JPS59162516A - 光結合装置 - Google Patents

光結合装置

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JPS59162516A
JPS59162516A JP3553283A JP3553283A JPS59162516A JP S59162516 A JPS59162516 A JP S59162516A JP 3553283 A JP3553283 A JP 3553283A JP 3553283 A JP3553283 A JP 3553283A JP S59162516 A JPS59162516 A JP S59162516A
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JP
Japan
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optical
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stem
fixed
emitting diode
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JP3553283A
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JPH0364843B2 (ja
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Minoru Shikada
鹿田 實
Toshihiko Sugie
利彦 杉江
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NEC Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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NEC Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0364843B2 publication Critical patent/JPH0364843B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

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】 本発明は光導波路等の2つの光学素子間が光学的な結合
を保ったまま高い精度で位置合わせ固定された光学装置
に関する。
近年光半導体素子や光導波路等の性能の飛躍的向上によ
p、光フアイバ通信、光情報処理等が実用化段階に達す
るに到りている。しかし、これら光フアイバ通信、光情
報処理においては、光源、伝送路、受光素子、光回路等
が光学的な結合を保つために通常数μmから数百smの
精度で位置合わせ固定さn、しかも高い信頼性で保持さ
nなければならない。
従来この固定手段としては、接着や半田付けが行なわれ
て来た。しかし接着においては接着剤の固定強度が十分
には強くなく長期の信頼性(欠ける、固着に時間がかか
夛作業性があまシ上らない等の問題があった。又半田付
けにおいては、固定強度や作業性には問題が少ない屯の
の、半田加熱時の熱が光半導体素子に信頼性等の面で悪
影響を与えた夛、同じく半田加熱時の熱による部材の熱
膨張や半田の凝固時の収縮が光学的な結合を低下させる
等の問題があった□ 本発明の目的はこのような問題点を解決し、半田等加熱
を必要とする接合材料を使用する時、加熱による信頼性
の低下、光学的結合の低下等がない光結合装置を提供す
ることKある。
本発明の光結合装置は、第1の光学素子を保持する第1
の基台と、前記第1の光学素子に光学的に結合するWI
2の光学素子を保持する第2の基台とから成9、前記第
1の基台に複数の突起を設け、前記第2の基台の前記突
起に対応する位置に前記突起と嵌合するあなを設けた構
成となっている。
本発明は、第1の光学素子を有する第1の基台と第2の
光学素子を有する第2の基台とを接合材を使って固定す
る際固着個所を第1の基台沈設けた突起部と第2の基台
に設けた孔部との間だけに限定するものである。
こうすると、接合材を加熱する際の熱の拡が9が小さく
なシ、第1.第2の光学素子に熱的に悪影響を及ぼすこ
とや、基台が熱膨張して光学素子間の光学的結合を低下
させることがなくなる。
また接合材は突起部とその突起部がゆるく嵌合するあな
部との間を埋めることKなるが、接合材が凝固、収縮す
る除虫じる応力は突起部の中心軸の回シにほぼ等方的に
生じるので、互いに相殺さnて突起部、あな部同志の位
置ずれはほとんど生じない。従って光学素子間の光学的
結合を低下させることがない〇 同じく断面図である。この従来例は発光ダイオードlの
出力光を元ファイバ2に結合させる光結合装置の例であ
る。
第1の光学素子の発光ダイオードlはWtlの基台であ
るステム3に固定されている。そしてステムaKFi側
板8が固定されている〇一方第2の光学素子である光フ
ァイバ2は第2の基台である端末金具9に固定さnてい
る@端末金具9およびステム3は微動機構(図示せず)
で保持さn1発光ダイオードlの出力光が光ファイバ2
に効率良く結合するように位置調整さルる。この位置調
