JPS60188903A - 光学システムとその組立方法 - Google Patents

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】 開口を通じて挿入しこれにはんだ付けする。

この方法は、良好な密封を形成するのにはんだとファイ
バとの間の熱膨張率の不一致にある程度依存する。コバ
ット（Ｋｏｖａｔｓ　）　に伺張率の不一致は合金が固
化したときにシールが形成されるようにどスマスと亜鉛
の／８融合金をファイバを含む管の中に注入することに
よって回避できることを提案する。別の方法としては、
この管をシールを形成すがだめの円筒形の部屋及びこの
部屋に隣接するファイバを固定するだめの正方形の断面
を持つノ１ｕ路を言む調型で置き換ることも考えられる
。シこれら提案は一応は満足できるものであるてよって
ファイバの溶接密封を向上させるこファイバを囲む保護
被膜の除去が必要とｙ’ｔＤ、寸だファイバ全もろくす
る傾向のある溶接密封を避ける必要が生じる。これは特
にファイバのめる動作が素子ハウジング内で起こるよう
な予備スイッチ女どの素子で重要となる。

さらに、例えば、入力及び／あるいは出力の所に複数の
光学経路を要求する予備スイッチなどのような光学パッ
ケージの複数のファイバを密制する手段を提供すること
が望捷れる。

従って、本発明の１つの目的は光学パンケージ内の１つ
あるいは複数のファイバの向上した密封方法を提供する
ことにある。

本発明に従って少なくとも１個の光ファイバを受ける入
り目構造を持つ光学装置のハウジングが提供されるが、
ここで、この入り目構造は１個の開口部とこの開口部に
よって受けられこの開口部内に密封される挿入部材を含
み、この挿入部材は各々のファイバを固定し密封するた
めのスロットあるいは開口を持つ。

本発明の実施態様の１例においては、光ファイバを溶接
密封することを宮む光学パンケージを組み立てる方法が
提供ぜれる。内部に開口部を待つハウジングが提供され
る。開口部の形状と一致する形状を持ち断面の寸法〃・
この開口部よシ少し小さい挿入部材内のスロット形式の
開口内に少なくとも１個の光ファイバが固定される。こ
のファイバはこのハウジング内のこの開口部を通じて延
在する。シール剤がファイバに沿うある部分に注入され
る。次に挿入部材が開口部の中に押しと捷れ、これによ
ってこのシール剤が挿入部材の開（口内に押されファイ
バ、挿入部材、及び開口部の間の墾間がシール剤によっ
て満されファイバが密封される。

以下に本発明の詳細な説明する。

説明の目的上、図面は必ずしも正確な縮尺を使用しない
。ここで説明の実施態様の装置４は予備スイッチである
が、本発明はファイバ密封がなされる他のパッケージお
るいは装置６、例えは、光学送信機、受信機及びトラン
シーバに適用できる。

スイッチは素子ハウジング１０を含むが、これはこの例
ではＢｅとＣｕの合金から成る。

このハウジングは、それぞれ、入力及び出力部のＨ丁に
光ファイバ１３−１６及び１７が以下に説明の方法によ
って挿入される円筒部１１及び１２を會む。このｌ特定
の装置は入力の所に４１１ｉ！ｉｆのファイバを必要と
し、出力の所に１個のファイバを必要とする。しかし、
この実施態様は任意の数のファイバを持つことができる
。

ハウジング１０内では、みそ付のシリコンチップアセン
ブリ内に搭載されるが、これは固定する（ファイバの２
列を３個のシリコンチップの間に挟む）ことも、あるい
は移動できるようにする（ファイバの１列會２個のシリ
コンチップの間に挟む）こともできる。ファイバ１３−
１６は固定アセンブリに搭載されていル、、賄明の目的
上、このアセンブリの中央のチップ３０がファイバの１
列に沿って示される（この図ではファイバの列及びみそ
は水平方向に延びる。）ファイバ１３−１６が搭載され
るアセンブリに隣接して移動０１−　Ｉｆｌ；なアセン
ブリがあるが、これはファイバ３２及び３３が一列のみ
その中に班載されたチップ３１ケ言む。この後者のファ
イバは隣接する固定シリコンチップアセンブリに処Ｊ４
するが、これはチップ３４を甘み、谷々のファイバはこ
れ自体のみその列内に同一の尚さに搭載される。この固
定アーｅンブリに隣接して別の移動可能なアセンブリが
存在するが、これは中にファイバ１７が搭載されたチッ
プ３５を含む。この入力ファイバの１つに結合された光
源が故障すると、出力ファイバ１７が移動可能なアセン
ブリの片方あるいけ両方を水平に移動することによって
もう１つの光ｖ皐に結合されたもう１つの入力ファイバ
と整合するように移動される。典型的には、ハウシング
はさらにファイバ間の結合を最大限にするだめの屈折率
調和液金宮むが、このためにハウジングの誓封が必要と
なる。スイッチの多くの詳細１、例えば、機械的な移動
及びガイドを行なうための装置は図面を簡素化するため
ここでは省略しである。（光学予備スイッチの詳細に関
しては、前述のＷ、Ｃヤング（Ｗ、ＣＹｏｕｎｇ　）の
合衆国特許明細書を参照すること）。

