JPH0735958A

JPH0735958A - 並列伝送モジュール

Info

Publication number: JPH0735958A
Application number: JP20201493A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kakii; 俊昭柿井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【構成】発光または受光を行う光デバイスアレイ
とそれに光結合された光ファイバアレイを実装した並列
伝送用モジュール又は光導波路と結合する光ファイバア
レイを有する並列伝送用モジュールにおいて、光ファイ
バアレイは少なくとも片側に光ファイバガイド溝（孔）
を有するガイド基板で光ファイバガラス部を両端におい
て位置決め保持しており、モジュール内側端は発光また
は受光素子、光導波路と結合し、モジュール外側端は外
付けされた光コネクタと結合する構造で構成されてい
る。拡大ＭＦＤを有する光ファイバを備えた光コネ
クタ。【効果】従来のピクテール型やジャンパー型のモ
ジュールをレセプタクル型のモジュールにすることがで
き、製造及び現地組立作業が著しく容易になった。ま
た、光ファイバテープが取り付ける必要がないので、そ
れだけコンパクト化もでき、実装密度も向上する。
特別の光コネクタの構造としたので、接続が容易にま
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信に用いるため
の、並列光伝送の送信又は受信モジュールや光導波路モ
ジュール（光合分岐、光合分波、光スイッチなど）の片
面又は両端に光ファイバアレイレセプタクルを有する巾
広いレセプタクルタイプの並列機能モジュール（並列光
伝送用モジュール）及び光コネクタの改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１０に示されるように、モジュ
ール本体３４から光ファイバテープ３３が突き出てお
り、その先端に多心光コネクタ３１が取り付けられてい
るピグテール型になっている。

【０００３】図１０は、従来の並列光伝送モジュールを
示す模式図であり、（イ）はピグテール型、（ロ）はジ
ャンバー型の並列光伝送モジュールを示す。図１０に示
されるように、モジュール本体３４として、ＬＤやＰＤ
の送受信体だけでなく、例えば石英導波路（光合分岐、
光合分波、光スイッチなど）の両端に取り付けられて、
ジャンパー型になっているケースもある。いずれのケー
スも、モジュール本体３４に対して光ファイバテープ３
２が必ず付加しており、ピグテール型又はジャンパー型
になっている。また、一体型のケースもあるが、内部に
は光ファイバテープ部が必ず存在し、構成的にはピグテ
ール型となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、並列光伝送モジ
ュール、特にピグテール型のものは、光ファイバテープ
部のハンドリングが各製造工程で作業が難しい。特に、
光ファイバテープ被覆は樹脂から構成されており、耐熱
性に乏しく、モジュールのハンダ固定や洗浄の際での取
扱いが難しい。

【０００５】また、石英導波路に示されるジャンパー型
も同様に光ファイバテープ部のハンドリングが面倒であ
り、かつ小スペースに収納しようとすると、光ファイバ
の曲げ半径が３０ｍｍ以上確保する必要があり、取付け
スペースも大きくなる。本発明は、このような並列光伝
送モジュール、光処理モジュールのピグテール型、ジャ
ンパー型の問題点を克服する構成を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は：基本構成モジュールとしては、発光または受光を行
う光デバイスアレイと該光デバイスアレイに光結合され
た光ファイバアレイを実装した並列伝送用モジュール又
は光導波路と結合する光ファイバアレイを有する並列伝
送用モジュールにおいて、光ファイバアレイは少なくと
も片側に光ファイバガイド溝（孔）を有するガイド基板
で光ファイバガラス部を両端において位置決め保持して
おり、モジュール内側端は発光または受光素子、光導波
路と結合し、モジュール外側端は外付けされる光コネク
タと結合する構造で構成されている、並列伝送用モジュ
ールである。

【０００７】（イ）光ファイバアレイの光ファイバ
は、一部又は全長にわたってハンダで固定されている点
にも特徴を有する。（ロ）光ファイバは、メタルコーティングされたもの
をハンダで固定している点にも特徴を有する。また、（ハ）光ファイバは、カーボンコートされたものをハ
ンダで固定している点にも特徴を有する。（ニ）光ファイバアレイを構成する部材の一部分は、
上下プレートの陽極接合又は直接接合により接合されて
いる点にも特徴を有する。（ホ）光ファイバアレイのモジュール外側端は、外付
けされる光コネクタを位置決めするガイドピン溝を有し
ている点にも特徴を有する。また、（ヘ）光コネクタとの結合を保持するプッシュ−プル
式のハウジングをモジュール端部に有している点にも特
徴を有する。

【０００８】（ト）光コネクタとの結合を保持する金
属スリーブ（プッシュ−プル式の金属ハウジング）を光
ファイバアレイの外周に有している点にも特徴を有す
る。（チ）光ファイバアレイの少なくとも片側には、無反
射コーティングが形成されている点にも特徴を有する。
また、（リ）ガイドピン溝（孔）の一部が気密封止されてい
る点にも特徴を有する。また、（ヌ）ガイドピン溝（孔）は、光ファイバアレイの全
長にわたって貫通加工されていない点にも特徴を有す
る。また、（ル）ガイドピン溝（孔）の加工延長線部に相当する
非加工部分は、上下プレートの陽極接合又は直接接合に
より気密封止構造となっている点にも特徴を有する。

