JPH09152524A - ファイバスタブ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ファイバスタブ１の製造時に研摩工程を短縮
し、光ファイバ２０の端面に傷が付くことを防止する。 【解決手段】予め端部を斜面状、球面状等に加工した所
定長さの光ファイバ２０を、セラミックス製フェルール
１０の中心貫通孔１３に挿入固定してファイバスタブ１
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種光モジュール
等に用いるフェルールの中心貫通孔に光ファイバを埋設
したファイバスタブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりセラミックス製フェルールの中
心貫通孔に、フェルールと同じ長さの光ファイバを挿入
固定したものは、ファイバスタブと呼ばれて各種光モジ
ュールに使用されている。

【０００３】例えば、図５に示すように、レーザダイオ
ードやホトダイオード等の光電変換素子４と光ファイバ
６を結合して、光信号と電気信号の変換を行う光モジュ
ールが使用されている。この光モジュールは、パッケー
ジ２の内部に光電変換素子４を備えるとともに、光ファ
イバ６を備えたフェルール５を挿入結合するための筒状
の光ファイバ結合部３を備え、この光ファイバ結合部３
にファイバスタッブ１を備えてある。

【０００４】この光モジュールにおいて、挿入したフェ
ルール５の端面をこのファイバスタッブ１に当接させれ
ば、光信号は、ファイバスタッブ１中の光ファイバを伝
わって、光電変換素子４まで伝送することができる。こ
のように、ファイバスタブ１を備えることによって、パ
ッケージ２を気密にできるとともに、フェルール５を挿
入する際のストッパーとして作用し、確実に光信号を伝
送することができる。

【０００５】上記ファイバスタブ１は、図６に示すよう
にセラミックス製フェルール１０の中心貫通孔１３に光
ファイバ２０を挿入して接着剤３０で固定したものであ
る。そして、固定した後で、フェルール５と当接する端
面を球面１１となるように加工してフェルール５との密
着性を高めるとともに、光電変換素子４側の端面は斜面
１３となるように研摩加工して、反射戻り光が光電変換
素子４に入射して特性を不安定にすることを防止するよ
うになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のファ
イバスタブ１は、セラミック製のフェルール１０に光フ
ァイバ２０を挿入し接着した後、フェルール１０と光フ
ァイバ２０の両方の端面を研摩加工して斜面１３を加工
するために、研摩時間が長くなるという問題があった。
しかも、この研摩工程ではセラミックス製のフェルール
１０とガラス製の光ファイバ２０を同時に研摩するた
め、硬度の低い光ファイバ２０側の端面に傷がつきやす
く、その結果光信号の伝送効率が低下するという問題が
あった。

【０００７】また、光ファイバ２０とフェルール１０は
接着剤３０で接合していたため、条件によってはフェル
ール１０の中心貫通孔内での光ファイバ２０の位置がず
れてしまう恐れがあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
予め端部を斜面状、球面状等に加工した所定長さの光フ
ァイバを、セラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿
入固定してファイバスタブを構成したものである。

【０００９】即ち、予め光ファイバの端部を加工してか
らフェルールに固定することにより、固定後にフェルー
ルの端面を研摩加工する必要がない。そのため、研摩工
程を大幅に短縮して製造工程を簡略化できる。しかも光
ファイバの端面は、予め最適な条件で加工すれば良いこ
とから、端面に傷が付くことを防止できる。

【００１０】また、本発明は、所定長さの光ファイバ
を、セラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿入した
後、熱処理を施して光ファイバを固定する工程からファ
イバスタブを製造することを特徴とする。

【００１１】ここで、熱処理により光ファイバを固定す
るとは、所定長さの光ファイバを、完全に焼結していな
いセラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿入した
後、熱処理によってこのフェルールを焼結させ、焼結時
の収縮により中心貫通孔内の光ファイバを固定するよう
にしたものである。このように、フェルールの焼成収縮
を利用して光ファイバを固定することによって、接着剤
を使用する必要がなく、光ファイバの位置ずれを防止す
るようにすることができる。

【００１２】また熱処理による光ファイバの固定とし
て、予め焼結したフェルールの中心貫通孔に所定長さの
光ファイバを挿入した後、熱処理により光ファイバを部
分的に溶融させて固定させることもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を説明す
る。

