JPS59135415A - 光学的連結装置及びその組立方法 - Google Patents

光学的連結装置及びその組立方法

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JPS59135415A
JPS59135415A JP58179435A JP17943583A JPS59135415A JP S59135415 A JPS59135415 A JP S59135415A JP 58179435 A JP58179435 A JP 58179435A JP 17943583 A JP17943583 A JP 17943583A JP S59135415 A JPS59135415 A JP S59135415A
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ferrule
housing
boss
solder
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JP58179435A
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デイン・ステツドマン・イバンズ
ジヨ−ジ・アントニイ・ジヨ−ジオウ
ピ−タ−・モスマン
アラビンダ・ムクハ−ジ−
ジヨン・ブライアン・ウイスコ−ンブ
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General Electric Co PLC
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学的連結装置、即ち光電子装置例えば半導体
接合レーザーや発光ダイオードなどの光源、あるいは光
ダイ）−ドなどの受光装置に光ファイバーヲ連結し、そ
して光ファイバーと光電子装置との界面を密閉空間内に
位置決めする装置に関する。本発明はとの装置の組立方
法にも関する。
この種の光学的連結装置においては、半径方向及び軸方
向の両方向に正確に光ファイバーと光電子装置全アライ
メントして固定することが本質的な条件であり、特にモ
ノモード形光ファイバーの場合には、高度なアライメン
ト精度が必要である。さらに、このようなアライメント
は周囲温度範囲にわたって例えば−２０°Ｃ〜６０°Ｃ
の範囲で一定に維持されなければならない。またさらに
、光ファイバーと光電子装置との界面が位置する空間は
水分やダストに対して気密化しておく必要がある。
本発明の目的は上記条件を満足し、かつ特にモノモード
形光ファイバー全光電子装置（本発明はこれに限定され
ないが）に連結するために好適な、光ファイバーと光電
子装置を気密連結する装ｆｆｌ’に提供することにある
。
即ち、本発明は前壁のアパーチャ周囲に一体的な外部ボ
スを形成し、そしてこのボスの中心ボア全アパーチャか
ら前壁まで直交させた、密閉空間を形成する金属製・・
ウジング；該アパーチャの中心に隣接してハウジング内
に設け、前壁の内面に取付けた金属製ヘッダーに設ける
と共に５ハウジング壁に延設した導電リード線にガラス
／金属シールによって接続した光電子装置；ボスのボア
内に同軸的にそう人した金属製フェルール；一端金光電
子装置に接触させて。
金属製フェルールの軸線に沿って設けた光ファイバー；
及びボス内の金属製フェルールの半径方向位置及び角位
置を調節して光フアイバー６？光電子装置にアライメン
トさせると共に、金属製フェルールを所定位置に締め付
けるためにボスに対して長手方向に離間した２つの位置
においてボス壁にそう人した２紹のねじからなり、ねじ
の各組がボスの円周上に離間して設けた少なくとも３つ
のねじからなり、そしてボス壁の内面に金属製フェルー
ルを半田付けし、金属フェルール内に光ファイバーヲ気
密シールすると共に、ハウジングの前壁、光電子装置の
支持ヘッダー及び金属製フェルールの少なくも３者すべ
て全同じ金属から構成したことを特徴とする光学的連結
装置を提供するものである。
光ファイバーは好適には半田によって金属製フェルール
内にシールするが、この場合にはまず有機金属化合物の
熱分解によって金属好適には金を光ファイバーに被覆し
ておくか、あるいは公知の気相分解法によってニッケル
／クロム／金を光ファイバーに被覆しておく。精密ジグ
装置を用いて金属製フェルールの軸線に沿って中心に位
置決めし、これによって膨張差による作用最少限に抑え
る。
ハウジング内に設ける光電子装置が半導体接合レーザー
の場合には、受光手段例えば光ダイオードや光ファイバ
ーを後壁のアパーチャにシールして、使用時にレーザー
の光出力をモニターする。
