JPH1172661A - レーザ・モジュールの熱応力の低減 - Google Patents
レーザ・モジュールの熱応力の低減Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、熱学的に誘導される応力を
低減するレーザ・モジュールを提供することにある。 【構成】 光ファイバとレーザとを一列に並べて保持
し、レーザから放射された光エネルギーをファイバの１
端に結合する、モジュールを提供する。ファイバは金属
製はめ輪の内部に保持されている。ファイバとレーザ
は、はめ輪とレーザが共に固定された金属製プラットフ
ォームを用いて一列に並べられている。はめ輪は薄い柔
軟なワッシャを用いてプラットフォームに固定されてい
るので、ファイバの軸方向に沿う熱膨張の不一致な状態
が補償される。更に、異類の金属材料を用いてプラット
フォームを形成しているので、横方向の熱膨張の整合が
可能になる。
低減するレーザ・モジュールを提供することにある。 【構成】 光ファイバとレーザとを一列に並べて保持
し、レーザから放射された光エネルギーをファイバの１
端に結合する、モジュールを提供する。ファイバは金属
製はめ輪の内部に保持されている。ファイバとレーザ
は、はめ輪とレーザが共に固定された金属製プラットフ
ォームを用いて一列に並べられている。はめ輪は薄い柔
軟なワッシャを用いてプラットフォームに固定されてい
るので、ファイバの軸方向に沿う熱膨張の不一致な状態
が補償される。更に、異類の金属材料を用いてプラット
フォームを形成しているので、横方向の熱膨張の整合が
可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ・モジュール、
特に熱応力が低減するモジュールの設計の改善に関す
る。
特に熱応力が低減するモジュールの設計の改善に関す
る。
【０００２】
【従来技術】本発明は、海中の光ファイバ・ケーブルに
用いるレーザ・モジュールの開発中に考案したものであ
る。このようなモジュールはプラットフォームとボック
スとを搭載している。プラットフォームは光ファイバを
レーザと並べて保持する。ファイバの使用モードに進む
レーザからの光学的パワーの部分は“結合率”（ＣＥ）
と呼ばれる。レーザ・モジュールにおいて好ましくない
応力は、レーザに相応してファイバを移動して、結合率
を変えてしまう。ファイバは金属製はめ輪の内部に包ま
れているので、金属製はめ輪と金属製プラットフォーム
との間の熱膨張係数の違いのために、熱学的な応力が生
じる。長期的にみると、このような応力のために結合率
が劣化することになる。このようなの応力を低減するた
めに、はめ輪にＫＯＶＡＲ（登録商標）が用いられてき
た。しかし、この方式は部分的に解決するだけであり、
それ自体に問題を含んでいた。例えば、過度にＫＯＶＡ
Ｒを使用すると水素が発生し、これが半導体素子や金属
部（metalization）に悪い影響をあたえる。ＫＯＶＡＲ
は熱伝導性も劣っている。従って、レーザ・モジュール
において熱学的に誘導される応力を低減する必要があ
る。
用いるレーザ・モジュールの開発中に考案したものであ
る。このようなモジュールはプラットフォームとボック
スとを搭載している。プラットフォームは光ファイバを
レーザと並べて保持する。ファイバの使用モードに進む
レーザからの光学的パワーの部分は“結合率”（ＣＥ）
と呼ばれる。レーザ・モジュールにおいて好ましくない
応力は、レーザに相応してファイバを移動して、結合率
を変えてしまう。ファイバは金属製はめ輪の内部に包ま
れているので、金属製はめ輪と金属製プラットフォーム
との間の熱膨張係数の違いのために、熱学的な応力が生
じる。長期的にみると、このような応力のために結合率
が劣化することになる。このようなの応力を低減するた
めに、はめ輪にＫＯＶＡＲ（登録商標）が用いられてき
た。しかし、この方式は部分的に解決するだけであり、
それ自体に問題を含んでいた。例えば、過度にＫＯＶＡ
Ｒを使用すると水素が発生し、これが半導体素子や金属
部（metalization）に悪い影響をあたえる。ＫＯＶＡＲ
は熱伝導性も劣っている。従って、レーザ・モジュール
において熱学的に誘導される応力を低減する必要があ
る。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光ファ
イバとレーザとを一列に並べて保持し、レーザから放射
された光エネルギーをファイバの１端に結合する、モジ
ュールが提供される。モジュールは、ハウジングの内部
に入りやすくするためにハウジングの片側に沿う第１の
開口部と、ハウジング内にファイバを通すためにハウジ
ングの１端を介する第２の開口部とを具備する、前述の
ハウジングを備えている。カバーはハウジングの第１の
開口部を密閉する。金属製はめ輪は、ファイバを囲むと
ともに、ハウジングの内部に向けてハウジングの第２の
開口部を介して延びている。金属製プラットフォーム
は、はめ輪に固定されていて、ファイバとほぼ平行に延
びるベース部とファイバの１端を越えてベース部から延
びる支持部とを備えている。レーザ支持部は、レーザを
ファイバの１端と並べて支持するためにプラットフォー
ム支持部に固定されている。プラットフォームがはめ輪
とプラットフォームとに溶接されたワッシャにより、は
め輪に固定され、ワッシャは柔軟性なので、はめ輪とプ
ラットフォームとの間におけるファイバの長さ方向の相
対的な移動が、はめ輪とプラットフォームとの間の熱膨