【００１４】図１に示すファイバスタブ１は、セラミッ
クス製のフェルール１０の中心貫通孔１３に所定長さの
光ファイバ２０を挿入し、エポキシ系等の接着剤３０で
固定したものである。上記フェルール１０の一方端は球
面１１に研摩加工されており、他方端は平坦面で中央に
テーパ状の凹部１２を有している。

【００１５】一方、光ファイバ２０の球面１１側の端面
はフェルール１１と同一面となるように加工されている
が、他方の光ファイバ２０の端部は凹部１２内にてフェ
ルール１０より突出し、その端面は斜面２１となってい
る。なお、この斜面２１の中心軸に垂直な面に対する角
度は３〜３０°の範囲としてある。

【００１６】このファイバスタブ１を用いる場合は、図
５に示すような光モジュールの光ファイバ結合部３に備
えれば、球面１１側にフェルール５を当接させて、光フ
ァイバ２０との密着性を高めるとともに、光電変換素子
４側の光ファイバ２０の端面は斜面２１となっているこ
とから反射戻り光を防止することができる。

【００１７】そして、光ファイバ２０の斜面２１側の端
部では、フェルール１０を斜面加工していないことから
研摩工程を大幅に短縮することができる。しかも、光フ
ァイバ２０端部の斜面２１はフェルール１０の凹部１２
中に突出していることから、この部分が破損することを
防止できる。なお、この凹部１２は、光ファイバ２０の
挿入を容易にするとともに、接着剤溜まりとして作用す
る。

【００１８】次に上記ファイバスタブ１の製造方法を説
明する。

【００１９】まず、図２（ａ）に示すように、中心貫通
孔１３を有し、両端面が平坦面であり、一方の端部にテ
ーパ状の凹部１２を有するセラミックス製のフェルール
１０を用意する。一方、所定長さの光ファイバ２０の一
方端を予め研摩加工して斜面２１とする。この研摩加工
は光ファイバ２０のみの研摩であるため、容易に行うこ
とができ、しかも斜面２１に傷をつけることはない。な
お、この斜面２１の加工は、光ファイバ２０を治具等に
固定しておいて研摩すれば良い。あるいは、光ファイバ
２０に引っ張り力と捻じり力を加えておき、一部に傷を
つけて斜めに加工することも可能である。

【００２０】次に、図２（ｂ）に示すように、上記フェ
ルール１０の中心貫通孔１３に光ファイバ２０を挿入
し、斜面２１が凹部１２内に存在する状態で接着剤３０
で固定する。この時、テーパ状の凹部１２により光ファ
イバ２０の挿入を容易にするとともに、この凹部１２を
接着剤溜まりとすることができる。

【００２１】その後、図２（ｃ）に示すように、凹部１
２と反対側のフェルール１０及び光ファイバ２０の端面
を研摩加工して球面１１とすれば、本発明のファイバス
タブを得ることができる。

【００２２】このような製造方法によれば、斜面２１側
のフェルール１０の端面を斜面に加工する必要がないこ
とから、研摩工程を大幅に短縮することができる。

【００２３】なお、上記フェルール１０の材質として
は、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスを用いる
が、特にＺｒＯ₂ を主成分とし、Ｙ₂ Ｏ₃ 、ＣｅＯ₂ 、
Ｄｙ₂ Ｏ₃ 等の安定化剤を含む部分安定化ジルコニアセ
ラミックスを用いることが好ましい。そして、上記セラ
ミックス原料を用いて、プレス成形、押出成形等により
成形した後、所定の温度で焼成することによって、フェ
ルール１０を得ることができる。

【００２４】次に、本発明の他の実施形態を説明する。

【００２５】図３（ａ）に示すように、フェルール１０
の凹部１２を段状とすることもできる。また図３（ｂ）
に示すように、フェルール１０の端面を予め斜面１３に
研摩加工しておき、これに光ファイバ２０を挿入固定す
ることもできる。この場合、図では光ファイバ２０の斜
面２１とフェルール１０の斜面１３を同一面としたが、
光ファイバ２０側の斜面２１を内側に入り込ませればこ
の斜面を保護することができる。