【０００９】（ヲ）ガイドピン溝（孔）は貫通加工さ
れており、この貫通部はモジュールの外側に設けられて
いる点にも特徴を有する。（ワ）光ファイバアレイの光ファイバガイド溝（孔）
とガイドピン溝（孔）は同一基板に加工されているが、
上下プレートは光ファイバガイド溝（孔）とガイドピン
溝（孔）とで異なっている点にも特徴を有する。（カ）光ファイバ周囲及び上プレート部品間の隙間
は、ハンダが充填されている点にも特徴を有する。

【００１０】（ヨ）光ファイバアレイの少なくともモ
ジュール内側端のＭＦＤが、標準シングルモード光ファ
イバのＭＦＤの値に対して２０％以上拡大している点に
も特徴を有する。（タ）光ファイバアレイの両端ともＭＦＤが１２μｍ
以上である点にも特徴を有する。（レ）光ファイバアレイのモジュール内側端に、非接
合状態で分布屈折率ファイバ（ＧＩファイバ）が一定
長、同一ガイド溝基板に形成されている点にも特徴を有
する。

【００１１】（ソ）光ファイバを固定している接着剤
は、２６０℃×１０秒加熱においてガス発生量が重量比
１％以下である点にも特徴を有する。（ツ）光ファイバアレイの光ファイバのＭＦＤは、残
留応力がコア領域に集中してコア領域の屈折率を低下さ
せることにより、ＭＦＤが残留応力を除去した状態より
少なくとも２０％以上拡大している点にも特徴を有す
る。（ネ）外付けされた光コネクタの内部の光ファイバの
結合先端部分のＭＦＤが、局部的に拡大されている点に
も特徴を有する。

【００１２】（ナ）光コネクタの内部の光ファイバの
所定長は、光ファイバのＭＦＤについて、残留応力がコ
ア領域に集中して、コア領域の屈折率を低下させること
により、ＭＦＤが残留応力を除去した状態より少なくと
も２０％以上拡大している点にも特徴を有する。（ラ）光コネクタの内部の所定長の光ファイバは融着
接着部を有している点にも特徴を有する。（ヌ）ガイド基板はシリコンである点にも特徴を有す
る。

【００１３】（ａ）上プレートは、ガラス、シリコン
又はガラス薄膜層を形成しているシリコンである点にも
特徴を有する。（ｂ）シリコンのガイドピン溝（孔）の表面は酸化膜
を有している点にも特徴を有する。（ｃ）ガイドピン孔を形成する上プレートａはガイド
溝基板である下プレートと接合されており、上プレート
ｂは光ファイバを加圧する形で光ファイバ上面より光フ
ァイバに固定されている点にも特徴を有する。

【００１４】（ｄ）上プレートａのヤング率Ｅは、上
プレートｂ及び下プレートのヤング率と比較して同等以
下の値である点にも特徴を有する。（ｅ）上プレートａには、上プレートｂを光ファイバ
上面側に加圧するための窓部が設けられている点にも特
徴を有する。（ｆ）光ファイバアレイとモジュールとはガイドピン
で位置決め結合されている点にも特徴を有する。（ｇ）ガイドピンは初期調心用であり、ガイドピン孔
とのクリアレンス範囲において、調心位置決めが固定さ
れている点にも特徴を有する。（ｈ）光ファイバアレイとモジュールとが、押圧力を
受けた状態で固定されている点にも特徴を有する。

【００１５】また、本発明は、通常の光コネクタに
おいて、互いに結合して使用される光コネクタの内部の
光ファイバの結合先端部分のＭＦＤが、局部的に拡大さ
れている、光コネクタをも提供する。また、（イ）光コネクタの内部の光ファイバの所定長は、光フ
ァイバのＭＦＤについて、残留応力がコア領域に集中し
て、コア領域の屈折率を低下させることにより、ＭＦＤ
が残留応力を除去した状態より少なくとも２０％以上拡
大している点にも特徴を有する。（ロ）光コネクタの内部の所定長の光ファイバは融着接
着部を有している点にも特徴を有する。

【００１６】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説
明する。図１は、本発明の並列伝送用光モジュールの基
本構成を示す概略図である。図１に示されるように、本
発明の並列伝送用光モジュールは、基本的に光ファイバ
アレイ５の片端がモジュール光学系（例えば、レンズ
系）１１と接合し、他端が多心光コネクタ６と結合する
構造となっている〔実施の態様〕。

【００１７】該光ファイバアレイとモジュール側との結
合は、図１１に示されているように、ガイドピン１８を
用いても良いし〔実施の態様（ｆ）〕、接着剤で調心固
定２６しても良いし、図２、図４、図５（ａ）に示され
るようにハンダやＹＡＧレーザ１７を用いてケース１に
固定しても勿論構わない〔実施の態様−（イ）〜
（ハ）〕。

