JPH0784160A - 光素子モジュール及びそれの組立方法 - Google Patents

光素子モジュール及びそれの組立方法

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JPH0784160A
JPH0784160A JP5187135A JP18713593A JPH0784160A JP H0784160 A JPH0784160 A JP H0784160A JP 5187135 A JP5187135 A JP 5187135A JP 18713593 A JP18713593 A JP 18713593A JP H0784160 A JPH0784160 A JP H0784160A
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英之 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光素子と光ファイバとの光軸合わせを容易に
したバットジョイント方式の光素子モジュール及びそれ
の組立方法を提供する。 【構成】 光素子5は、突き当て部材6の上面より下方
の位置で、突き当て部材6の側部に搭載され、そして、
この突き当て部材6は光素子5がほぼ中央になるように
ステム4に固定される。光ファイバ1は、その一端がフ
ェルール2によって保持されて、ホルダ3の内部に挿入
され、突き当て部材6の上面に近接されている。フェル
ール2とホルダ3、ホルダ3とステム4とがそれぞれ固
定されている。なお、上記のそれぞれが固定される以前
においては、ホルダ3はステム4に対してX及びY軸方
向に位置調整可能であり、またフェルール2はホルダ3
に対してZ軸方向に移動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光素子と光ファイバと
をバットジョイント方式により結合させる構造の光素子
モジュール及びそれの組立方法に関し、特に光素子と光
ファイバとの光軸合わせを容易にした光素子モジュール
及びそれの組立方法に関する。本発明の光素子モジュー
ルは、光ファイバ通信、光ファイバジャイロ等に用いら
れるものである。
【0002】
【従来の技術】発光素子、受光素子等の光素子と光ファ
イバとを光学的に最適な位置に固定して一体化した光素
子モジュールとしては、光をレンズ等の光学媒体で収束
して結合させる方式と、光学媒体を介さないで直に結合
させる方式(バットジョイント又はバットカップリング
方式という)とがあった。前者は、特開平4−1011
08号公報、特開平4−212906号公報等に開示さ
れているように、光素子からの光を効率よく光ファイバ
に入射させることができる等の特徴を持っているが、部
品点数が多く組み立て時間が長い、またレンズ等を使用
するために高価であるという欠点があった。
【0003】後者のバットジョイント方式は、光素子の
光強度が大きくてレンズを用いて結合効率を上げる必要
がない場合、また光素子からの光の出射角が大きいため
レンズを用いても収差等により結合効率の向上が望めな
い場合等に用いられることが多い方式で、特開平3−2
35904号公報に記載されているようなものがあっ
た。本発明は、このバットジョイント方式に関するもの
である。
【0004】以下に、従来のバットジョイント方式の概
要を説明する。図5は、光素子モジュールの構造を示す
断面図である。光素子5は、ステム4上に搭載されてお
り、外部装置(図示せず)との電気的な接続はステム4
に設けられたリード端子7を介して行われる。光ファイ
バ1は、その一端がフェルール2によって保持されて、
ホルダ3の内部に挿入されている。フェルール2先端か
らは光ファイバ1の被覆が除去された裸ファイバ1a部
分が突き出て、光素子5の上部に近接されている。フェ
ルール2は、接着剤9及び一対の圧入部材10によって
ホルダ3上部の貫通穴に固定されている。そして、ステ
ム4も半田付けによりホルダ3の下部に固定されてい
る。
【0005】このように構成された光素子モジュール
は、次のような手順で組み立てられる。 フェルール2に、裸ファイバ1a部分が既に設けら
れてある光ファイバ1の一端を固定する。 フェルール2をホルダ3上部の貫通穴に挿入し、ホ
ルダ3内部への裸ファイバ1aの突出量、すなわちZ軸
方向(光ファイバ1の中心軸線方向)の光軸調整を行
う。なお、この光軸調整を行うときには、光素子5及び
リード端子7を予め搭載してあるステム4を、ホルダ3
の下部に仮装着した状態にして、光ファイバ1の他端で
光素子5からの出射光をモニタしながら、裸ファイバ1
aの先端と光素子5との距離(ハ)が適切になるように
調整する。
【0006】 光軸調整の終了後、フェルール2とホ
ルダ3とを接着剤9で固定し、さらに、圧入部材10を
用いて強固に固定する。なお、圧入部材10でさらに固
定する理由は、(次の手順)における半田付けの際の
熱で接着剤9が軟化して、で行った光軸調整が変化す
ることを防止するためである。 ステム4(光素子5及びリード端子7は予め固定済
み)をホルダ3の下部に半田付けし、光素子5の気密封
止を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した従来の光素子モジュールでは、次のような問題が
あった。 (a)Z軸方向の光軸調整を行う場合において、裸ファ
イバ1aの先端と光素子5との距離(図5の(ハ))が
数10μmと極少であるために、調整中に誤って接触さ
せて一方又は両方を破損させることがある。また、破損
をさせないための作業者の苦労は大変である。