張の不一致の結果として可能になる。前述のことは、図
面を参照しながら説明を読むと容易に理解できるものと
思われる。異なる図面における類似の構成要素は同じ参
照番号で記してある。
イバとレーザとを一列に並べて保持し、レーザから放射
された光エネルギーをファイバの１端に結合する、モジ
ュールが提供される。モジュールは、ハウジングの内部
に入りやすくするためにハウジングの片側に沿う第１の
開口部と、ハウジング内にファイバを通すためにハウジ
ングの１端を介する第２の開口部とを具備する、前述の
ハウジングを備えている。カバーはハウジングの第１の
開口部を密閉する。金属製はめ輪は、ファイバを囲むと
ともに、ハウジングの内部に向けてハウジングの第２の
開口部を介して延びている。金属製プラットフォーム
は、はめ輪に固定されていて、ファイバとほぼ平行に延
びるベース部とファイバの１端を越えてベース部から延
びる支持部とを備えている。レーザ支持部は、レーザを
ファイバの１端と並べて支持するためにプラットフォー
ム支持部に固定されている。プラットフォームがはめ輪
とプラットフォームとに溶接されたワッシャにより、は
め輪に固定され、ワッシャは柔軟性なので、はめ輪とプ
ラットフォームとの間におけるファイバの長さ方向の相
対的な移動が、はめ輪とプラットフォームとの間の熱膨
張の不一致の結果として可能になる。前述のことは、図
面を参照しながら説明を読むと容易に理解できるものと
思われる。異なる図面における類似の構成要素は同じ参
照番号で記してある。
【０００４】
【実施例】レーザ・モジュールは、海中の光ファイバ・
ケーブルにおける使用のために特に溶接したモジュール
の場合に、ある設計的な限界を呈する。これらの限界の
一部について次に記す。 ◆アセンブリにおける厳しい（ミクロンの単位より小さ
い）横方向の公差は、高価な製造経費（高価な装置、低
い処理量、歩留まりの低下、頻繁な再加工、手動の引締
め作業）となり、更に離調レンズ（detuned lens）の設
計となり、製造公差を緩めると高い結合率が犠牲にな
る。 ◆残留機械応力のために、短期的には歩留まりが低下
し、長期的には結合率が劣化する。これらの応力は、熱
膨張係数の不一致（選択軸に沿って膨張係数を整合させ
て設計的に時々部分的に補正する）と製造温度勾配応力
（低温はめ輪の高温溶接など）の両者から発生し、膨張
係数を整合させても補償できず、従来技術では補償して
も希にしか解消できなかった。 ◆このような設計では、はめ輪をレーザと並べる構成
は、ボックスをネジで押し下げる時のように、ボックス
上の取付応力によって容易に変形する。 ◆プラットフォームの構造は、それほど堅固でなく、そ
の剛性のためにボックスに対する取付具合に多かれ少な
かれ依存する。 ◆はめ輪は、片手で長い柱を保持するように、その長さ
方向で狭い部分に保持保される。そこで、柱の末端の最
終的な位置が応力で容易に移動する。 ◆次のように、もともと矛盾をかかえている。すなわ
ち、通常は１つ又は複数の部品が、一方で、結合率の安
定のために、できるだけ堅固に支えらるようにし、他方
で、公差が厳しいために、高い歩留まりをもち引締め作
業のない工程が高価になるか又は一般的に不可能になる
事実に対して、最終的な再加工と折り曲げと引締め作業
とを用いて補正するために、少し可鍛自在に支えられる
構造になっている。 前述の限界が本発明の開発の意図とするところである。
すなわち、緩い公差なので、堅固な部品の使用が可能に
なり、歩留まりが高く引締め作業のない製造工程が可能
になる。
ケーブルにおける使用のために特に溶接したモジュール
の場合に、ある設計的な限界を呈する。これらの限界の
一部について次に記す。 ◆アセンブリにおける厳しい（ミクロンの単位より小さ
い）横方向の公差は、高価な製造経費（高価な装置、低
い処理量、歩留まりの低下、頻繁な再加工、手動の引締
め作業）となり、更に離調レンズ（detuned lens）の設
計となり、製造公差を緩めると高い結合率が犠牲にな
る。 ◆残留機械応力のために、短期的には歩留まりが低下
し、長期的には結合率が劣化する。これらの応力は、熱
膨張係数の不一致（選択軸に沿って膨張係数を整合させ
て設計的に時々部分的に補正する）と製造温度勾配応力
（低温はめ輪の高温溶接など）の両者から発生し、膨張
係数を整合させても補償できず、従来技術では補償して
も希にしか解消できなかった。 ◆このような設計では、はめ輪をレーザと並べる構成
は、ボックスをネジで押し下げる時のように、ボックス
上の取付応力によって容易に変形する。 ◆プラットフォームの構造は、それほど堅固でなく、そ
の剛性のためにボックスに対する取付具合に多かれ少な
かれ依存する。 ◆はめ輪は、片手で長い柱を保持するように、その長さ
方向で狭い部分に保持保される。そこで、柱の末端の最
終的な位置が応力で容易に移動する。 ◆次のように、もともと矛盾をかかえている。すなわ
ち、通常は１つ又は複数の部品が、一方で、結合率の安
定のために、できるだけ堅固に支えらるようにし、他方
で、公差が厳しいために、高い歩留まりをもち引締め作
業のない工程が高価になるか又は一般的に不可能になる
事実に対して、最終的な再加工と折り曲げと引締め作業
とを用いて補正するために、少し可鍛自在に支えられる
構造になっている。 前述の限界が本発明の開発の意図とするところである。
すなわち、緩い公差なので、堅固な部品の使用が可能に
なり、歩留まりが高く引締め作業のない製造工程が可能
になる。
【０００５】横方向の公差が問題の発生源である。何故