【００１８】図１１は、光ファイバアレイと光導波路例
えば、石英光導波路とをガイドピンを用いて結合した例
を示す横断面図である〔実施の態様−（ｆ）〕。図１
１において、一端に光ファイバアレイ（１心）５と他端
に光ファイバアレイ（４心）５’と石英光導波路（１×
４分岐タイプ）２７をガイドピン１８により結合した例
を示し、両者の結合面の固定は屈折率整合機能を有する
接着剤２６、例えば紫外線硬化型接着剤で固定し、かつ
ケース１と光ファイバアレイとの接合はハンダシール１
７により行われ、光コネクタ結合用ガイド孔の奥はシー
ル１４”させることもできる。この場合にガイド孔１４
は貫通ガイド孔溝１４’となっている〔実施の態様−
（イ）、（ｆ）〕。

【００１９】図１２に示すように、ケース１内部で光フ
ァイバアレイ５とモジュール１１とをクリップ１３など
で押圧固定すると、信頼性は更に向上する。図１２は、
光ファイバアレイとモジュール内部とが押圧材、例えば
クリップで押圧固定されている例を示す模式図であり、
（イ）はその平面図であり、（ロ）はその横断面図であ
る〔実施の態様−（ｈ）〕。本発明でいうモジュール
とは、ＬＤ、ＰＤの送受信だけでなく、光導波路をも含
むものである。

【００２０】本発明の光ファイバアレイは、一部がケー
ス１内に収納されているのが典型的であるが、図１
（ａ）に示されるように、この外側（ケースの一部でも
よい）に光コネクタ６との結合を保持するプッシュ−プ
ルハウジング８〔実施の態様−（ヘ）〕や図１（ｄ）
に示されるクリップ、例えば板バネクリップ１３’結合
タイプにしても良い〔実施の態様−（ｈ）〕。

【００２１】図１を更に説明する。図１（ａ）は受・発
光素子と光ファイバアレイと外付け光コネクタから構成
される並列光伝送モジュールを表し〔実施の態様−
（ホ）〕、光ファイバアレイ５は光ファイバアレイ結合
ハウジング機構８、例えばプッシュ−プルタイプを介し
て結合される〔実施の態様−（ヘ）〕。

【００２２】また、図１４に示されるように、光コネク
タとの結合を保持する金属スリーブ（プッシュ−プル式
の金属ハウジング）３０を光ファイバアレイ５の外周に
有していてもよい。金属スリーブ３０と光ファイバアレ
イ５との隙間にも、もちろんハンダが充填されている。
金属スリーブ３０の形状は角型でも丸型でもよく、モジ
ュールに合わせて設計すれば良い。金属スリーブ３０の
材質は光ファイバアレイ５と熱膨張が比較的等しいアン
バーやコバールが良い〔実施の態様−（ト）〕。

【００２３】図１（ｂ）は並列光伝送モジュールと光コ
ネクタとの結合の代表例を示す概略図である。図１
（ｃ）は光導波路、例えば１×８分岐の光導波路１２と
両端に光ファイバアレイ５を備え、更に両端に外付け光
コネクタ６と結合する並列光伝送モジュールを示す概略
図である〔実施の態様−（ホ）〕。図１（ｄ）はクリ
ップ、例えば板ばねクリップ１３’で外付け光コネクタ
６と結合させた光伝送モジュールを示す概略図である
〔実施の態様−（ｈ）〕。

【００２４】図２は、ガイドピン溝を有する光ファイバ
アレイの基本的構成を示す斜視図である〔実施の態様
−（ｆ）〕。図２において、ガイドピン溝１４は、他の
位置決め手段があればなくても構わない。さらに、光フ
ァイバアレイ５の外側に、図１（ａ）に示されるように
プッシュ−プルタイプのようなハウジング機構を有して
もよい〔実施の態様−（ヘ）〕。

【００２５】該ガイドピン溝１４は、図１１に示すよう
に、両端から別々に加工されていてもよく、端部で２本
でなくてもよい。図３は、上下プレートで挟み込み、ハ
ンダでシール固定した光ファイバアレイの例を示す横断
面図である〔実施の態様−（カ）〕。

【００２６】すなわち、図３において、光ファイバ１５
を上下プレート２１、２０で挟み込み、ガラス接合用等
のハンダでシール固定１７し、光ファイバアレイ５の気
密封止を実現した例を示す横断面図である。また、ハン
ダの代わりに、低融点ガラス等を使用してシール接着し
てもよい〔実施の態様−（カ）〕。

【００２７】ここに使用するハンダは、光ファイバアレ
イとモジュール等との信頼性管理上重要な課題であり、
光ファイバ被覆部まで接触すると被覆が溶解し、多量の
ガスを発生するのでハンダは光ファイバガラス部のみを
固定するのが良い。ハンダは超音波振動を与えながら光
ファイバ先端から送り込むのが良く、図６に示されるよ
うに、例えば窓部２３又は光ファイバ露出部を設けてお
くと、その地点がハンダと接着剤との境界となり好まし
い〔実施の態様−（ｅ）〕。