【0008】(b)光ファイバ1と光素子5との位置関
係について、Z軸方向(裸ファイバ1aの先端と光素子
5との間隔)の調整は行えても、X及びY軸方向の調整
は難しい構造である。なお、X又はY軸方向の軸ずれ量
に対する光の結合効率は、図4に示すように急峻に変化
するために、X及びY軸方向の光軸調整は容易に行える
ことが必要である。本発明の目的は、上記課題を解決
し、光素子と光ファイバとの光軸調整、特にZ軸方向の
調整を不要にした光素子モジュール及びそれの組立方法
を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光素子モジュールにおいては、光ファイバ
を保持したフェルールの先端と光素子とを所定の距離だ
け隔置させるための基準となる突き当て部材と、固定さ
れる前はフェルール及びステムに対してその位置が自由
に変えられるホルダとを備えた。
【0010】また、本発明の光素子モジュールの組立方
法においては、上記突き当て部材及びホルダを備えると
ともに、フェルールの先端を突き当て部材の上面に当接
させてから、所定の距離だけ隔置させることによって光
ファイバの中心軸線方向の位置決めを行う段階と、光フ
ァイバの中心軸線と垂直な平面内で光素子に対する光フ
ァイバの位置調整を行う段階とを含み、フェルールとホ
ルダ、ホルダとステムとをそれぞれ固定するようにし
た。
【0011】
【作用】光ファイバはその先端がフェルールの先端から
突出しないように該フェルールによって保持されてお
り、また、光素子はフェルールの先端が突き当て部材の
上面に当接されたとき、フェルールと接触しないように
ステム上に取り付けられている。
【0012】この状態において、フェルールの先端と突
き当て部材の上面とを所定の距離だけ隔置させることに
よって光ファイバの中心軸線方向(以下Z軸方向とい
う)の位置決めを行うとともに、光素子と光ファイバと
の最適結合が得られるように光ファイバの中心軸線と垂
直な平面内(以下X及びY軸方向という)で位置調整
(光軸調整)を行って、フェルールとステムとをホルダ
を介して固定する。これによって、Z軸方向の光軸調整
を不要にするとともに、X及びY軸方向の位置調整(す
なわち光軸調整)の際のフェルールの移動による光素子
の破損を防止することができる。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す光素子モジュ
ールの構造を示す断面図である。なお、従来例と同一の
構成部分には同一の符号を付け、その部分の詳細説明は
省略する。光素子5(例えばレーザダイオード)は、突
き当て部材6の上面より下方の位置で、突き当て部材6
の側部に搭載されている。換言すれば、突き当て部材6
の上面が光素子5より上方に位置している。具体的に
は、図1の(イ)の距離が、例えば20μmになるよう
な位置に固定されている。なお、突き当て部材6は光素
子5のヒートシンクも兼ねている。
【0014】突き当て部材6は、光素子5がほぼ中央に
なるようにステム4に固定されている。なお、光素子5
と外部装置(図示せず)との電気的な接続は、従来例と
同様、ステム4に設けられたリード端子7を介して行わ
れる。光ファイバ1は、その一端がフェルール2によっ
て保持されて、ホルダ3の内部に挿入され、突き当て部
材6の上面に近接されている。なお、この場合、光ファ
イバ1の先端はフェルール2の先端から突出しないよう
に該フェルール2によって保持されている。フェルール
2はホルダ3を介してステム4に固定されている。
【0015】このように構成された光素子モジュール
は、次の手順で組み立てられる。 ステム4には、上述した配置になるように、光素子
5を搭載した突き当て部材6が予め固定されている。 フェルール2に光ファイバ1の一端を固定する。こ
のとき、光ファイバ1の先端がフェルール2の先端から
突出しないようにする。 フェルール2の先端をホルダ3の上部に挿入して、
突き当て部材6の上面に突き当てる(すなわち当接させ
る)。
【0016】 の状態から所定の距離だけ後退させ
て、フェルール2の先端を突き当て部材6の上面から所
定の距離だけ隔置させる。具体的には、図1の(ロ)の
距離を例えば20μmにする。なお、この所定の距離だ
け隔置させる理由は、接触していない方がX及びY軸方
向の光軸調整の際のフェルール2の移動が滑らかになる
こと、及び、温度変化によるホルダ3等の収縮で光ファ
イバ1と突き当て部材6の上面とが衝突することを避け
るためである。このような考え方は、図3に示すように
Z軸方向の距離に対する光の結合効率の変化が非常に緩
やかであり、また所定の結合度が十分に得られるという
ことに基づいたものである。
【0017】 X及びY軸方向の光軸調整を、光ファ
イバ1の他端で光素子5からの出射光をモニタしながら
行う。なお、この光軸調整は、図4から分かるように、
微妙な調整が必要となる。 光軸調整の終了後、先ずフェルール2とホルダ3と
を、次にホルダ3とステム4とを、それぞれYAGレー
ザ溶接等により固定する。気密封止を行う場合は、溶接
した後から、必要な箇所に接着剤を塗布する。
【0018】このように構成された光素子モジュールに
おけるZ軸方向についての位置決めは、フェルール2を
突き当て部材6に一度突き当てて、所定の距離だけ後退
させるだけでよいので、その光軸調整(光をモニタしな
がらの最適状態に調整すること)は不要となる。
【0019】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、以下のようなものであってもよい。図1の
ホルダ3に相当する部分を、図2に示すように、ホルダ