ハウジング壁を介してリード線を光電子装置に導くガラ
ス／金属シールはガラスピーズまたはガラスディスクを
介してシールした金属ロッドからなシ、このガラス／金
属シールはノ１ウジング壁好ましくは前壁の別なアノく
−チャにシールする。ガラスをアパーチャ周囲のノ・ウ
ジング壁に直接シールして工もよいが、ノ・ウジング壁
に半田付けした金属シースによって取囲み、かつその内
部にシールするのが好適である。金属シースは金属ロッ
ド及びノ・ウジングと同じ金属で構成する。光電子装置
に接続したリード線はノ・ウジング内に設けた金属ロッ
ドの端部に半田付けするが、必要ならば、リード線をさ
らに延長して金属ロッドの外端に半田付けしてもよい。
各構成部材部ちノ・ウジング、ヘッダー、フェルール、
リード線及びガラス／金属シール部分は同じ金属の銅で
構成するのが好ましく、その大男を金めつきするのが良
い。ボス内にねじ込むねじは、金属製フェルールをボス
に結合するために使用する半田によって濡れず、しかも
熱膨張特性が他の構成部材の金属のそれに実質的に一致
する金属で構成するのが好適である０ボスが銅製の場合
には、ボスのねじはクロムめっき銅か、所要膨張特性を
もつステンレス鋼で形成するのが好適である・ 本発明による光学的連結装置の好適な組立方法はハウジ
ングの前壁に前記ガラス／金属シールをシールし、光電
子装置を設けたヘッダーをハウジング前壁の内面に取付
け、光電子装置のリード線をガラス／金属シールの金属
ロッド部分に半田付けし、第１半田によって光ファイバ
ーヲ金属製フェルール内に半田付けし、ハウジンクツ前
壁のボス内にフェルール／光７アイバーをそう人し、光
ファイバーを光電子装置をアライメントさせると共Ｋ、
ボス壁を介してそう人したねじによってアライメント位
置において金属製フェルール全縮め付け、融点が第１半
田より低い第２半田によってボス壁の内面に金属製７エ
ルールを半田付けし、そしてハウジングの前壁に前記カ
バ一部をシールする工程からなるＯ 金属シース全もつガラス／金属シールは好適には光フア
イバー全金属製フェルール内に半田付けするために使用
した第１半田を使用して、ハウジング壁内に半田付けす
ればよい・ただし、いずれの半田作業においても適用す
る半田温度は臨界的ない。ヘッダーはねじ及び／又は半
田によってハウジングの前壁に固定すればよい。
この工程で、そしてガラス／金属シールを予めハウジン
グ壁をシールするために半田を使用する場合には、ヘッ
ダーに使用する半田は融点がガラス／金属シールに使用
する半田より低くなければなら々い。光電子装置のリー
ド腺を金属ロッドに半田付けするのは半田ごてによって
行うのが便利である。ただし、この半田作業温度も前と
同様に臨界的でない。というのは、ごく部分的に加熱す
ればよいからである。
金めつき光ファイバーは、金めつき銅製フェルールの内
面の光フアイバー周囲の隙間に半田を充填することによ
って、このフェルールの内面に直接結合できる。あるい
は、金めつき繊維に銅を電解によりフェルールの内面を
充填するのに十分な厚さまで付着させ、このように被覆
した光ファイバーをフェルール内にそう人してから、銅
被膜をフェルールの両端に半田付けしてもよい。光ファ
イバーを鋼製フェルール内に固定する。さらに別な方法
では、フェルール内に２つかそれ以上の銅チューブをそ
う人する。
ただし、光ファイバー、最内側チューブ、外側チューブ
及びフェルールが相互に密接するように各チューブの直
径を選択する。次に、光ファイバーを最内側の銅チュー
ブにそう入してから。
光ファイバーの両端を半田付けする・ 光ファイバーを光源である光電子装置とアラインメント
させるためには、光源が作動したときに、光ファイバー
の外端の光出力をモニターすると共に、ボス内の７エル
ールの位置をミクロ操作機及び／又はボスねじによって
調節する。
この場合、光出力が最大になったときがフェルールと光
ファイバーの正確な位置を示す。光電子装置が光ダイオ
ードの場合、光を光ファイバーに通し、そしてそのとき
に生じた光グイオードの電気出力をモニターすることに
よって同様な方法でアライメントを行う。
ハウジングのカバ一部と前壁は一緒に半田付けしてもよ
い。この工程及びフェルールのボス壁内面への半田付は
工程は同時に行うのが好適である。いずれの工程にも第
２牛田が使用できる。フェルールのボスへの半田付けに
続イてハウジング構成部材を半田付けする場合には、該
ハウジング構成部材を接合するために使用する半田は融
点が第２半田よりも低くなければならない。あるいは、
ハウジング構成部材は点溶接か圧接によって接合しても
よい。
受光モニターをハウジングの後壁に組込む必要がるる場
合には、ハウジングの前壁にカバーをシールする前に、