【００２８】なお、このような窓部或いは光ファイバ露
出部を設けておく効果として、更に窓部或いは光ファイ
バ露出部で隙間が広がるので、ハンダ上昇の上限ストッ
プになり、光ファイバの位置制御につながる。また、ガ
イド溝基板（下プレート）を構成するシリコンのガイド
ピン溝（孔）の表面は酸化膜を有することが上プレート
との接合並びにハンダとの接着上好ましい〔実施の態様
−（ｂ）〕。

【００２９】図６に示されるように、ガイドピン溝
（孔）を形成する上プレートａはガイド溝基板である下
プレートと接合されており、上プレートｂは光ファイバ
を加圧する形で光ファイバ上面より光ファイバに固定さ
れている〔実施の態様−（ｃ）〕。なお、上プレート
ｂのヤング率Ｅは、上プレートａ及び下プレートのヤン
グ率と比較して同等以下の値であることが望ましい〔実
施の態様−（ｄ）〕。その理由は、端面研磨時に上プ
レートｂのヤング率が小さいと研磨され易く、端面から
この部分が突き出さない構造がとれる。

【００３０】さらに、光ファイバアレイ５と並列光伝送
モジュールのケース１ともハンダや低融点ガラス等を使
用してシール固定され気密封止（ハーメチックシール）
を実現する〔実施の態様−（イ）〕。この場合に、光
ファイバ１５は、ハンダがつき易くするために、メタル
コートによる信頼性向上させるとか、カーボンコートし
ておくことが好ましい〔実施の態様−（ロ）、
（ハ）〕。

【００３１】特に、光ファイバはハンダ固定時に２００
℃以上の熱作用を受けるので、光ファイバ表面のクラッ
クが急成長し光ファイバが破断し易くなるのを、カーボ
ンコートすると抑制できる。ハンダとしては、光ファイ
バを構成するガラスの接合に適するハンダが好ましく、
通常のＰｂ−Ｓｎ系合金に、Ｚｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｔｉ、
Ｓｉ、Ｃｕ等の添加材を加えるものを挙げることができ
る。

【００３２】その場合に、ハンダに対する上記添加材の
配合量はハンダ１００重量部当たり０．０１〜５重量
部、好ましくは０．０５〜１．５重量部である。添加材
の配合量が０．０１重量部未満の場合、ガラスに対する
充分な接着力が得られないし、また５重量部を越えて配
合しても、接着力が向上しないし、むしろハンダ自体の
性状を失う。

【００３３】図４は、接着剤を用いずに、ガイド溝基板
（下プレート）と上プレートとをガイド溝（孔）を用い
て接合した光ファイバアレイを示す横断面図である。上
下プレート２１、２０は陽極接合、直接接合９のいずれ
で結合してもよく、これにより一体化し、接合（ハーメ
チックシール）の信頼性が著しく向上できる〔実施の態
様−（ニ）〕。

【００３４】特に、図４に示されるように、陽極接合は
シリコン又はジルコニアからなるガイド溝基板（下プレ
ート）２０とパイレックスガラス、アミノ珪酸ガラス等
のガラス、シリコン又はガラス蒸着膜を有するシリコン
からなる上プレートａ２１を接合し、約４００℃、１０
００Ｖを印加して接合を行うものである。

【００３５】また、直接接合またはそれらと同様の作用
が得られるものなら、陽極接合、直接接合に限らず、例
えば蒸着等任意の方法が採用できる。直接接合とはシリ
コン表面を鏡面化し、１，０００℃以上に加熱接合する
とことを言う。

【００３６】ガイドピン孔（溝）１４を設けると、その
シールが問題となるが、図５はガイド孔（溝）と気密封
止との構成例を示す横断面図である。すなわち、図５
（ａ）は、ガイドピンより奥側をハンダやＹＡＧ溶接等
でシール１７する例を示す模式図である〔実施の態様
−（リ）〕。また、ガイドピンは初期調心用であり、ガ
イドピン孔とのクリアレンス範囲において、調心位置決
めが固定されていることが望ましい〔実施の態様−
（ｇ）〕。

【００３７】図５（ｂ）は、ガイドピン孔（溝）１４を
貫通してなく、奥側は上下プレートが接合・シール１７
されている例を示す模式図である〔実施の態様−
（ヌ）〕。図５（ｃ）は、ガイドピン孔（溝）１４は貫
通し、かつケース外側に全て位置しているので、気密封
止と独立に取り扱える例を示す模式図である〔実施の態
様−（ル）〕。

【００３８】また、ガイドピン溝（孔）は貫通加工され
ており、この貫通部はモジュールの外側に設けられてい
ることが好ましい〔実施の態様−（ヲ）〕。光ファイ
バアレイの光ファイバガイド溝（孔）とガイドピン溝
（孔）は同一基板に加工されているが、上下プレートは
光ファイバガイド溝（孔）とガイドピン溝（孔）とで異
なっていても良い。このようにすることにより１８０°
反転結合も可能となる〔実施の態様−（ワ）〕。