【００２６】さらに、図３（ｃ）に示すようにフェルー
ル１０の端部に凹部を形成せず、光ファイバ２０の斜面
２１とした端部をフェルール１０から突出させて接着剤
３０で固定することもできる。

【００２７】さらに、上記例では光ファイバ２０の端面
を斜面２１として反射戻り光を防止するようにした例を
示したが、その他の形状に加工しておくこともできる。
例えば、図４（ａ）に示すように光ファイバ２０の端面
を球面２２としておけば、この部分がレンズ作用を有
し、別途レンズを備える必要をなくすことができる。同
様にレンズ作用を持たせるために、図４（ｂ）は光ファ
イバ２０と同一径の球面２２としたものであり、図４
（ｃ）は光ファイバ２０の端面を次第に小径となるテー
パ面２３としたものである。

【００２８】また、以上の例では接着剤３０を用いてフ
ェルール１０と光ファイバ２０を固定したものを示した
が、フェルール１０の中心貫通孔１３に光ファイバ２０
を挿入した後、熱処理を施すことによって、接着剤３０
を用いずに固定することも可能である。

【００２９】まず、フェルール１０を本来の焼成温度よ
りも低い温度で仮焼成し、完全に焼結していないものを
用意する。次に、このフェルール１０の中心貫通孔１３
に、所定長さの光ファイバ２０を何も介在させずに挿入
する。そして、これらをフェルール１０の本来の焼成温
度で熱処理を施せば、フェルール１０が完全に焼結する
とともに収縮して光ファイバ２０を保持固定することが
できる。しかも、焼成により光ファイバ２０が軟化する
ことから、フェルール１０の収縮による応力が加わって
も光ファイバ２０にクラック等は生じない。

【００３０】このようにすれば、接着剤なしでも光ファ
イバ２０を固定することができ、製造工程を簡略化でき
る。また、光ファイバ２０がフェルール１０の中心貫通
孔１３に密着して固定されるため、位置ずれを無くすこ
とができる。

【００３１】なお、この場合は、フェルール１０を成す
セラミックスとして焼結温度の低いものを用いることが
好ましく、上述したジルコニアセラミックスの他にガラ
スセラミックス等を用いることもできる。

【００３２】あるいは、予め焼結したフェルール１０の
中心貫通孔１３に光ファイバ２０を挿入し、熱処理を施
すことによって、光ファイバ２０の一部を溶融させた
後、冷却することによって、光ファイバ２０を中心貫通
孔１３に固定することもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、予め端部
を斜面状、球面状等に加工した所定長さの光ファイバ
を、セラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿入固定
してファイバスタブを構成したことによって、フェルー
ル側の端面を斜面状等に研摩加工する必要がないことか
ら研摩工程を大幅に短縮することができるとともに、光
ファイバの端面に傷が付くことを防止できる。

【００３４】また、本発明によれば、所定長さの光ファ
イバを、セラミックス製フェルールの中心貫通孔に挿入
した後、熱処理を施して中心貫通孔内の光ファイバを固
定する工程からファイバスタブを製造することによっ
て、接着剤を無くして製造工程を簡略化できるととも
に、フェルールの中心貫通孔内での光ファイバの位置ず
れを防止できる。

【００３５】その結果、高性能のファイバスタブを容易
に低コストで製造することができ、光モジュール等に好
適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のファイバスタブを示す断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明のファイバスタブの製
造方法を示す図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施形態を示す
断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明のファイバスタブにお
ける光ファイバの端面形状の他の実施形態を示す図であ
る。

【図５】一般的な光モジュールを示す概略断面図であ
る。

【図６】従来のファイバスタブを示す断面図である。

【符号の説明】

１：ファイバスタブ １０：フェルール １１：球面 １２：凹部 １３：中央貫通孔 ２０：光ファイバ ２１：斜面 ２２：球面 ２３：テーパ面 ３０：接着剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め端部を斜面状、球面状等に加工した所
   定長さの光ファイバを、セラミックス製フェルールの中
   心貫通孔に挿入固定してなるファイバスタブ。
2. 【請求項２】所定長さの光ファイバをセラミックス製フ
   ェルールの中心貫通孔に挿入した後、熱処理を施して光
   ファイバを固定する工程からなるファイバスタブの製造
   方法。