JPH08240749A - 光結合器 - Google Patents

光結合器

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JPH08240749A
JPH08240749A JP4370495A JP4370495A JPH08240749A JP H08240749 A JPH08240749 A JP H08240749A JP 4370495 A JP4370495 A JP 4370495A JP 4370495 A JP4370495 A JP 4370495A JP H08240749 A JPH08240749 A JP H08240749A
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JP
Japan
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conversion element
photoelectric conversion
holder
condenser lens
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP4370495A
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English (en)
Inventor
Toshio Matsukura
壽夫 松倉
Mikihiko Sekiguchi
実起彦 関口
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ホルダー11の一端に光電変換素子収納部1
2を設け、この光電変換素子収納部12に隣接するよう
にホルダー11にレンズ保持部14を設けて、ヘッダ2
に搭載した光電変換素子1を光電変換素子収納部12に
直接収納すると共に、レンズ保持部14に集光レンズ1
5を圧入固定し、更にホルダー11の端に設けたフェル
ール収納部13に光ファイバーの端部を保持したフェル
ール10を収納固定した。 【効果】 光結合金器全体の小型化を図れると共に、光
電変換素子と光ファイバーとの結合効率を向上させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に使用するノー
ドシステムや、光LANにおける光トランシーバ等に用
いられる光結合器に関するもので、特にヘッダに搭載し
た光電変換素子と、フェルールに固定保持された光ファ
イバーとを筒状のホルダー内で集光レンズを介して光学
的に結合する光結合器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のこの種の光結合器の構造を
示す断面図である。図において1は光電変換素子で、電
気信号を光信号に変換して出力する半導体レーザ素子等
の発光素子、あるいは光信号を電気信号に変換して出力
するフォトダイオード等の受光素子である。
【0003】2は金属製のヘッダで、このヘッダ2上に
前記光電変換素子1が搭載されている。3は前記光電変
換素子1を覆って気密封止するためにヘッダ2上に溶接
等により固定されたキャップで、このキャップ3には、
前記光電変換素子1との対向面に光透過用の透明板4で
封止された窓を有している。
【0004】5は集光レンズで、筒状のホルダー6内の
中心部に低融点ガラス7で固定されている。このホルダ
ー6の一端には光電変換素子収納部8が設けられ、他端
にはフェルール収納部9が設けられていて、光電変換素
子収納部8内に光電変換素子1がキャップ3と共に収ま
るように一端面が前記ヘッダ2に固定されている。
【0005】10は中心部に図示しない光ファイバーの
端部を固定保持した筒状のフェルールで、このフェルー
ル10は前記ホルダー7のに設けられたフェルール収納
部9に挿入固定されている。この構成において、組み立
ては、次のように行われる。まず、キャップ3と共にヘ
ッダ2に搭載された光電変換素子1を、集光レンズ5を
保持したホルダー8の光電変換素子収納部8内に配置
し、このホルダー8のフェルール収納部9内にフェルー
ル10を収納固定する。
【0006】そして、光電変換素子1が発光素子の場合
は、その発光素子を発光させて集光レンズ5によりフェ
ルール10内に保持されている光ファイバーの端面に導
き、また光電変換素子1が受光素子の場合は、光ファイ
バーの端面から照射される光を集光レンズ5により受光
素子に導いて、この状態で光電変換素子1とホルダー8