【００３９】図６は、加圧用の窓を設けた、光ファイバ
を独立した上プレートｂで加圧固定した光ファイバアレ
イの構成例を示す斜視図である。図６において、光ファ
イバアレイは上プレートａ２１とは別に上プレートｂ２
２を設け、上プレート２２の加圧用窓２３により接着剤
を注加し〔実施の態様−（ｅ）〕、下プレート２０と
の隙間をハンダ充填１７することによりシールする。も
ちろん上下プレート２０、２１、２２の接合は陽極接合
でも直接接合でもよい。ガイドピン溝（孔）１４の内部
はハンダ注入時にガイドピン溝（孔）に入らないので、
シールした方が気密封止の上から好ましい。

【００４０】図７は、図６の変形例を示す斜視図であ
る。図７において、図６における窓部２３の代わりにス
リット状開口部２３’を設け、上プレートｂ２２で光フ
ァイバを加圧固定した例を示す。なお、図６、７におい
て、ガイドピン溝（孔）は中間までしか加工せず、後で
接合・シールしておくと、接合シール側からハンダを注
入（例えば、超音波ガラスハンダの注入）すると、ガイ
ド孔にハンダが流れ込むことなく光ファイバを固定でき
る利点がある。

【００４１】図８は、各種ＭＦＤ（モードフィールド
径）変換した光ファイバアレイの例（ａ）〜（ｄ）、又
はそれらの組合せを示す模式図であり、これにより、軸
ずれの許容範囲が広くなり、調整が楽になる。図８
（ａ）は、光ファイバアレイ８のモジュール側のＭＦＤ
が拡大している、いわゆる拡大ＭＦＤ９〔実施の態様
−（ヨ）〕を示す模式図である。この場合に、光ファイ
バアレイ８のモジュール側のＭＦＤが標準シングルモー
ド光ファイバのＭＦＤの値に対して２０％以上、好まし
くは１００％拡大していることが望ましい。

【００４２】従って、光ファイバアレイの両端ともＭＦ
Ｄの値が１２μｍ以上、好ましくは１９μｍ以上拡大し
ていることが望ましい〔実施の態様−（タ）〕。図８
（ｂ）は、光ファイバアレイのＭＦＤを大きくし、光コ
ネクタ側で変換させた例を示す模式図である。

【００４３】図８（ｃ）は、ＧＩ光ファイバ１５’を一
定長距離Ｌ（例えば０．８ｍｍ）はなして同一基板にセ
ットし、集光レンズ作用を付加した例を示す模式図であ
る〔実施の態様−（レ）〕。その外径はＳＭファイバ
と同程度が好ましいが、±５０％程度異なってもよい。

【００４４】また、ＭＦＤ変換は図８（ｄ）に示すよう
に、残留応力緩和型を用いるとよい〔実施の態様−
（ツ）〕。図８（ｄ）は、２種類の光ファイバの融着接
続により光コネクタ内部でＭＦＤ一致させた例を示す模
式図である。従って、外付けされた光コネクタの内部の
光ファイバの結合先端部分のＭＦＤが、局部的に拡大さ
れていることが好ましい〔実施の態様−（ネ）〕。

【００４５】さらに、光コネクタの内部の光ファイバの
所定長は、光ファイバのＭＦＤについて、残留応力がコ
ア領域に集中して、コア領域の屈折率を低下させること
により、ＭＦＤが残留応力を除去した状態より少なくと
も２０％以上拡大していることが望ましい〔実施の態様
−（ナ）〕。また、光コネクタの内部の所定長の光フ
ァイバは融着接着部を有していることが望ましい〔実施
の態様−（ラ）〕。

【００４６】図９は、光ファイバアレイの端面に、
（イ）無反射コート２４や（ロ）斜め研磨をして斜め角
度結合をした例を示す模式図である。図９に示すよう
に、光ファイバアレイの端面に、（イ）無反射コート２
４〔実施の態様−（チ）〕や（ロ）斜め研磨をして斜
め角度結合（例えば５〜１０°）２５をしたタイプを示
すが、該光コネクタとしては複数のコネクタ６Ａ、６Ｂ
を組合せてもよい。

【００４７】光ファイバを固定する接着剤としては、耐
熱性の高い、例えば２６０℃×１０秒の加熱でガス発生
量が重量比１％以下である接着剤、例えばエポキシ樹脂
接着剤が望ましい〔実施の態様−（ソ）〕。また、本
発明においては、通常の光コネクタにおいて、互いに結
合して使用される光コネクタの内部の光ファイバの結合
先端部分のＭＦＤが、局部的に拡大されている光コネク
タが軸ずれに対する損失変化が少なく、結果として低損
失結合を達成でき、かつ着脱損失安定性の点から望まし
い〔実施の態様〕。

【００４８】その光コネクタの例を図１３に示す。そし
て、光コネクタの内部の光ファイバの所定長は、光ファ
イバのＭＦＤについて、残留応力がコア領域に集中し
て、コア領域の屈折率を低下させることにより、ＭＦＤ
が残留応力を除去した状態より少なくとも２０％以上拡
大していることが好ましい〔実施の態様−（イ）〕。
さらに、光コネクタの内部の所定長の光ファイバは融着
接着部を有していることが光ファイバの端部に拡大ＭＦ
Ｄの形成上好ましい〔実施の態様−（ロ）〕。