ならば、それらは通常のレーザではミクロンの単位より
小さいからである。軸方向の公差は、それほど厳しくな
い。角度的な公差（すなわち、はめ輪の回転）は非常に
大きい。Ｗ．Ｂ．ＪｏｙｃｅとＢ．Ｃ．ＤｅＬｏａｃｈ
とが１９８４年１２月にＡｐｐｌｉｅｄ ｏｐｔｉｃ
ｓ，Ｖｏｌ．２３、Ｎｏ．２３の４１８７〜４１９６頁
に発表した“Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｇａｕｓｓｉ
ａｎ Ｂｅａｍｓ”では、これらの公差が定量化されて
いて、熱力学の第２の法則から与えられる基本的な公差
限界があることが示唆されている。この法則は、結合率
が低結合率レーザにより離調しない場合に、横方向の公
差は（一般的に大きい）角度公差を減少する場合にだけ
増加できることを示している。これは、光学的方式、例
えば、レーザ内のビーム・サイズを拡大する（ビーム・
レーザの拡大）又は外部光学部品を用いると、従来技術
でも可能であった。本発明によれば、しかし、これは、
レーザを改造せずに且つ任意の特殊な光学的部品を用い
ずに機械的に実現できる。
ならば、それらは通常のレーザではミクロンの単位より
小さいからである。軸方向の公差は、それほど厳しくな
い。角度的な公差（すなわち、はめ輪の回転）は非常に
大きい。Ｗ．Ｂ．ＪｏｙｃｅとＢ．Ｃ．ＤｅＬｏａｃｈ
とが１９８４年１２月にＡｐｐｌｉｅｄ ｏｐｔｉｃ
ｓ，Ｖｏｌ．２３、Ｎｏ．２３の４１８７〜４１９６頁
に発表した“Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｇａｕｓｓｉ
ａｎ Ｂｅａｍｓ”では、これらの公差が定量化されて
いて、熱力学の第２の法則から与えられる基本的な公差
限界があることが示唆されている。この法則は、結合率
が低結合率レーザにより離調しない場合に、横方向の公
差は（一般的に大きい）角度公差を減少する場合にだけ
増加できることを示している。これは、光学的方式、例
えば、レーザ内のビーム・サイズを拡大する（ビーム・
レーザの拡大）又は外部光学部品を用いると、従来技術
でも可能であった。本発明によれば、しかし、これは、
レーザを改造せずに且つ任意の特殊な光学的部品を用い
ずに機械的に実現できる。
【０００６】ここで図面を見ると、図１は、本発明に準
じて構成したレーザ・モジュールの第１の実施例を示し
ている。モジュールは、参照番号１０で全体的に記して
あり、ハウジング１２の内部に入りやすくするために上
面（図１で見ると）に沿って開口部を有するハウジング
１２と、ハウジング内にファイバを通すためにハウジン
グ１２の１端を貫通する開口部１４とを備えている。ハ
ウジング１２の組立後に、後述するように、ハウジング
１２の上面開口部が溶接などにより密閉される。
じて構成したレーザ・モジュールの第１の実施例を示し
ている。モジュールは、参照番号１０で全体的に記して
あり、ハウジング１２の内部に入りやすくするために上
面（図１で見ると）に沿って開口部を有するハウジング
１２と、ハウジング内にファイバを通すためにハウジン
グ１２の１端を貫通する開口部１４とを備えている。ハ
ウジング１２の組立後に、後述するように、ハウジング
１２の上面開口部が溶接などにより密閉される。
【０００７】モジュール１２の目的は、一列に並んだ状
態を維持し、周囲の条件から光ファイバ１８とレーザ２
０とを保護することにある。光ファイバ１８は、ハウジ
ング１２の外部に開口部１４を介して延びる、金属製は
め輪２２の内部に保持されている。図のように、はめ輪
２２は引き延ばされたブロックのような部分２４を備え
ていて、それは実例では、下面に沿って溶接でハウジン
グ１２に固定されている。更に、ハウジング１２の外部
で、ワッシャ２６が、はめ輪２２を囲みながら、はめ輪
２２とハウジング１２とに溶接されているので、開口部
１４が密閉されることになる。
態を維持し、周囲の条件から光ファイバ１８とレーザ２
０とを保護することにある。光ファイバ１８は、ハウジ
ング１２の外部に開口部１４を介して延びる、金属製は
め輪２２の内部に保持されている。図のように、はめ輪
２２は引き延ばされたブロックのような部分２４を備え
ていて、それは実例では、下面に沿って溶接でハウジン
グ１２に固定されている。更に、ハウジング１２の外部
で、ワッシャ２６が、はめ輪２２を囲みながら、はめ輪
２２とハウジング１２とに溶接されているので、開口部
１４が密閉されることになる。
【０００８】図のように、ファイバ１８とレーザ２０と
が一列に並んだ状態は、はめ輪２２に固定されて支えら
れているプラットフォーム２８によって維持されている
ので、プラットフォーム２８はハウジング１２から離れ
ている。プラットフォーム２８は、ファイバ１８とほぼ
平行して延びるベース部３０と、ファイバ１８の１端を
越えてベース部から延びている支持部３２とを備えてい
る。固定部３４と３６は、一体になってベース部３０か
ら延びている。固定部３４と３６は、はめ輪２２を受け
るために、口径部３８と４０の形態で凹み受け部を備え
ている。固定部３４と３６は、ファイバ１８の長さ方向
を横切る一対の離間した表面４２と４４を更に具備し、
各々が口径部３８と４０の各々の開放端に隣接してい
る。レーザ２０を支えるレーザ支持部４６が、支持部３
２に固定されている。
が一列に並んだ状態は、はめ輪２２に固定されて支えら
れているプラットフォーム２８によって維持されている
ので、プラットフォーム２８はハウジング１２から離れ
ている。プラットフォーム２８は、ファイバ１８とほぼ