との突き合わせ面でX−Y方向の光軸調整を行い、所望
の光結合効率ηがえられた所でホルダー8の端面をYA
Gレーザ等によるスポット溶接でヘッダ2に固定する。
【0007】このように組み立てられた光結合器は、光
電変換素子1が発光素子であれば、送信回路から与えら
れる電気信号を光電変換素子1により光信号に変換し、
集光レンズ5を介して光ファイバーに入射させて伝搬さ
せる。また、前記光電変換素子1が受光素子であれば、
図示しない装置から光ファイバーを伝搬してきた光を集
光レンズ5を介して光電変換素子1で受光し、電気信号
に変換して出力する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の構造では、光電変換素子1を気密封止するため
のキャップを有しているため、集光レンズを光電変換素
子に近づけることができず、しかも集光レンズを低融点
ガラスによりホルダーに固定しているため、光が透過で
きる有効径が制限されて、レンズ径を小さくすることが
困難であるため、光結合器全体の小型化を図ることが困
難であると共に、光結合効率の向上を図ることができな
いという問題がある。
【0009】また、前記キャップを有することで部品点
数が増え、かつその取り付け工数もかかるため、コスト
アップになるという問題もあった。
【0010】
【課題を解決するための手段】これら問題を解決するた
め、本発明は、ヘッダに搭載した光電変換素子と、フェ
ルールに固定保持された光ファイバーとを筒状のホルダ
ー内で集光レンズを介して光学的に結合する光結合器に
おいて、ホルダーの一端に光電変換素子収納部を設け、
この光電変換素子収納部に隣接するように前記ホルダー
にレンズ保持部を設けて、前記光電変換素子収納部に前
記光電変換素子を直接収納すると共に、前記レンズ保持
部に集光レンズを圧入固定したことを特徴とする。
【0011】
【作用】このような構成を有する本発明は、光電変換素
子のキャップを設けないようにして、光電変換素子から
集光レンズまでの距離を小さくし、そしてホルダーには
そのレンズ保持部に集光レンズを圧入固定することによ
り、径の小さい集光レンズを使用できるようにしている
ため、光結合器全体の小型化を図れると共に、光電変換
素子と光ファイバーとの結合効率を向上させることがで
きる。
【0012】また、光電変換素子のキャップを設けない
ことで部品点数が減り、かつその取り付け工数も削減で
きるため、コストダウンを図れる。
【0013】
【実施例】以下に図面を参照して実施例を説明する。図
1は本発明による光結合器の第1の実施例を示す側断面
図である。図において1は光電変換素子、2は光電変換
素子1を搭載したヘッダ、10は図示しない光ファイバ
ーの端部を固定保持したフェルールで、これらは従来の
ものと同一のものであるが、本実施例では光電変換素子
1を気密封止するキャップ3(図4参照)は設けないも
のとしている。
【0014】11は筒状のホルダーで、このホルダー1
1は一端に光電変換素子収納部12を有すると共に、他
端にはフェルール収納部13を有し、更に前記光電変換
素子収納部12に隣接するように中心部にレンズ保持部
14を設けて、このレンズ保持部14に集光レンズ15
を圧入固定したものであるが、前記光電変換素子収納部
12内に光電変換素子1を収納したとき、この光電変換
素子1を気密封止するために光電変換素子収納部12の
レンズ保持部14側の面に板厚の薄いカバーガラス16
を低融点ガラス17で接合固定している。
【0015】この構成において、組み立ては、次のよう
に行われる。まず、ヘッダ2に搭載された光電変換素子
1を、集光レンズ15を保持したホルダー11の光電変
換素子収納部12内に配置し、このホルダー11のフェ
ルール収納部13内にフェルール10を収納固定する。
そして、光電変換素子1が発光素子の場合は、その発光
素子を発光させて集光レンズ5によりフェルール10内
に保持されている光ファイバーの端面に導き、また光電
変換素子1が受光素子の場合は、光ファイバーの端面か
ら照射される光を集光レンズ5により受光素子に導い
て、この状態で光電変換素子1とホルダー8との突き合
わせ面でX−Y方向の光軸調整を行い、その後ホルダー
11の端面を溶接等によりヘッダ2に接合固定する。
【0016】この場合、ホルダー11の端面とヘッダ2
の接合面は気密封止が必要であるので、シーム溶接固定
を行うかエポキシ系樹脂によるシールを施す。次に、本
実施例における光電変換素子1と光ファイバーの結合効
率ηについて説明する。尚、図1におけるL1は光電変