第２図はパッケージに密封を提供する方法を示す。ファ
イバ１３−１６をシリコンチップアセンブリ内に搭載し
たら、これをハウジング１０の円筒部１１内の開口部内
に延長させる。この開口部は後に説明する理由によって
異なる直径の隣接する部分２４及び２５を含む。挿入部
材１８が提供されるが、これは大きい方の悶１．材２４
の直径よシ少し小さい直径を持つ概むね円筒形をしてお
シ、これは大きな部材２４の中に而単に人いるようにな
っている。この例では、この挿入部材の直径は約０．１
３７ｃｍであり、開口部２４の直径は０．１４ｃｔｎで
ある。一般的には、挿入部材の外径と開口部の直径の差
は０．００３から０．００８ｃｍとされる。挿入部材の
長さ及び大きな方の開口部の長さは約１．７８ｃｍであ
る。開口部２５の直イイは０．０７９ｃｍであシ、長さ
は０．７６傭である。

この挿入部材はさらにこの円周の周りに複数のスロット
部１９−２２を持つが、各々のスロットはファイバ１３
−１６の１つを受けるのに使用される。（第３図も参照
すること）。

挿入部材の材質としてはハウジングの材質と良く一致す
る体積膨張係数を持つものが選択される。この例では、
挿入部材の材質はベリリウム鋼であるが、これはハウジ
ングと同一の材質である。

各ファイバ１３−１６の開口部２４を通じて延在する部
分は挿入部材１８の対応するスロット１９−２２内に置
かれる。開口部の部分２４は点描にて表わされる材質２
３として示されるシール剤にて満たされる。この例では
、この物質はエポキシ、より詳細には、重量にて１００
部の（シェルケミカル社（ＳｈｅｌｌＣｈｅｍｉｃａｌ
　Ｃｏｍｐａｎｙ　）から）商品名エポン８２８（Ｅｐ
ｏｎ８２８）として販売されているビフェノールＡタイ
プのエポキシ樹脂と重量にて３５部の（テキサコ社（Ｔ
ｅｘａｃｏ　Ｉｎｃ、　）　）から商品名シェフアミン
Ｔ−４０３（Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ　Ｔ　−４０３）とし
て販売されている室温養生アミンとの混合物でるる。エ
ポキシの粘度を増すために重置にて１３５部のシリカ粉
末が加えられる。このシリカ粉末は（イリノイミネラル
社（ｌ１ｌｉｎｏｉｓ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｃｏｍｐａｎ
ｙ　）から商品名インシルＡ　−２５（Ｉｎ５ｉｌ−２
５）として販売されるものである。十分に混合した後、
この物質のガスを除去し、この物質を注射器にて開口部
の容積の約２０％が満たされるまで開口部２４内に注入
する。別の方法としては、このシール剤を挿入部材１８
のスロット１９−２２を満たすように使用することもで
きる。後者の場合は、少量のエポキシを開口部２４内に
も注入し、次のステップにおいていくらかのエポキシが
小さい方の開口部２５内にも移動されるようにする。累
子パッケージでの用途では、エポキシははんだ密封の場
合のように保護ファイバ被膜をはぐ必要がないためエポ
キシが好ましい。この仮ｊ摸をはぐ作業はファイバをも
ろくシ、従って、組み立ての際に及び／あるいはスイッ
チの動作の際にファイバを動したときにファイバが破損
する危険を増す傾向がある。しかし、送信機及び受信機
などの他の形式の装置では、本発明に従ってはんだを使
用して溶接密封【達成することもできる。

次に、スロット内にファイバを位置した装置部材１８を
開口部２４内に押しこむ。このステップはピストン動作
を生成し、これによってエポキシが小さい直径の開口部
２５内、挿入部材のスロット１９−２２内並びに開口部
２４の壁に押される。こうして、第３図の端面図に示す
ごとく、ファイバー１３−１６、挿入部材１８、及び開
口部２４０間の全ての空間が満たされ、こうしてパッケ
ージが智封される。次に、結果として得られる構造を標
準手順に従って加熱することによってエポキシ全養生す
る。典型的には、約６０℃の温度で約１２時間加熱され
る。