【００４９】

【実施例】本発明は下記の実施例により具体的に説明す
るが、これらの記載は本発明の範囲を制限しない。単一
モードファイバ１２心を用いて、Ｖ溝加工したシリコン
基板にガラスを陽極都合して図６に示すタイプにより、
光ファイバをシリコン基板で加圧し、ハンダを超音波注
入して、全体をシールした。

【００５０】光ファイバアレイの全長は約１０ｍｍ、肉
厚は２．０ｍｍである。光ファイバは全心１μｍ以下に
位置決めした。ガイド孔は中間まで加工されており、他
部は接合シールされている。ＬＤモジュールに対して
は、レンズアレイを介して調心位置決めし、ハンダでケ
ースに固定した。ＬＤモジュールには、光ファイバアレ
イを駆動するＩＣも合わせて気密封止されている。

【００５１】なお、ケースにハンダ固定し易くするため
に、光ファイバアレイの外周には、プレス加工した金属
スリーブが形成されており、その金属スリーブとケース
とをハンダで固定している。図１４に示されるように、
光ファイバアレイ５とと金属スリーブ３０との隙間にも
ハンダが充填されている。金属スリーブはその形状に制
限はなく、角形又は丸型でも良くモジュールに合わせて
設計すれば良い。一部に張出部（エラ）をつけてそこを
ＹＡＧ溶接するようにしても良い。

【００５２】なお、金属スリーブは光ファイバアレイと
熱膨張が比較的等しいアンバーかコバールが良い。この
光ファイバアレイに、多心光コネクタを結合し、この結
合部の損失を評価したところ、１２心平均で約０．３５
ｄＢと実用上問題ないレベルであることが分かる。

【００５３】光コネクタには、プッシュ−プル型のハウ
ジングを取り付けて簡単に操作できるようにした。ＭＦ
Ｄを通常の９．５μｍから１８μｍまで拡大した光コネ
クタと光ファイバアレイについてテストしたところ、損
失は約０．２０ｄＢと向上すると共に、着脱バラツキも
±０．０２ｄＢと非常に安定した傾向を示した。

【００５４】また、ハンダで光ファイバを固定している
ので、無反射コートもし易く、テストの結果、入＝１．
３μｍに対して容易に３０ｄＢ以上の反射コートできる
ことも分かった。

【００５５】

【発明の効果】従来のピクテール型やジャンパー型のモジュールを
レセプタクル型のモジュールにすることができ、製造及
び現地組立作業が著しく容易になった。また、光ファイ
バテープが取り付ける必要がないので、それだけコンパ
クト化もでき、実装密度も向上する。陽極接合、直接接合シールを用いることにより、部
品点数を少なくし、かつ信頼性の高い組立が可能とな
る。

【００５６】ガイド孔のシールも、陽極接合、直接
接合で中間まで溝加工することにより容易に実現でき
る。光ファイバ押さえを独立に設けることで（図６参
照）光ファイバのＶ接合押さえが確実となり、１μｍ偏
心を容易に達成できる。光ファイバアレイ、光コネクタのＭＦＤを変換する
ことにより、損失の低損失化と着脱バラツキを低減せき
る。

【００５７】導波路部材とガイドピンとで光ファイ
バアレイを結合させると、調心工程が不要となる。ま
た、内部でバネ加圧させると信頼性が更に向上する。図６に示すように、ガイド孔の奥にシールすると、
他端よりハンダ注入する時に、ガイド孔にはハンダをし
ないので、作業が楽になる。また、本発明の光コネクタは、光ファイバが拡大ＭＦＤ
部を有しているので光コネクタ同志の接続が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の並列伝送光モジュールの基本構成を示
す概略図である。（ａ）は受・発光素子と光ファイバア
レイと外付け光コネクタから構成される並列光伝送モジ
ュールの模式図を表す。（ｂ）は並列光伝送モジュール
と光コネクタとの結合の代表例を示す概略図である。
（ｃ）は光導波路と両端に光ファイバアレイを備え、両
端に外付け光コネクタと結合する並列光伝送モジュール
を示す概略図である。（ｄ）はクリップで外付け光コネ
クタと結合させた並列光伝送モジュールを示す概略図で
ある。

【図２】ガイドピン溝を有する光ファイバアレイの基本
的構成を示す斜視図である。

【図３】上下プレートで挟み込み、ハンダでシール固定
した光ファイバアレイの例を示す横断面図である。

【図４】接着剤を用いずに、ガイド溝基板（下プレー
ト）と上プレートとをガイド孔を用いて接合した光ファ
イバアレイを示す横断面図である。

【図５】ガイド孔（溝）と気密封止との構成例を示す横
断面図である。（ａ）は、ガイドピンより奥側をハンダ
やＹＡＧ溶接等でシールする例を示す模式図である。
（ｂ）は、ガイドピン孔（溝）を貫通してなく、奥側は
上下プレートが接合・シールされている例を示す模式図
である。（ｃ）は、ガイドピン孔（溝）は貫通し、かつ
ケース外側に全て位置していて、気密封止と独立に取り
扱える例を示す模式図である。

