2側面(2
    2)において、前記光ファイバ(14)の断面よりも小
    さく、前記光ファイバ(14)の前記コア(16)の断
    面と少なくとも同じくらいの大きさの開口部(35)を
    定めるファイバ・レセプタクル(30);および前記ベ
    ース(12)は、前記レセプタクル内の、前記ベースの
    前記第1側面(32)および前記第2側面(22)にお
    ける前記レセプタクル開口部(34,35)間に、前記
    光ファイバ(14)の前記予め決められたテーパーとほ
    ぼ等しい勾配をもつテーパー領域(40)をさらに定め
    ることを特徴とする取付具。
  2. 【請求項2】 単一光ファイバ/装置アセンブリであっ
    て:被覆層(17)によって囲まれる中心コア(16)
    を含み、予め決められたテーパーのある一つの端部を有
    する光ファイバ(14);前記光ファイバ(14)の前
    記コア(16)の断面よりも大きな能動領域(50)を
    有する光学装置(15);平らな取付面を有するベース
    (12),前記ベース内に定められ、第1側面(32)
    から第2側面(22)へと前記ベース全体に伸びるファ
    イバ・レセプタクル(30)を含む取付具(11)であ
    って、前記レセプタクルは前記第1側面において、前記
    光ファイバ(14)の断面よりも実質的に大きな開口部
    (34)を定め、前記レセプタクルは前記第2側面にお
    いて、前記光ファイバ(14)の断面よりも小さく、前
    記光ファイバの前記コア(16)の前記断面と少なくと
    も同じくらいの大きさの開口部(35)を定め、前記ベ
    ース(12)は、前記レセプタクル内の、前記ベースの
    前記第1側面(32)および前記第2側面(22)にお
    ける前記レセプタクル開口部(34,35)間で、前記
    光ファイバ(14)の前記予め決められたテーパーとほ
    ぼ等しいテーパーをもつテーパー領域(40)をさらに
    定めるベース(12);前記取付具(11)の前記第1
    側面(32)における前記レセプタクル(30)の前記
    開口部(34)に挿入される前記光ファイバ(14)の
    テーパー端部であって、前記ベース内に定められる前記
    レセプタクルのテーパー領域とかみあう、前記光ファイ
    バ(14)のテーパー端部;および前記取付具(11)
    の前記第1側面における前記レセプタクル開口部内の接
    着剤の充填物であって、前記開口部(34)内で前記光
    ファイバ(14)を囲み固定する接着剤の充填物、前記
    取付具の表面に固定され、前記能動領域(50)が、前
    記取付具の前記第2側面(22)において、前記レセプ
    タクル(30)の前記開口部(35)と光学的に整合さ
    れ、その上に位置する前記光学装置(15);によって
    構成されることを特徴とする単一光ファイバ/装置アセ
    ンブリ。
  3. 【請求項3】 単一光ファイバ/装置アセンブリであっ
    て:被覆層(17)によって囲まれる中心コア(16)
    を含み、予め決められたテーパーのある一つの端部を有
    する光ファイバ(14);前記光ファイバ(14)の前
    記コア(16)の断面よりも大きな能動領域(50)を
    有する光学装置(15);平らな取付面を有するベース
    (12),前記ベース内に定められ、第1側面(32)
    から第2側面(22)へと前記ベース全体に伸びるファ
    イバ・レセプタクル(30)を含む取付具(11)であ
    って、前記レセプタクルは前記第1側面において、前記
    光ファイバ(14)の断面よりも実質的に大きな開口部
    (34)を定め、また前記レセプタクルは前記第2側面
    において、前記光ファイバ(14)の断面よりも小さ
    く、前記光ファイバの前記コア(16)の前記断面と少
    なくとも同じくらいの大きさの開口部(35)を定め、
    前記ベース(12)は、前記レセプタクル内の、前記ベ
    ースの前記第1側面(32)および前記第2側面(2
    2)における前記レセプタクル開口部(34,35)間
    で、前記光ファイバ(14)の前記予め決められたテー
    パーとほぼ等しいテーパーをもつテーパー領域(40)
    をさらに定めるベース(12);前記取付具(11)の
    前記第1側面(32)における前記レセプタクル(3
    0)の前記開口部(34)に挿入される前記光ファイバ
    (14)のテーパー端部であって、前記ベース内に定め
    られる前記レセプタクルの前記テーパー領域とかみあ
    う、前記光ファイバ(14)の前記テーパー端部;およ
    び前記取付具(11)の前記第1側面における前記レセ
    プタクル開口部内の接着剤の充填物であって、前記開口
    部(34)内で前記光ファイバ(14)を囲み固定する
    接着剤の充填物、前記取付具の表面に固定され、前記能
    動領域(50)が、前記取付具の前記第2側面(22)
    において、前記レセプタクル(30)の前記開口部(3
    5)と光学的に整合され、その上に位置する前記光学装
    置(15);前記ベースの前記第1側面(32)におい
    て、前記レセプタクル(30)の前記開口部(34)と
    隣接し、前記光ファイバ(14)の一部分を囲むフレキ
    シブルなひずみ解放素子(57)であって、前記ベース
    の前記第1側面において前記ベースの一つの領域と固定
    され、前記ベースから外部に予め決められた距離だけ伸
    びる前記フレキシブルなひずみ解放素子(57);によ
    って構成されることを特徴とする単一光ファイバ/装置
    アセンブリ。
JP6153087A 1993-06-14 1994-06-13 単一光ファイバ/装置アセンブリ Pending JPH0713046A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/075,430 US5361317A (en) 1993-06-14 1993-06-14 Assembly with fixture aligning and affixing an optical fiber to an optical device
US075430 1993-06-14

Publications (1)

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JP6153087A Pending JPH0713046A (ja) 1993-06-14 1994-06-13 単一光ファイバ/装置アセンブリ

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JP (1) JPH0713046A (ja)
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