換素子1から集光レンズ15までの距離、L2は集光レ
ンズ15からホルダー11内における光ファイバーの端
面までの距離である。
【0017】また、図2は結合効率ηと像倍率mの関係
を示す図である。光電変換素子1としてコンパクトディ
スクのレーザダイオード(発光素子)を使用した場合、
従来例のように光電変換素子1を気密封止するキャップ
3を有する場合、光電変換素子1から集光レンズ15ま
での距離L1を「L1=1mm」以下にすることができ
ず、しかも従来例の場合、フェルール10にマルチモー
ドファイバーを固定保持し、L1=1.5mm、L2=
3.8mmに設定すると、光電変換素子1と光ファイバ
ーの結合効率ηは、「η≒30〜35%」となる。
【0018】一方、近年においてはシステム側の要求か
ら前記の結合効率ηを「η≒45〜55%」に向上させ
ることが必要となっている。一般的に結合効率ηを向上
させるには、図2に示したように集光レンズ15の像倍
率m(m=L2/L1)を大きくするか、集光レンズ1
5のレンズ径を小さくすることが考えられる。
【0019】また、結合効率ηを向上させるための、別
の方法としてレンズ系を変更することも考えられるが、
例えば、集光レンズ15として非球面レンズ等を使用す
る場合はコストアップとなる。本実施例では、前記の構
成とすることにより、コストを上げることなく結合効率
ηを向上させたものである。
【0020】すまわち、本実施例では前記のように光電
変換素子1のキャップ3を設けないようにして、光電変
換素子1からレンズ保持部14に固定された集光レンズ
15までの距離L1を従来のものより小さくし、そし
て、ホルダー11には光電変換素子収納部12に隣接す
るように中心部にレンズ保持部14を設けて、このレン
ズ保持部14に集光レンズ15を圧入固定することによ
り、従来のものより径の小さい集光レンズ15を使用で
きるようにしている。
【0021】本実施例によれば、例えば、集光レンズ1
5の直径φを「φ=0.8mm」、光電変換素子1から
集光レンズ15までの距離L1を「L1=0.15m
m」、集光レンズ15から光ファイバーの端面までの距
離L2を「L2=1.7mm」に設定することができ、
これにより結合効率ηは「η≒45〜55%」を実現さ
せることができる。
【0022】尚、本実施例において光電変換素子1から
集光レンズ15までの距離L1は、L1=0.1〜1.
5mmの範囲で充分な結合効率ηが得られる。光結合器
としての動作は従来と同様に行われるので、その説明は
省略する。以上説明したように第1の実施例では、従来
例にような光電変換素子のキャップを設けないようにし
て、光電変換素子から集光レンズまでの距離を従来のも
のより小さくし、そして、ホルダーにはそのレンズ保持
部に集光レンズを圧入固定することにより、従来のもの
より径の小さい集光レンズを使用できるようにしている
ため、光結合器全体の小型化を図れると共に、光電変換
素子と光ファイバーとの結合効率を向上させることがで
きるという効果が得られる。
【0023】また、光電変換素子のキャップを設けない
ことで部品点数が減り、かつその取り付け工数も削減で
きるため、コストダウンを図れるという効果も得られ
る。図3は本発明による光結合器の第2の実施例を示す
側断面図で、この実施例はホルダー11を第1のホルダ
ー11aと第2のホルダー11bに2分割し、第1のホ
ルダー11aには一端に光電変換素子収納部12を設け
ると共に、光電変換素子収納部12に隣接するように中
心部にレンズ保持部14を設け、また、第2のホルダー
11bにはフェルール収納部13を設けたもので、レン
ズ保持部14に集光レンズ15を圧入固定すると共にし
た光電変換素子収納部12のレンズ保持部14側の面に
板厚の薄いカバーガラス16を低融点ガラス17で接合
固定した第1のホルダー11aと光電変換素子1を搭載
したヘッダ2の互いの接合面を粗調の抵抗溶接で固定
し、更に第1のホルダー11aとフェルール10を収納
固定した第2のホルダー11bの互いの接合面をYAG
レーザー等により微調の溶接固定を行うものである。
【0024】このようにした第2の実施例は、前記第1
の実施例と同様の効果が得られるだけでなく、第1のホ
ルダーとヘッダ2とを粗調の抵抗溶接で固定し、第1の
ホルダーと第2のホルダーとを微調の溶接で固定するた
め、固定時の溶接変動量を小さくすることができると共
に、溶接変動量が小さくなることにより経時的な劣化に
対しても強い構造を実現でき、しかもホルダーを第1の
ホルダーと第2のホルダーとに2分割することによりホ