後壁のアパーチャ内にこれをシールする・用いるモニタ
ー装置が光ダイオードならば、点溶接かまたは光ダイオ
ードの損傷全防止するのに十分低い温度で行う半田付け
によって壁内にシールする。好適には、第１半田を用い
てフェルール内に寸ず光フアイバーモニターを半田付け
してから、モニターファイバー’にそのフェルールに半
田付けするために使用した半田よりも低い融点をもつ半
田を用いて、後壁から同様な方法で前壁ボスまで延長し
たボス内にフェルールを半田付けする。
光ファイバーをフェルールに接合するため、そしてフェ
ルールをボスに接合するために半田全使用することを含
めて１本発明による装置の外部構成部材のすべてを一緒
に接合するために半田を使用することは、ノ・ウジング
内において光ファイバーと光電子装置を確実に気密シー
ルできる点が有利である。上述したように、また本発明
による装置を組立てるさいにカスケード溶接法を使用す
る。換言すれば、各構成部を組立てるさいに連続的半田
付工程を比較的低い温度で行えるので、前段工程で半田
付けした接合部を破損する恐れなく各工程を実施できる
。
本発明による装置の別な長所は、ボスにそう人すれたフ
ェルール締め付けねじを除いて、全金属部材を同一の金
属で構成したので、必要に応じて全体を半田作業のため
に加熱でき、しかも各部材に膨張差が生じない点にろる
０さらに、光ファイバー及び光電子装置の両者をノ・ウ
ジングの前壁に設けたので、またハウジング、フェルー
ル及びヘッダーをすべて同じ金属で構成したので、全作
業条件下において広す範囲の周囲温度にわたって光ファ
イバーと光電子装置のアラインメントを正確に維持でき
る０ 前壁ボス内に設けたねじは、フェルールを強固に所定位
置において締め付けることができると共に、フェルール
をボスに結合するために使用する半田を凝固冷却できる
ので、フェルール／ボスの歪を未然に防止できる利点を
もつ。ねじが半田によって湿潤しない場合には、半田付
は後必要に応じて、半田の変形によってフェルール従っ
て光ファイバーの位ｔ−ｅ二次的に調節できるので好適
である。
以下添付図面について本発明の実施態様をさらに詳しく
説明する。
本発明装置の断面図である第１図についてまず説明する
と１図示の装置はモノモード形光ファイバー１と半導体
接合レーザー２を気密的に連結する装置である。この装
置のハウジングはアバ−チャ５の周囲に外側に延びるボ
ス４形成した前壁部３と、そして後壁部のアパーチャ８
の周囲に外側に延びるボス７全形成したカバー６とから
なる。好適には、ハウジングは横断面が矩形（ただし、
円形であってもよい）で、全体が完全に金めつき鋼で構
成されている◎前面壁部とカバー／／ｉ９で半田付けす
る。
光ファイバー１は金めつき鋼製のフェルール１０内に半
田付けするが、フェルール１ｏそれ自体ははボス４のボ
ア内部に半田付けすると共に、ボス４にそう入した４個
のねじを一組としｆ？ｃ２つの平行な組１１ａ及び１１
ｂによって締め付ける・−組のねじ１１ａは第２図に示
しである。
即ち、第２図は第１図の線■−Ｈにそってみた断面図で
ある。ねじは例えば１８％クロター８％ニッケルステン
レス鋼（イギリス標準規格）で構成する。以下に述べる
ように、フェルール１０の細長い一体的延長部分１２に
よって光ファイバーのアライメント操作する。即ち、開
口５を介してフェルール１０の内端から光ファイバー１
を繰出し、アパーチャ５の中心に対して実質的に反対側
に設け、かつ銅製ねじ１５によってハウジングの前壁部
に取付けた金めつき銅製ヘッダー１４上端の凹部１６３
内に設けたレーザー２に連結する。レーザーには銅のリ
ード線１６を設け、この両端をそれぞれヘッダー１４と
金めつき銅製ロッド１７に半田付けする・ロンド１７は
、該ロッド１７．ガラスピーズ１９及びハウジング壁に
半田付けした金めつき銅製シース２０からなるガラス／
金属シール構造体によってハウジングの前壁部３のアパ
ーチャ内にシールする。
本発明装置の使用時にレーザー出力をモニターするため
に、ハウジングの後面壁部のボス７内に口径比の大きい
例えば０２のマルチモード形光ファイバー２１をシール
する。このファイバー２１はさらに該ファイバー２１の
端部がし一ザー２に出来るだけ近くなるような位置にお
いてボス７内部に半田付けした金めつき銅製フェルール
２２内にシールする。使用時には、光ファイバー２１の
他端を光ダイオード（図示せず）に連結するが、この光
ダイオードは該ファイバー２１を介して光ダイオードに
よって受光された光の強度に応じてレーザー出力を調節
する一手段（図示せず）に接続する。
添付図面に基づいて説明してきた本発明装置を組立てる
場合には、アパーチャ１８の内部にガラス／金属シール