【図６】加圧用の窓を設けた、光ファイバを独立した上
プレートで加圧固定した光ファイバアレイの構成例を示
す斜視図である。

【図７】図６の変形例を示す斜視図である。

【図８】各種ＭＦＤ（モードフィールド径）変換した光
ファイバアレイの例（ａ）〜（ｄ）、又はそれらの組合
せを示す模式図である。（ａ）は、光ファイバアレイ８
のモジュール側のＭＦＤが拡大している例を示す模式図
である。（ｂ）は、光ファイバアレイのＭＦＤを大きく
し、光コネクタ側で変換させた例を示す模式図である。
（ｃ）は、ＧＩ光ファイバ１５’を一定長距離Ｌはなし
て同一基板にセットし、集光レンズ作用を付加した例を
示す模式図である。

【図９】光ファイバアレイの端面に、（イ）無反射コー
ト２４や（ロ）斜め研磨をして斜め角度結合をした例を
示す模式図である。

【図１０】従来の並列光伝送モジュールを示す模式図で
あり、（イ）はピグテール型、（ロ）はジャンバー型の
並列光伝送モジュールを示す。

【図１１】光ファイバアレイと光導波路とをガイドピン
を用いて結合した例を示す横断面図である。

【図１２】光ファイバアレイとモジュール内部とが押圧
材で押圧固定されている例を示す模式図であり、（イ）
はその平面図であり、（ロ）はその横断面図である。

【図１３】ＭＦＤ拡大の光ファイバを使用した光コネク
タを示す断面図である。

【図１４】光コネクタとの結合を保持する金属スリーブ
を光ファバーアレイの外周に有する並列光伝送モジュー
ルを示す概略図である。

【符号の説明】

１ケース２ＩＣ３ＬＤ４レンズ系５光ファイバアレイ（１心）５’光ファイバアレイ（４心）６（多心）光コネクタ６Ａ光コネクタ６Ｂ光コネクタ７ガラス又はシリコン又はガラス膜を有するシリコン８（プッシュ−プル型）ハウジング９陽極接合、直接接合１０拡大ＭＦＤのイメージ１１並列光伝送モジュール（光学系）１３クリップ１３’ 板バネクリップ１４ガイドピン孔（溝）１４’ 貫通ガイド孔溝１４” 光コネクタ結合用ガイド孔の奥のシール１５光ファイバ１５’ ＧＩ光ファイバ１７ハンダ又はＹＡＧ溶接１８ガイドピン２０下プレート２１上プレートａ２２上プレートｂ２３加圧用窓２３２３’ スリット状開口部２４無反射コート２５斜め角度結合２６接着剤で調心固定、例えば屈折率整合機能を有す
る接着剤２７（石英）光導波路２８融着接続点２９角スリーブの窓３０金属角スリーブ３１多心光コネクタ３２モジュール本体３３石英導波路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光または受光を行う光デバイスアレイ
と該デバイスアレイに光結合された光ファイバアレイを
実装した並列伝送用モジュール又は光導波路と結合する
光ファイバアレイを有する並列伝送用モジュールにおい
て、光ファイバアレイは少なくとも片側に光ファイバガ
イド溝（孔）を有するガイド基板で光ファイバガラス部
を両端において位置決め保持しており、モジュール内側
端は発光または受光素子、光導波路と結合し、モジュー
ル外側端は外付けされた光コネクタと結合する構造で構
成されていることを特徴とする、並列伝送用モジュー
ル。
【請求項２】光ファイバアレイの光ファイバは、一部
分又は全長にわたってハンダで固定されていることを特
徴とする、請求項１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項３】光ファイバは、メタルコーティングされ
たものをハンダで固定していることを特徴とする、請求
項２記載の並列伝送用モジュール。
【請求項４】光ファイバは、カーボンコートされたも
のをハンダで固定していることを特徴とする、請求項２
記載の並列伝送用モジュール。
【請求項５】光ファイバアレイを構成する部材の一部
分は、上下プレートの陽極接合又は直接接合により接合
されていることを特徴とする、請求項１記載の並列伝送
用モジュール。
【請求項６】光ファイバアレイのモジュール外側端
は、外付けされた光コネクタを位置決めするガイドピン
溝（孔）を有していることを特徴とする、請求項１記載
の並列伝送用モジュール。
【請求項７】光コネクタとの結合を保持するプッシュ
−プル式のハウジングを端部に有していることを特徴と
する、請求項６記載の並列伝送用モジュール。
【請求項８】光コネクタとの結合を保持する金属スリ
ーブ（プッシュ−プル式の金属ハウジング）を光ファイ
バアレイの外周に有していることを特徴とする、請求項
６記載の並列伝送用モジュール。
【請求項９】光ファイバアレイの少なくとも片側に
は、無反射コーティングが形成されていることを特徴と
する、請求項１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項１０】ガイドピン溝（孔）の一部が気密封止
されていることを特徴とする、請求項６記載の並列伝送
用モジュール。
【請求項１１】ガイドピン溝（孔）は、光ファイバア
レイの全長にわたって、貫通加工されていないことを特
徴とする、請求項１０記載の並列伝送用モジュール。
【請求項１２】ガイドピン溝（孔）の加工延長線部に
相当する非加工部分は、上下プレートの陽極接合又は直
接接合により気密封止構造となっていることを特徴とす