ルダーの製造加工が容易になるという効果も得られる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ホルダー
の一端に光電変換素子収納部を設け、この光電変換素子
収納部に隣接するようにホルダーにレンズ保持部を設け
て、前記光電変換素子収納部に前記光電変換素子を直接
収納すると共に、前記レンズ保持部に集光レンズを圧入
固定した構成としている。
【0026】従って、これによれば、光電変換素子のキ
ャップを設けないようにして、光電変換素子から集光レ
ンズまでの距離を小さくし、そしてホルダーにはそのレ
ンズ保持部に集光レンズを圧入固定することにより、径
の小さい集光レンズを使用できるようにしているため、
光結合器全体の小型化を図ることができると共に、光電
変換素子と光ファイバーとの結合効率を向上させること
ができるという効果が得られる。
【0027】また、光電変換素子のキャップを設けない
ことで部品点数が減り、かつその取り付け工数も削減で
きるため、コストダウンを図れるという効果も得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す側断面図。
【図2】レンズ系による結合効率と像倍率の関係を示す
図。
【図3】本発明の第2の実施例を示す側断面図。
【図4】従来例を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 光電変換素子 2 ヘッダ 10 フェルール 11 ホルダー 12 光電変換素子収納部 13 フェルール収納部 14 レンズ保持部 15 集光レンズ 16 カバーガラス 17 低融点ガラス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘッダに搭載した光電変換素子と、フェ
    ルールに固定保持された光ファイバーとを筒状のホルダ
    ー内で集光レンズを介して光学的に結合する光結合器に
    おいて、 ホルダーの一端に光電変換素子収納部を設け、この光電
    変換素子収納部に隣接するように前記ホルダーにレンズ
    保持部を設けて、前記光電変換素子収納部に前記光電変
    換素子を直接収納すると共に、前記レンズ保持部に集光
    レンズを圧入固定したことを特徴とする光結合器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、光電変換素子収納部
    に収納された光電変換素子からレンズ保持部に圧入固定
    された集光レンズまでの距離を0.1〜1.5の範囲と
    したことを特徴とする光結合器。
  3. 【請求項3】 請求項1において、ホルダーを第1のホ
    ルダーと第2のホルダーに2分割し、前記第1のホルダ
    ーに光電変換素子収納部とレンズ保持部を設け、前記第
    2のホルダーにはフェルール収納部を設けて、前記第1
    のホルダーをヘッダに粗調の抵抗溶接で固定し、前記第
    1のホルダーと第1のホルダーを微調の溶接で固定した
    ことを特徴とする光結合器。
JP4370495A 1995-03-03 1995-03-03 光結合器 Pending JPH08240749A (ja)

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JP4370495A JPH08240749A (ja) 1995-03-03 1995-03-03 光結合器

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JP4370495A JPH08240749A (ja) 1995-03-03 1995-03-03 光結合器

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JP (1) JPH08240749A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7628546B2 (en) * 2005-06-01 2009-12-08 Hosiden Corporation Optical connector
CN103185940A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 日本电气硝子株式会社 光学用罩部件

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