構造体を半田付けし、レーザー２及びリード線６が予め
取付られているヘッダー１４を前壁部の内側にねじ止め
して、まずハウジングの前壁部を形成し、それから半田
ごてを用いてロンド１７にリード線１６を半田付けする
。光ファイバー１及び２１の金めっき部分は、これら部
分から保護用樹脂コーチングを外してから、前記３つの
方法のいずれかによって各フェルール１０及び２０の内
部に半田付けする・これら作業に使用する半田２３．２
４そしてガラス／金属シール構造体に使用する半田２５
は組成が同じでもよく４例えば公称２２１℃で溶融する
共融銀／スズ半田が適当でるる。半田作業は２′５０℃
で行う。
次に、融点が半田２３，２Δ、２５より低い半田２６に
よってボス７内部にフェルール２２をシールする。これ
に好適な半田は公称１３０°Ｃで溶融する鉛／スズ共融
物からなる。半田作業は１８０℃で行う。
次に、ボス４内にフェルール１０をそう入して、光ファ
イバー１の先端をレーザー２に接融させ、ミクロ操作機
（図示せず）によってレーザー接合にアライメントさせ
る。とのために、フェルールの延長部１２の端部を上記
ミクロ操作機の台に乗せておく・光フアイバー他端から
の光出力が最大になるまで、この光出力をモニターする
。次に、ねじ１１ａ及び１１ｂよって所定位置において
フェルール１０を締め付ける。それから、ボス４内の開
口２８を通じて供給する液状半田２７によってこのボス
内面に締め付けたフェルールを半田付けする。また同時
に、半田２７と同一組成の半田９からなる予成形ガスケ
ツ）を用いて前壁部３にハウジングカバー６全半田付け
する。以上の半田作業は公称８７℃で溶融する重量％で
４５．５％ビスマス、３７７チ鉛、１１．３％スズ及び
８．５％カドミウムからなる半田’ｃ　更用して、前記
の半田作業温度よりも低い温度例えば８７°Ｃで行う。
以上説明してきた構成は所望に応じて変更できる。例え
ば、第１図に示し次位置とは反対側にあるボス４部分に
、ヘッダー１４に隣接してガラス／金属シール構造体を
設けて、ハウジングを小型化してもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明装置の断面図で、そして第２図は第１図
の線Ｈ−Ｈにそってみた断面図である０ １・・・光ファイバー、２・・・光電子装置、３・・・
前壁部、４・・・ボス、５・・・アパーチャ、１０山金
属製フエルール、１１ａ、１１ｂ・・・ねじ、１４・・
・金属製ヘッダー、１６・・・リード線、１７・・・金
属ロッド、１９・・・ガラスピーズまたはガラスディス
ク、２０・・・金属ンース、２１．２２・・・受光手段 　− 特許代理人出願人　　飯　１）伸　行 第１頁の続き ０発　明　者　アラビンダ・ムクバージ−英国ミドルセ
ックス・スタンモ ア・カルバ・グロウブ１１ ０発　明　者　ジョン・ブライアン・ウイスコーンブ 英国ロンドン・ダブリュー１３イ ーリング・サザランド・ロード ９ 手　　続　　補　　正　　書（方式） ％式％ ２発明の名称 光学的連結装置及びその組立方法 ３　補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名　　称　ザ　ゼイ、ラル　エレクトリック　カンパニ
ー。 ピー、エル、ンー。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）前壁部３のアパーチャ５周囲に一体的な外部ホス
    ４を形成し、そしてこのボスの中心ボアをアパーチャか
    ら前壁まで直交させた、密閉空間を形成する金属製ハウ
    ジング；該アパーチャの中心に隣接してハウジング内に
    設けると共に。 ガラス／金属シール１７．１９によってハウジング壁を
    介して延設した導電リードｉｆ！！　１　（Ｓに接続し
    た光電子装置２；該ボスのボアに同軸的にそう人した金
    属製フェルール１０；及び一端を該光電子装置に接触さ
    せて該フェルールの軸線に沿って設けた光ファイバー１
    ｆ：有し、光ファイバー１を光電子装置２に連結する光
    学的連結装置において。 該光電子装置を前壁内面に取付けた金属ヘッダー１４に
    設け、ボス内の金属製フェルールを半径方向位置及び角
    位置を調節して、光ファイバーと該光電子装置をアライ
    ンメントさせると共に、金属製フェルールを所定位置に
    おいて締め付ける２組のねじ１１ａ、１１ｂｅボスに対
    して長手方向に離間した２つの位置においてボス壁にそ
    う人し、ねじの各組をボス円周上に離間して設けた少な
    くとも３つのねじからなり、ボス壁の内面に金属製フェ
    ルールを半田付けし、金属製７エルール内に光ファイバ