平行して延びるベース部３０と、ファイバ１８の１端を
越えてベース部から延びている支持部３２とを備えてい
る。固定部３４と３６は、一体になってベース部３０か
ら延びている。固定部３４と３６は、はめ輪２２を受け
るために、口径部３８と４０の形態で凹み受け部を備え
ている。固定部３４と３６は、ファイバ１８の長さ方向
を横切る一対の離間した表面４２と４４を更に具備し、
各々が口径部３８と４０の各々の開放端に隣接してい
る。レーザ２０を支えるレーザ支持部４６が、支持部３
２に固定されている。
【０００９】本発明によれば、はめ輪２２はワッシャ４
８と５０を用いてプラットフォーム２８に固定され、ワ
ッシャ４８と５０は各々はめ輪２２と各々の表面４２と
４４に溶接されている。本発明では、部品を溶接する順
序が重要である。第１と第２の溶接は、レーザ支持部４
６の支持部３２に対する溶接と、ワッシャ５０のはめ輪
２２と壁４４とに対する溶接である。これらの溶接は、
いずれか一方の順から実施できて、ファイバ１８とレー
ザ２０に関して大ざっぱに一列に並んだ状態が現れる。
溶接工程中に、ファイバ１８からの光出力を検出する光
センサ５２が、一列に並んだ状態を測定するために用い
られる。次の溶接はワッシャ４８の表面４２に対する溶
接である。これは正確に一列に並んだ状態を呈する。図
１に示す距離ＬとＳとの比率は、最終的に一列に並んだ
状態を提示するために、ワッシャ４８の溶接中における
機械的な優位性を示す。次の溶接は、はめ輪ブロック２
４の底部のハウジング１２に対する溶接である。次に、
ワッシャ２６がハウジング１２とはめ輪２２とに対して
溶接される。最後に、クリップ５４が、はめ輪２２に溶
接されて、ピグテール５６に押し込まれる。
８と５０を用いてプラットフォーム２８に固定され、ワ
ッシャ４８と５０は各々はめ輪２２と各々の表面４２と
４４に溶接されている。本発明では、部品を溶接する順
序が重要である。第１と第２の溶接は、レーザ支持部４
６の支持部３２に対する溶接と、ワッシャ５０のはめ輪
２２と壁４４とに対する溶接である。これらの溶接は、
いずれか一方の順から実施できて、ファイバ１８とレー
ザ２０に関して大ざっぱに一列に並んだ状態が現れる。
溶接工程中に、ファイバ１８からの光出力を検出する光
センサ５２が、一列に並んだ状態を測定するために用い
られる。次の溶接はワッシャ４８の表面４２に対する溶
接である。これは正確に一列に並んだ状態を呈する。図
１に示す距離ＬとＳとの比率は、最終的に一列に並んだ
状態を提示するために、ワッシャ４８の溶接中における
機械的な優位性を示す。次の溶接は、はめ輪ブロック２
４の底部のハウジング１２に対する溶接である。次に、
ワッシャ２６がハウジング１２とはめ輪２２とに対して
溶接される。最後に、クリップ５４が、はめ輪２２に溶
接されて、ピグテール５６に押し込まれる。
【００１０】ワッシャ４２と４４との間の比較的広い空
隙は、機械的な優位性Ｌ／Ｓを示すだけでなく、溶接者
のための作業空間も呈する。レーザ２０は、レーザ２０
からみて固定部３６の反対側にワッシャ５０を具備する
か、又はワッシャ５０の溶接後にレーザ支持部４６を溶
接することにより、或いはその両方を行うことによっ
て、溶接スプラッタから保護される。後者は、両者がワ
ッシャ４８の微細な位置合わせ溶接の前に行われるので
可能になる。更なる長所は、ワッシャ４８と５０の溶接
が、溶接者が近づきやすくするために、共通のスペース
のもとで行われことにある。
隙は、機械的な優位性Ｌ／Ｓを示すだけでなく、溶接者
のための作業空間も呈する。レーザ２０は、レーザ２０
からみて固定部３６の反対側にワッシャ５０を具備する
か、又はワッシャ５０の溶接後にレーザ支持部４６を溶
接することにより、或いはその両方を行うことによっ
て、溶接スプラッタから保護される。後者は、両者がワ
ッシャ４８の微細な位置合わせ溶接の前に行われるので
可能になる。更なる長所は、ワッシャ４８と５０の溶接
が、溶接者が近づきやすくするために、共通のスペース
のもとで行われことにある。
【００１１】好ましい工程では、はめ輪２２の位置は、
口径部３８の中心又は開口部１４の中心のようにスペー
スの仮想点の周囲を回転するように、ワッシャ５０の溶
接に相応して決まる。特に重要なことは、ワッシャ５０
とレーザ支持部４６とを溶接するステップの順は、次の
理由から、すなわち、レーザ２０の面上に光学的腰部を
定めるレバー・アームとして、はめ輪２２を考え、この
デザインでは逆になる（ファイバ１８では逆方向に伝搬
する光）。はめ輪２２の位置を表面４４に定める公差
は、ファイバ１８の光学的腰部の位置の微細な調整が締
付け工程の第３のステップまで行われないので、通常の
ケースより遙かに緩い。（それが、最初の２つのステッ
プの順が逆になる理由である）。はめ輪の腰部の最終位
置設定は（ステップ３）も、システムの機械的な優位性
のために緩い公差のステップになる。特に、第３のステ
ップの横方向の公差は、機械的優位性Ｌ／Ｓだけ大きく
なり、この比率は典型的な実施例では１〜１０の範囲に
なると思われる。はめ輪２２が回転して、はめ輪の腰部
がレーザの作動ストライプに位置すると、はめ輪の角度
が変わり、そこで、前述のように定量化された緩い角度
公差を用いることにして、角度公差を横方向公差の代わ
りにする。
口径部３８の中心又は開口部１４の中心のようにスペー
スの仮想点の周囲を回転するように、ワッシャ５０の溶
接に相応して決まる。特に重要なことは、ワッシャ５０
とレーザ支持部４６とを溶接するステップの順は、次の