る、請求項１１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項１３】ガイドピン溝（孔）は貫通加工されて
おり、この貫通部はモジュールの外側に設けられている
ことを特徴とする、請求項６記載の並列伝送用モジュー
ル。
【請求項１４】光ファイバアレイの光ファイバガイド
溝（孔）とガイドピン溝（孔）は同一基板に加工されて
いるが、上下プレートは光ファイバガイド溝（孔）とガ
イドピン溝（孔）とで異なっていることを特徴とする、
請求項６記載の並列伝送用モジュール。
【請求項１５】光ファイバ周囲及び上プレート部品間
の隙間は、ハンダが充填されていることを特徴とする、
請求項１４、２７、２８又は２９のいずれかに記載の並
列伝送用モジュール。
【請求項１６】光ファイバアレイの、少なくともモジ
ュール内側端のＭＦＤが、標準シングルモード光ファイ
バのＭＦＤの値に対して２０％以上拡大していることを
特徴とする、請求項１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項１７】光ファイバアレイの両端ともＭＦＤが
１２μｍ以上であることを特徴とする、請求項１６記載
の並列伝送用モジュール。
【請求項１８】光ファイバアレイのモジュール内側端
に、非接合状態で分布屈折率ファイバ（ＧＩファイバ）
が一定長、同一ガイド溝基板に形成されていることを特
徴とする、請求項１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項１９】光ファイバを固定している接着剤は、
２６０℃×１０秒加熱においてガス発生量が重量比１％
以下であることを特徴とする、請求項１記載の並列伝送
用モジュール。
【請求項２０】光ファイバアレイの光ファイバのＭＦ
Ｄは、残留応力がコア領域に集中してコア領域の屈折率
を低下させることにより、ＭＦＤが残留応力を除去した
状態より少なくとも２０％以上拡大していることを特徴
とする、請求項１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項２１】外付けされた光コネクタの内部の光フ
ァイバの結合先端部分のＭＦＤが、局部的に拡大されて
いることを特徴とする、請求項１記載の並列伝送用モジ
ュール。
【請求項２２】光コネクタの内部の光ファイバの所定
長は、光ファイバのＭＦＤについて、残留応力がコア領
域に集中して、コア領域の屈折率を低下させることによ
り、ＭＦＤが残留応力を除去した状態より少なくとも２
０％以上拡大していることを特徴とする、請求項１記載
の並列伝送用モジュール。
【請求項２３】光コネクタの内部の所定長の光ファイ
バは融着接着部を有していることを特徴とする、請求項
２２記載の並列伝送用モジュール。
【請求項２４】ガイド基板はシリコンであることを特
徴とする、請求項１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項２５】上プレートは、ガラス、シリコン又は
ガラス薄膜層を形成しているシリコンであることを特徴
とする、請求項５記載の並列伝送用モジュール。
【請求項２６】シリコンのガイドピン溝（孔）の表面
は酸化膜を有していることを特徴とする、請求項６又は
２４記載の並列伝送用モジュール。
【請求項２７】ガイドピン溝（孔）を形成する上プレ
ートａはガイド溝基板である下プレートと接合されてお
り、上プレートｂは光ファイバを加圧する形で光ファイ
バ上面より光ファイバに固定されていることを特徴とす
る、請求項１４記載の並列伝送用モジュール。
【請求項２８】上プレートｂのヤング率Ｅは、上プレ
ートａ及び下プレートのヤング率と比較して同等以下の
値であることを特徴とする、請求項２７記載の並列伝送
用モジュール。
【請求項２９】上プレートａには、上プレートｂを光
ファイバ上面側に加圧するための窓部が設けられている
ことを特徴とする、請求項２６記載の並列伝送用モジュ
ール。
【請求項３０】光ファイバアレイとモジュールとはガ
イドピンで位置決め結合されていることを特徴とする、
請求項１記載の並列伝送用モジュール。
【請求項３１】ガイドピンは初期調心用であり、ガイ
ドピン溝（孔）とのクリアレンス範囲において、調心位
置決めが固定されていることを特徴とする、請求項３０
記載の並列伝送用モジュール。
【請求項３２】光ファイバアレイとモジュールとが、
押圧力を受けた状態で固定されていることを特徴とす
る、請求項２９記載の並列伝送用モジュール。
【請求項３３】通常の光コネクタにおいて、互いに結
合して使用される光コネクタの内部の光ファイバの結合
先端部分のＭＦＤが、局部的に拡大されていることを特
徴とする、光コネクタ。
【請求項３４】光コネクタの内部の光ファイバの所定
長は、光ファイバのＭＦＤについて、残留応力がコア領
域に集中して、コア領域の屈折率を低下させることによ
り、ＭＦＤが残留応力を除去した状態より少なくとも２
０％以上拡大していることを特徴とする、請求項３３記
載の光コネクタ。
【請求項３５】光コネクタの内部の所定長の光ファイ
バは融着接着部を有していることを特徴とする、請求項
３３記載の光コネクタ。