3とキャップ8とに分けた構造であってもよい。この場
合は、Z軸方向の位置決めとX及びY軸方向の光軸調整
を行う前に、キャップ8をステム4(光素子5を搭載し
た突き当て部材6が予め固定されている)に抵抗加熱に
より圧着固定しておくとともに、ホルダ3をフェルール
2に装着しておく。なお、この状態においては、キャッ
プ8とステム4を合わせてステムと見ることができる。
【0020】また、図1及び図2においては、光素子5
を突き当て部材6に搭載したが、直にステム4に搭載す
るようにしてもよい。つまり、光素子5のヒートシンク
として、突き当て部材6に限定するものではない。ま
た、突き当て部材6とステム4とを別構成としたが、一
体のものであってもよい。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明の光素子モジュー
ルは、光ファイバを保持したフェルールの先端と光素子
とを所定の距離だけ隔置させるための基準となる突き当
て部材と、固定される前はフェルール及びステムに対し
てその位置が自由に変えられるホルダとを備えたので、
Z軸方向の光軸調整が不要になるとともに、X及びY軸
方向の光軸調整が容易に行えるようになった。そして、
Z軸方向の光軸調整が不要になったため、光軸調整の時
間短縮が図れた。また、バットジョイント方式におい
て、光軸調整時における光素子の破損を防止することが
できた。
【0022】また、本発明の光素子モジュールの組立方
法においても、上記突き当て部材及びホルダを備えると
ともに、フェルールの先端を突き当て部材の上面に当接
させてから、所定の距離だけ隔置させることによって光
ファイバの中心軸線方向(Z軸方向)の位置決めを行う
段階と、光ファイバの中心軸線と垂直な平面内(X及び
Y軸方向)で光素子に対する光ファイバの位置調整(光
軸調整)を行う段階とを含むようにしたので、上記と同
様な効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す光素子モジュールの
構造を示す断面図、
【図2】 本発明の別の実施例を示す光素子モジュール
の断面図、
【図3】 Z軸方向の距離に対する光の結合効率を示す
図、
【図4】 X又はY軸方向の軸ずれ量に対する光の結合
効率を示す図、
【図5】 従来の光素子モジュールの構造を示す断面
図。
【符号の説明】
1・・・・光ファイバ、2・・・・フェルール、3・・・・ホルダ、
4・・・・ステム、5・・・・光素子、6・・・・突き当て部材、7
・・・・リード端子、8・・・・キャップ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステム(4)と、該ステム上に取り付け
    られた光素子(5)と、光ファイバ(1)と、該光ファ
    イバの先端がその先端から突出しないようにして光ファ
    イバを保持するフェルール(2)と、該フェルールを固
    定するとともに前記ステムに固定されるホルダ(3)
    と、前記フェルールの先端からその上面が隔置して前記
    ステムに備えられ、かつ該上面が前記光素子より上方に
    位置する突き当て部材(6)とを備えた光素子モジュー
    ルであって、 前記ステムに前記ホルダが固定される以前においては、
    前記光ファイバの中心軸線と垂直な平面内で該ステムに
    対して該ホルダが位置調整可能であり、前記ホルダに対
    して前記フェルールが固定される以前においては、該ホ
    ルダに対して該フェルールが前記中心軸線方向に移動可
    能であって、 前記フェルールの先端を前記突き当て部材の上面に当接
    させてから、所定の距離だけ隔置させることによって光
    ファイバの中心軸線方向における位置決めを可能とした
    ことを特徴とする光素子モジュール。
  2. 【請求項2】 ステム(4)と、該ステム上に取り付け
    られた光素子(5)と、光ファイバ(1)と、該光ファ
    イバの先端がその先端から突出しないようにして光ファ
    イバを保持するフェルール(2)と、該フェルールを固
    定するとともに前記ステムに固定されるホルダ(3)
    と、前記フェルールの先端からその上面が隔置して前記
    ステムに備えられ、かつ該上面が前記光素子より上方に
    位置する突き当て部材(6)とを備えた光素子モジュー
    ルの組立方法であって、 前記フェルールの先端を前記突き当て部材の上面に当接
    させてから、所定の距離だけ隔置させることによって前
    記光ファイバの中心軸線方向の位置決めを行う段階と、 前記光ファイバの中心軸線と垂直な平面内で前記光素子
    に対する該光ファイバの位置調整を行う段階とを含み、
    フェルールとホルダ、ホルダとステムとをそれぞれ固定
    することを特徴とする光素子モジュールの組立方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100466378B1 (ko) * 2002-06-07 2005-01-13 주식회사 이오테크닉스 광통신 모듈 제조과정에서의 광학소자와 광섬유 정렬 방법
JP2008282962A (ja) * 2007-05-10 2008-11-20 Mitsubishi Electric Corp ダイボンディング装置及びそのダイボンディング方法
CN108681001A (zh) * 2018-03-30 2018-10-19 昂纳信息技术(深圳)有限公司 一种同轴激光器及同轴激光系统

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