理由から、すなわち、レーザ２０の面上に光学的腰部を
定めるレバー・アームとして、はめ輪２２を考え、この
デザインでは逆になる（ファイバ１８では逆方向に伝搬
する光）。はめ輪２２の位置を表面４４に定める公差
は、ファイバ１８の光学的腰部の位置の微細な調整が締
付け工程の第３のステップまで行われないので、通常の
ケースより遙かに緩い。（それが、最初の２つのステッ
プの順が逆になる理由である）。はめ輪の腰部の最終位
置設定は（ステップ３）も、システムの機械的な優位性
のために緩い公差のステップになる。特に、第３のステ
ップの横方向の公差は、機械的優位性Ｌ／Ｓだけ大きく
なり、この比率は典型的な実施例では１〜１０の範囲に
なると思われる。はめ輪２２が回転して、はめ輪の腰部
がレーザの作動ストライプに位置すると、はめ輪の角度
が変わり、そこで、前述のように定量化された緩い角度
公差を用いることにして、角度公差を横方向公差の代わ
りにする。
【００１２】はめ輪２２とプラットフォーム２８は異類
の金属材料から製作されているので、熱係数が整合しな
いと思われる。そこで、ワッシャ４８は、変形自在とな
るように十分に薄くなっている。この柔軟性のために、
ワッシャ４８が熱係数の不一致に対してファイバ１８を
軸方向に沿って補償可能になる。更に、ワッシャ４８の
柔軟性のために、はめ輪２２とプラットフォーム２８と
を異なる温度に加熱する溶接に起因する任意の応力が低
減することになる。
の金属材料から製作されているので、熱係数が整合しな
いと思われる。そこで、ワッシャ４８は、変形自在とな
るように十分に薄くなっている。この柔軟性のために、
ワッシャ４８が熱係数の不一致に対してファイバ１８を
軸方向に沿って補償可能になる。更に、ワッシャ４８の
柔軟性のために、はめ輪２２とプラットフォーム２８と
を異なる温度に加熱する溶接に起因する任意の応力が低
減することになる。
【００１３】図２は、プラットフォーム２８（図１）に
対して２つのてんを変更したプラットフォーム５８を具
備する代替実施例を示す。第１の変更は、レーザ支持部
４６下方のランプ６０（拡大した角度で示す）である。
この構成は、ワッシャ６２の表面６４に対する溶接が高
さに関して調整できない時に効果的であり、このケース
では、一列に並ぶ構造の角度公差が用いられる。
対して２つのてんを変更したプラットフォーム５８を具
備する代替実施例を示す。第１の変更は、レーザ支持部
４６下方のランプ６０（拡大した角度で示す）である。
この構成は、ワッシャ６２の表面６４に対する溶接が高
さに関して調整できない時に効果的であり、このケース
では、一列に並ぶ構造の角度公差が用いられる。
【００１４】そのうえ、図２に示すように、プラットフ
ォーム５８は、横方向の膨張を整合させるように構成さ
れている。その目的は、両方の温度係数が温度に伴って
変動するので、垂直方向のファイバ腰部の温度係数とレ
ーザ支持部４６の温度係数とを整合させることにある。
固定部６６又は固定部６７（適当な幅の範囲から選定さ
れる）の上部を形成する材料のある熱膨張係数に相応し
て、高さｈ1とｈ2とを調整して、この垂直方向における
整合を行う。この方式による横方向温度膨張の整合と、
柔軟性ワッシャ６８からの軸方向応力の解除と、片持ち
・プラットフォーム５８とにより、熱膨張係数の不一致
と締付け中の熱勾配と外部印加力とが、任意の熱膨張性
材料を整合させる必要なしに及び膨張係数の整合に基づ
いて材料を選定する必要なしに、全て解消できる。
ォーム５８は、横方向の膨張を整合させるように構成さ
れている。その目的は、両方の温度係数が温度に伴って
変動するので、垂直方向のファイバ腰部の温度係数とレ
ーザ支持部４６の温度係数とを整合させることにある。
固定部６６又は固定部６７（適当な幅の範囲から選定さ
れる）の上部を形成する材料のある熱膨張係数に相応し
て、高さｈ1とｈ2とを調整して、この垂直方向における
整合を行う。この方式による横方向温度膨張の整合と、
柔軟性ワッシャ６８からの軸方向応力の解除と、片持ち
・プラットフォーム５８とにより、熱膨張係数の不一致
と締付け中の熱勾配と外部印加力とが、任意の熱膨張性
材料を整合させる必要なしに及び膨張係数の整合に基づ
いて材料を選定する必要なしに、全て解消できる。
【００１５】図３Ａと３Ｂと３Ｃは、ある別の取付ワッ
シャのデザインを示す。取付ワッシャの１つは、前述の
理由から、軸方向で柔軟性を呈するために比較的薄くな
っている。図３Ａに示すワッシャは、平らな円形ディス
クであり、中心に口径部を備えている。図３Ｂに示すワ
ッシャは、平らな円形ディスクであり、中心に口径部
と、口径部を囲むボスとを備えている。図３Ｃに示すワ
ッシャは、平らなプレートであり、切り欠き部を備えて
いる。口径部と切り欠き部とのサイズは、はめ輪２２を
十分に受けることができる大きさになっている。
シャのデザインを示す。取付ワッシャの１つは、前述の
理由から、軸方向で柔軟性を呈するために比較的薄くな
っている。図３Ａに示すワッシャは、平らな円形ディス
クであり、中心に口径部を備えている。図３Ｂに示すワ
ッシャは、平らな円形ディスクであり、中心に口径部
と、口径部を囲むボスとを備えている。図３Ｃに示すワ
ッシャは、平らなプレートであり、切り欠き部を備えて
いる。口径部と切り欠き部とのサイズは、はめ輪２２を
十分に受けることができる大きさになっている。
【００１６】図４Ａと４Ｂと４Ｃと４Ｄと４Ｅは、プラ
ットフォームの種々の代替実施例を示す。図１と２に示