    ーを気密シールすると共に、ハウジング、光電子装置を
    支持するヘッダー及び金属製フェルールの全部を同一の
    金属で構成したことを特徴とする光学的連結装置・
  2. （２）金属製フェルール内に設けられる光フアイバ一部
    分を金属好適には金またはニッケル／クロム／金で被覆
    すると共に、半田によって金属製フェルール内にシール
    する特許請求の範囲第１項に記載の光学的連結装置。
  3. （３）ハウジングが前壁に取付けたカバー有し。 かつ後壁が実質的に前壁と平行であり、そして受光手段
    ２１．２２金さらに後壁のアパーチャにシールすると共
    に、この受光手段が受光した光の変化に応答してレーザ
    ーの出力を自動的に調節し、かつそれを安定化させる手
    段に連結した特許請求の範囲Ｍ１項か第２項に記載の光
    学的連結装置。
  4. （４）　　ガラスピーズまたはガラスディスク１９を介
    してシールした金属ロッド１フでガラス／金属シール全
    構成すると共に、これをノ・ウジング壁の別なアパーチ
    ャにシールした特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１
    項に記載の光学的連結装置。
  5. （５）壁に半田付けした金属シース２０に゛よってガラ
    スピーズまたはガラスディスク全取囲み。 かつこの内部にガラスピーズまたはガラスディスクをシ
    ールし、核ロッド及び該シースをハウジングと同じ金属
    で構成し、そしてハウジング内に設けた金属ロンドの端
    部に光電子装置からのリード線を半田付けした特許請求
    の範囲第４項に記載の光学的連結装置。
  6. （６）熱膨張特性が他の構成部材と実質的に同じで、半
    田によって濡れない金属によってねじを構成した特許請
    求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の光学的連結
    装置。
  7. （７）ハウジング壁内にガラス／金属シールをシールし
    、光電子装置を設けたベツダーをハウジングの前壁に取
    付け、該ガラス／金属シールの金属部に光電子装置のリ
    ード線全半田付けし、第１半田によって光ファイバーを
    金属製フェルールにシー′ルし、ハウジングの前壁のボ
    ス内に一体化された光ファイバーと金属製フェルールを
    そう人し、光ファイバーを光電子装置にアライメントさ
    せると共に、ボス壁を介してそう人したねじによってア
    ライメント位置において金属製フェルールを締め付け、
    融点が第１半田より低い第２半田によってボス壁内面に
    金属製フェルールを半田付けし、そしてハウジングの前
    壁にカバ一部をシールして密閉体を構成したこと全特徴
    とする。特許請求の範囲第１〜６項のいずれか１項に記
    載した光学的連結装置の組立方法。
  8. （８）　　ガラス／金属シールに金属シースを設け、こ
    のシールを第１半田を用いてハウジング内に半田付けし
    、そして引き続き第２半田を用いてハウジングの前壁に
    半田付けする特許請求の範囲第７項に記載の方法。
  9. （９）　　カバーｆハウジングの前壁にシールする前に
    、ハウジング後壁のアパーチャ内に受光手段をシールす
    る工程を有する特許請求の範囲第７項に記載の方法。 Ｏｏ　　該受光手段が第１半ＥＢを用いてフェルールに
    半田付けした光ファイバーで、そして次に融点が第１半
    田より低い第２半田を用いて、後壁から同様な方法で前
    壁ボスまで延設し念ボス内に該フェルール全半田付けす
    る特許請求の範囲第９項に記載の方法。
JP58179435A 1982-09-29 1983-09-29 光学的連結装置及びその組立方法 Pending JPS59135415A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8227799 1982-09-29
GB8227799 1982-09-29

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US (1) US4548466A (ja)
EP (1) EP0104882B1 (ja)
JP (1) JPS59135415A (ja)
DE (1) DE3365682D1 (ja)
GB (1) GB2127990B (ja)

Cited By (4)

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