整された状態で側板8と端末金具9の空隙全体に半田ゴ
テを介して半田材14が流し込まれ、それkよって端末
金具9がステム3上にハンダ付けされている。
このような従来例において端末金具9と側板8の間を良
好にハンダ付けするためKは、端末金具9および側板8
のハンダ付は箇所全面がハンダ材14の融点近くまで加
熱さnなけnばならない。
この場合これらの熱がステム3、発光ダイオードl、そ
して元ファイバ2にまで拡がって、これらの部材を10
0℃以上も温度上昇させた。このため発光ダイオードl
の信頼性が低下したル、熱膨張等による位置ずnのため
に結合効率が20%以上も低下する等の欠点があった。
施例は、第1の光学素子である発光ダイオードlと第2
の光学素子である光ファイバ2t−光学的に結合させる
光結合装置15の例である。
発光ダイオード1は第1の基台であるステム3に固定さ
れている。ステム3には3ケ所に突起部4を有する側板
8が固定されている。一方光ファイバ2は第2の、基台
である端末金具9に固定さnておシ、さらに端末金具9
1CiJ突起部4がそれぞれゆる〈嵌合できる孔部10
が3ケ所設けられている。
端末金具9及びステム3は微動機構(図示せず)で保持
され、発光ダイオードlの出力光が光ファイバ2に効率
良く結合するように、かつ突起部4がそれぞれ孔部10
にゆるく嵌合するように位置調整される。この位置調整
さnた状態で突起部4と孔部10の間のそれぞnの閲1
!iK半田ゴテを介して半田材14が流し込まれ、±れ
忙よって発光ダイオードlと光ファイバ2の光学的結合
を高効率忙保ったまま、端末金具9がステム3上忙固定
される。
このようにして得られた光結合装置15においては、半
田材14の使用箇所が突起部4と孔部lOの嵌合部だけ
に限定さnているので、半田材14を加熱する際ステム
3や端末金具9への熱の伝導が少ない間に半田付作業を
完了できる。従って発光ダイオードlや光フアイバ2等
の光学素子に対し、加熱忙よる信頼性の低下等の悪影響
を及ばすことや、ステム3、端末金具9′等が熱膨張し
て発光ダイオードl、光ファイバ2間の結合効率を低下
させることが少ない。また半田材14は、突起部4と孔
部10の間を埋めることになるが、半田材14が凝固、
収縮する除虫じる応力線、突起部4の中心軸の回)にi
ぼ等方的に生じるので、互いに相殺されて位置ず11.
蝶はとんど生じない。従って発光ダイオード11光フア
イバ2間の結合効率全低下させることがない。実際第1
の実施例において半田材14を半田付けする際の温度上
昇は、発光ダイオード1で15℃、光ファイバ2で50
℃程度であった。また発光ダイオードlと光ファイバ2
の結合効率の低下は5%以下と実用上問題にならない値
に抑えることができた0従来方法において線発光ダイオ
ード、光ファイバとも100℃以上温度上昇し、結合効
率の低下も20%以上生例は#!1の光学素子である半
導体レーデ20の出力光21ft第2の光学素子である
球レンズ22に結合させ平行光23に変換する光結合装
置150例である。
半導体レーザ20はMlの基台である金属性ステム3に
固定されている。ステム3Kti金属性の突起部4が3
ケ所設けられている。一方球レンズ22は第2の基台で
ある金属性の球レンズホルダ24に固定さnておシ、さ
らに球レンズホルダ24には前述の突起部4がそれぞれ
嵌合できる孔部lOが3ケ所設けられている。
球レンズホルダ24とステム3蝶微動機構(g示せず)
で保持さn、突起部4がそnぞれ孔部lOKゆるく嵌合
するように1なおかつ半導体レーザ20の出力光21が
ほぼ平行光23に−なるように微動機構で位置調整さn
る。この位置調整された状態で七nぞn孔部10と突起
部4の間に半田材14tfiし込み、球レンズホルダ2
4をステム3上に固定した。
第2の実施例においても第1の実施例と同様に位置ずn
1温度上昇等の少ない光結合装置15t−斜視図である
。第3の実施例は導波路形の光スィッチ25と人、出射
側光ファイバ26,27.28とを結合させる光結合装
置15の例である。
光スィッチ25は光学結晶であるLiNb0a板30上
に第1.第2の光導波路31.32をTiO熱拡散によ
って作成した一般に良く知られているもので、電極板3
3への印加電圧を変えることKよシ、第1の光導波路3
1の伝搬光を第2の導波路32に結合させるか、あるい
は第1の光導波路31tそのまま伝搬させるかの2つの
状態のいすnかく切換えることができる光スィッチであ
る。この実施例では入射側光ファイバ26の伝搬光を光
スィッチ25の第1の光導波路31にまず結合させ、次
に切換えられて第20光導波路32または第1の光導波
31を出射する伝搬光を第11第2の出射側光ファイバ
27.28にそれぞれ結合させている。
光スィッチ25は第1の基台であるステム3に固定さn
ている。ステム3には第1の突起部5が4ケ所および第
2の突起部6が4ケ所設けられている。一方入射側光フ
ァイバ26は第2の基台である第1の保持板38に、第
1.第2の出射側光ファイバ27.28は第2の保持板
39kliI定されている。なお、第1%第2の出射側
光ファイバ27 、28の間隔は第11第2の光導波路
31.32の間隔と同じKなるよう予め合わせである。
第1゜第2の保持板38.39には第1の突起部4およ
び第2の突起部6がそれぞれゆる〈嵌合できる第1の穴
部11が4ケ所、第2の穴部12が4ケ所設けらnてい
る。仁nら穴部の形状線、接合材の流し込みおよび硬化