したプラットフォームは、固定部を貫通する口径部を具
備して、はめ輪の凹み受け部を形成している。しかし、
図４Ａに示すプラットフォーム７０は、はめ輪の凹み受
け部を形成する通し穴７４を具備する固定部として機能
する１つのほぼ直線状のブロック７２を備えている。取
付ワッシャの取付面は、穴７４の反対側の末端に位置し
ている。
ットフォームの種々の代替実施例を示す。図１と２に示
したプラットフォームは、固定部を貫通する口径部を具
備して、はめ輪の凹み受け部を形成している。しかし、
図４Ａに示すプラットフォーム７０は、はめ輪の凹み受
け部を形成する通し穴７４を具備する固定部として機能
する１つのほぼ直線状のブロック７２を備えている。取
付ワッシャの取付面は、穴７４の反対側の末端に位置し
ている。
【００１７】図４Ｂに示すプラットフォーム７６は、プ
ラットフォーム・ベース部と一体のほぼ直線状のブロッ
ク７８を備えている。はめ輪の凹み受け部は、ブロック
７８の開放チャンネル８０として形成されている。取付
ワッシャの溶接面は、チャンネル８０の対抗する末端の
ブロック７８になる。
ラットフォーム・ベース部と一体のほぼ直線状のブロッ
ク７８を備えている。はめ輪の凹み受け部は、ブロック
７８の開放チャンネル８０として形成されている。取付
ワッシャの溶接面は、チャンネル８０の対抗する末端の
ブロック７８になる。
【００１８】図４Ｃと４Ｄと４Ｅは、更なるプラットフ
ォームの実施例を示しており、はめ輪の固定部はプラッ
トフォーム・ベース部と一体の一対のブロックを備え、
ブロックの各々がプラットフォーム・ベース部の反対側
で開放する各々の切り欠き部を備えているので、開放す
る切り欠き部は、互いに、はめ輪の凹み受け部を形成す
ることになる。図４Ｅに示す実施例では、開放する切り
欠き部８２は、取付ワッシャの無い状態で、はめ輪２２
が直接そこに固定されるように構成されている。
ォームの実施例を示しており、はめ輪の固定部はプラッ
トフォーム・ベース部と一体の一対のブロックを備え、
ブロックの各々がプラットフォーム・ベース部の反対側
で開放する各々の切り欠き部を備えているので、開放す
る切り欠き部は、互いに、はめ輪の凹み受け部を形成す
ることになる。図４Ｅに示す実施例では、開放する切り
欠き部８２は、取付ワッシャの無い状態で、はめ輪２２
が直接そこに固定されるように構成されている。
【００１９】
【発明の効果】はめ輪とプラットフォームとの間の熱応
力が低減するレーザ・モジュールに関して改善された設
計が開示された。本発明の幾つかの実施例がここに開示
されてきたが、開示した実施例の種々の変更が可能であ
り、当業者には自明のことであることが理解される。ま
た、本発明は添付の特許請求の範囲だけにより限定され
ることを意図している。従って、溶接について述べてき
たが、ハンダ付けのような他の固定方式、又は適切な接
着剤の使用も可能である。
力が低減するレーザ・モジュールに関して改善された設
計が開示された。本発明の幾つかの実施例がここに開示
されてきたが、開示した実施例の種々の変更が可能であ
り、当業者には自明のことであることが理解される。ま
た、本発明は添付の特許請求の範囲だけにより限定され
ることを意図している。従って、溶接について述べてき
たが、ハンダ付けのような他の固定方式、又は適切な接
着剤の使用も可能である。
【図１】本発明に準じて構成したレーザ・モジュールの
第１の実施例を示す略断面図である。
第１の実施例を示す略断面図である。
【図２】プラットフォームの代替実施例を示す側面図で
ある。
ある。
【図３Ａ】はめ輪をプラットフォームに固定する際に用
いるワッシャを取り付けている別の実施例を示す図であ
る。
いるワッシャを取り付けている別の実施例を示す図であ
る。
【図３Ｂ】はめ輪をプラットフォームに固定する際に用
いるワッシャを取り付けている、別の実施例を示す図で
ある。
いるワッシャを取り付けている、別の実施例を示す図で
ある。
【図３Ｃ】はめ輪をプラットフォームに固定する際に用
いるワッシャを取り付けている、別の実施例を示す図で
ある。
いるワッシャを取り付けている、別の実施例を示す図で
ある。
【図４Ａ】プラットフォーム構造の他の実施例を示す図
である。
である。
【図４Ｂ】プラットフォーム構造の他の実施例を示す図
である。
である。
【図４Ｃ】プラットフォーム構造の他の実施例を示す図
である。
である。
【図４Ｄ】プラットフォーム構造の他の実施例を示す図
である。
である。
【図４Ｅ】プラットフォーム構造の他の実施例を示す図
である。
である。
１０ モジュール １２ ハウジング １４ 開口部 １８ 光ファイバ ２０ レーザ ２２ はめ輪 ２６ ワッシャ ２８ プラットフォーム ３０ ベース部 ３２ 支持部 ３４、３６ 固定部
Claims (6)
- 【請求項１】 光ファイバとレーザとを一列に並べて保
持し、前記レーザから放射された光エネルギーを前記フ
ァイバの１端に結合するモジュールであって、前記モジ
ュールが：ハウジングにおいて、前記ハウジングの内部
に入りやすくするために前記ハウジングの片側に沿う第
１の開口部と、前記ハウジング内に前記ファイバを通す
ために前記ハウジングの１端を介する第２の開口部とを
具備する、前記ハウジングと、 前記ハウジングの前記第１の開口部を密閉するカバー
と、 前記ファイバを囲むとともに、前記ハウジングの内部に
向けて前記ハウジングの第２の開口部を介して延びる、
金属製はめ輪と、 前記はめ輪に固定された金属製プラットフォームにおい