２個の異なる直径の開口部２４及び２５を使用すること
の利点は、これがピストン動作を許してエポキシの流れ
を助けること、及び挿入部材のとめを提供することであ
る。しかし、１つの直径のみの開口部を提供して所望の
結果を達成することも可能である。

本発明の結果としての産物である挿入部材１８の使用は
先に述べたピストン動作の生成に加えて幾つかの長所を
提供する。この挿入部相の主要な利点はこれが継ぎ目の
長さに対する粘着物結合の断面積を最小限にすることに
よって非常に強い密封ケ提供することである。この例で
は、挿入部材のス１ットは０．０３ｃｍの幅を持ち、深
さは大きな開口部と小さな開口部の交差点の所の０．０
５　ｃｍから大きな開口部の反対側の端の所の０．０３
　ｃｍの直線的な変化を持つ。このスロットの深さの変
化は、結果としてファイバに対する先細のれ路を提供し
、こうして、大きな開口部から小さな開口部への急激な
変化を避ける。ファイバの板膜を含む直径は約０．０２
　ｃｍである。（裸のグラスファイバの直径は約０．０
１３ｃｍである）。

シーリン剤は大きな方の開口部の概むね全長、約１．７
８　ｃ、ｍに渡って広がる。ここに挙けた数字は説明の
だめのものであり、特定の用途に応じて変更できること
は勿論のことである。

挿入部材のもう１つの利点は、これがファイバが挿入さ
れるハウジングの部分１１のＪｒｊｉ張係数と等しいあ
るいはこれに近い膨張係数を持つことである。この一致
はファイノ（に掛かるストレスを最低限にし、密封を強
化する。

上記に説明したのと同一の手順を使用して第１図の出力
ファイバ１７０円面部分１２を密封できることも明らか
である。このＪ＃会、周辺部分に１個のスロットを持つ
挿入部材が使用される。

挿入部材の周辺に形成されたスロ゛ノドの′Ｊｌｔ式に
て開口を提供するのが好ましい力よ、造型、鋳造あるい
はドリルなどによって１重大部拐゛の本体を通じて形成
された穴など他の形式の開口を１史用することもできる
。Ｉ＼ウジング内の開口部が正方形あるいは長方形であ
るときは、開口は正方形あるいは長方形の角の所の１頃
が１面の形式をとることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様に従力；う密封斉１ｊを宮む
光学装置の側面図であり； 第２図は本発明の実施態様に従力り組み立ての１つの工
程において見られる！＜ツケージの一部分及び光ファイ
ノくの斜視図でメジ；そして 第３図はこの実施態様に従が−う組み立ての医の工程に
おいて見られるノテ゛ノケージの部分の断面図である。 ＦＩＧ、１　’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの光ファイバを受ける入り目構造を
   持つ光学装置のハウジングを含む光学システムにおいて
   、該入り目構造が、開口部と、該開口部によって受けら
   れ該開口部内に密封される挿入部材とを含み、該挿入部
   材が各々のファイバを固定し密封するだめのスロットあ
   るいは開口を持つことを特徴とする光学システム。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の光学システムにおい
   て、該入シロ構造が最初に述べた開口部と同一線上に該
   ハウジングの内側と該第１の開口部の間に位置するもう
   １つの開口部全含み、該もう１つの開口部が該第１の開
   口部より小さな断面積を持つことを特徴とする光学シス
   テム。 の光学システムにおいて、各々の開口部及び該挿入部材
   が円筒形であり、該挿入部材の直径が第１の開口部の直
   径に近いがこれより小さく該第２の開口部の直径よりも
   大きいことを特徴とする光学システム。 ４、ｆｉ’許請求の範囲第２項又は第３項に記載の光学
   システムにおいて、該挿入部材の周囲面に谷々のファイ
   バを受けるためのスロットが提供されていることを特徴
   とする光学システム。 ５、特許請求の範囲第４項に記載の光学システムにおい
   て、該各々のスロットの深さが該第１の開口部の延長に
   沿って異なり、該第２の開口部に隣接する方の端で最大
   となることを特徴とする光学システム。 ６、特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載
   の光学システムにおいて、該光学システムがさらに少な
   くとももう１つの光ファイバを受けこれを密封して該ハ
   ウジンゲ内の弄堂誌置π枡縛寸Ａためのもう１８１１９
   許請求の範囲第７項に記載あ光学シスステム。 ル剤を、シール剤が各々のスロットあるい