を容易忙するために、第1、第2の実施例とは多少異な
るもOKした。
第11第2の光導波路31.32に対する入、出射側光
ファイバ27.28の位置合わせ、および第11第2の
突起部5.6と第11第2の穴部11゜12の位置合わ
せは第1.第2の実施例の場合と同様である。第3の実
施例で性態硬化性の接着剤エポキシ樹脂4−4を接合材
として用い、七fl−Z n s第1.第2の突起部5
,6と第1.第2の穴部11.12との間隙に流し込み
、赤外線シンプ(図示せず)の出力光を小さく集光して
接合材44に当て数分で硬化させた。
第3の実施例においても第1、第2の実施例と同様に位
置ずれ、温度上昇等の少ない光結合装置を得ることがで
きた。第3の実施例では接合材としてエポキシ樹脂44
を用いたが、仁の樹脂を高い温度に上げることができる
ので、短い作業時間でしかも大きな固定強度を得ること
ができ、従来の接着剤の欠点を補うことができた。
本発明に関しては上記実施例の他にも多くの変形が考え
られる。第1の光学素子として紘発光ダイオード11半
導体レーザ20、光スイツチ150例を、第2の光学素
子としては光ファイバ2、球レンズ22の例を示したが
、これらの他にも、フォトダイオード等の受光素子、ガ
スレーザ等の発光素子、屈折率2乗分布形集束性ロッド
レンズ、平面導波路等の受動素子、超音波光変調素子等
の能動素子個さまざまな光学素子が第1、第2の光。
学素子として使用可能である。
突起部4,5.6やあな部10.11.12 としては
、上記実施例の形状のものの他に1突起部表面、あな部
内側に段や溝を設けて半田材14等との固着をよシ強固
にすることも可能である。接合材としては半田材14、
エポキシ樹脂44の他にも、各種ロウ材、接着剤等が使
用可能であるOまた加熱法の例として半田ゴテ加熱、赤
外線加熱の例を示したが、その他罠もバーナー、高周波
、レーザ光等による加熱等いろいろな方法が適用可能で
ある。
尚実施例では第1の基台はステムで、第2の基台が端末
金具やホルダになっているが、この逆にしてもよいこと
は言うまでもない。
例を示す斜視図である。ここで1は発光ダイオード、2
0は半導体レーザ、25は光スィッチでそnぞn*1の
光学素子に対応する。3はステムで基台に対応する。2
.26’、27.28は元ファイバ、22は球レンズで
そn(’ fL第2の光学素子に対応する。9L端末金
具、24Fi球レンズホルダ、38.39は保持板でそ
nぞれ第2の基台に対応する。4.5.6が突起部、1
0,11.12があな部である。また14が半田材、4
4がエポキシ樹脂で接合材に対応する。
オ ) 図 /4f 矛 2 図 才 3 胆 ′I′ヶ  月 矛5図 矛 ム 閃 0

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の光学素子を保持する第1の基台と、前記第1の光
    学素子忙光学的に結合する第2の光学素子を保持する第
    2の基台とから成シ、前記第1の基台に複数の突起を設
    け、前記第2の基台の前記突起に対応する位置に、前記
    突起と嵌合するあなを設けたことを特徴とする光結合装
    置。
JP3553283A 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置 Granted JPS59162516A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3553283A JPS59162516A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP3553283A JPS59162516A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59162516A true JPS59162516A (ja) 1984-09-13
JPH0364843B2 JPH0364843B2 (ja) 1991-10-08

Family

ID=12444340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3553283A Granted JPS59162516A (ja) 1983-03-04 1983-03-04 光結合装置

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JP (1) JPS59162516A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5915527A (en) * 1995-05-19 1999-06-29 Thames Co., Ltd. Belt conveyor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS525014A (en) * 1975-06-27 1977-01-14 Lucifer Sa Electromagnetic type two way valve

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JPH0364843B2 (ja) 1991-10-08

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