て、前記ファイバとほぼ平行に延びるベース部と、前記
ファイバの１端を越えて前記ベース部から延びている支
持部とを具備する、前記プラットフォームと、 前記レーザを前記ファイバの１端と並べて支持するため
に前記プラットフォーム支持部に固定されたレーザ支持
部とを含み、 前記プラットフォームが前記はめ輪と前記プラットフォ
ームとに溶接されたワッシャによって前記はめ輪に固定
されていて、前記ワッシャは柔軟性なので、前記はめ輪
と前記プラットフォームとの間における前記ファイバの
長さ方向の相対的な移動が、前記はめ輪と前記プラット
フォームとの間の熱膨張の不一致の結果として可能にな
るモジュール。 - 【請求項２】 前記プラットフォームが、前記ベース部
から延びる一体の固定部を具備し、前記固定部は前記は
め輪を受けるために２つの開放端をもつ凹み受け部と前
記ファイバの長さ方向を横切る一対の離間した表面とを
備え、前記一対の表面の各々が前記凹み受け部の各々の
開放端に隣接していて、前記はめ輪は一対のワッシャの
各々１つにより前記一対の表面の各々において前記プラ
ットフォームに固定されていて、前記一対のワッシャの
少なくとも１つが柔軟性であることを特徴とする請求項
１のモジュール。 - 【請求項３】 前記固定部が、熱膨張の異なる係数を有
する異類の金属材料の２つの部分から構成され、はめ輪
とプラットフォームとの間で熱膨張の不一致を前記ファ
イバを横切る方向で示し、前記２つの部分が前記横方向
において互いに積み重ねられていることを特徴とする請
求項２のモジュール。 - 【請求項４】 前記ワッシャが中心に口径部をもつ平ら
な円形ディスクを備え、前記中心の口径部は前記はめ輪
をそこに組み込めるようなサイズで構成されていること
を特徴とする請求項１のモジュール。 - 【請求項５】 前記ワッシャが中心に口径部をもつ平ら
な円形ディスクと前記口径部を囲むボスとを具備し、前
記中心の口径部は前記はめ輪をそこに組み込めるような
サイズで構成されていることを特徴とする請求項１のモ
ジュール。 - 【請求項６】 前記ワッシャが切り欠き部をもつ平らな
プレートを備え、前記切り欠き部は前記はめ輪をそこに
組み込めるようなサイズで構成されていることを特徴と
する請求項１のモジュール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/887544 | 1997-07-03 | ||
| US08/887,544 US5793915A (en) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | Thermal stress reduction in a laser module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1172661A true JPH1172661A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=25391382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10188536A Pending JPH1172661A (ja) | 1997-07-03 | 1998-07-03 | レーザ・モジュールの熱応力の低減 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5793915A (ja) |
| EP (1) | EP0889342A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1172661A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6074103A (en) * | 1996-10-15 | 2000-06-13 | Sdl, Inc. | Aligning an optical fiber with electroluminescent semiconductor diodes and other optical components |
| US5963695A (en) * | 1998-04-01 | 1999-10-05 | Lucent Technologies, Inc. | Optical module with stress compensated ferrule-clip assembly |
| US6056447A (en) * | 1998-04-06 | 2000-05-02 | Lucent Technologies, Inc. | Covariant optical module |
| US6325551B1 (en) | 1999-12-08 | 2001-12-04 | New Focus, Inc. | Method and apparatus for optically aligning optical fibers with optical devices |
| US6632029B1 (en) | 1999-12-22 | 2003-10-14 | New Focus, Inc. | Method & apparatus for packaging high frequency components |
| US20030002825A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-02 | Karker Jeffrey A. | Carrier sub-assembly with inserts and method for making the same |
| US7430081B2 (en) | 2002-02-28 | 2008-09-30 | Emcore Corporation | Sub-micron adjustable mount for supporting a component and method |
| US7126078B2 (en) | 2002-02-28 | 2006-10-24 | Emcore Corporation | Sub-micron adjustable mount for supporting a component and method |
| US9669492B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-06-06 | Foro Energy, Inc. | High power laser offshore decommissioning tool, system and methods of use |
| US9664012B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-05-30 | Foro Energy, Inc. | High power laser decomissioning of multistring and damaged wells |
| US8571368B2 (en) * | 2010-07-21 | 2013-10-29 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber configurations for transmission of laser energy over great distances |
| US9089928B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-07-28 | Foro Energy, Inc. | Laser systems and methods for the removal of structures |
| FR3020144B1 (fr) * | 2014-04-22 | 2017-11-03 | Keopsys | Procede de fixation d'une fibre optique avec un support d'une diode laser |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119363A (en) * | 1976-03-18 | 1978-10-10 | Bell Telephone Laboratories Incorporated | Package for optical devices including optical fiber-to-metal hermetic seal |
| JPS6043889A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-08 | Hitachi Ltd | 光ファイバー付レーザーダイオード装置の組立方法 |
| EP0214464A1 (de) * | 1985-09-05 | 1987-03-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Gehäuse für ein optoelektronisches Schaltungsmodul |
| US4865410A (en) * | 1988-01-25 | 1989-09-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Decoupled fiber optic feedthrough assembly |
| FR2655161B1 (fr) * | 1989-11-30 | 1992-12-24 | Cit Alcatel | Dispositif a double couplage optique, notamment pour systeme de transmission a fibres optiques. |
| JP3116777B2 (ja) * | 1995-07-07 | 2000-12-11 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザモジュール |
-
1997
- 1997-07-03 US US08/887,544 patent/US5793915A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-06-23 EP EP98304937A patent/EP0889342A1/en not_active Withdrawn
- 1998-07-03 JP JP10188536A patent/JPH1172661A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0889342A1 (en) | 1999-01-07 |
| US5793915A (en) | 1998-08-11 |
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