JPS6022327Y2 - 光結合器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光ファイバを用いた光結合器に係り、特に光電
変換素子との光結合器に関するものである。

光ファイバと光電変換素子とを結合させる光結合器は種
々のタイプのものが開発されているが、光ファイバを良
好な結合状態で固定する方法が最も問題となっており、
未だ完全なものは得られていない。

第１図は従来の光結合器の平面図であり、第２図は第１
図のＡ−Ｂ断面図である。

コア１をクラッド２で被覆した光フアイバ素線３の先端
は球状に加工して光電変換素子７との結合効率を向上さ
せている。

この光フアイバ素線３は接着剤４で支持管５に固定され
、支持管５の外周に形成したねじでホルダー６に螺合さ
せている。

即ち、光フアイバ素線３の先端と光電変換素子７との間
隔を支持管５の螺合位置を調節して最良の状態とし固定
している。

一方、光電変換素子７はサブマウント８を介してステム
９上に固定されており、ステム９の円板部でホルダー６
の下端を封止している。

なお、ステム９の下面中央部よりは一対の端子１０ａ、
１０ｂが引き出されており、光電変換素子７が発光素子
の場合はこの端子１０より所定の電力を供給し、受光素
子の場合はこの端子１０を介して電気信号を出力する。

第３図は従来の他の光結合器の断面図で、第２図と同じ
部分には同一符号を付しである。

この場合は支持管を用いないで光ファイバのコア１およ
びクラッド２を円錐形状に加工して光電変換素子７に近
接させて接着剤４で一体に結合させている。

また、ステム９の中央に光電変換素子７を取り付け、端
子１０ａ、１０ｂを引出しており、全体はホルダー６で
包囲して一体化している。

特に、この場合は光フアイバ素線３の加工した先端を光
電変換素子７の中に挿入して変換効率を高めるようにし
ている。

このような従来の光結合器は、コア径が５０〜１００μ
ｍφでクラッド外径が１００〜２０μｍφという細い光
フアイバ素線３を用い、その外側に合成樹脂膜の補強層
を有しないものが用いられている。

また、光フアイバ素線３の長さは１ｏｒＩｇｎ前後で短
いものを使用し上記のように細密な作業を行っている。

従って、光フアイバ素線３か細いので機械的に弱く、特
にプラスチックの補強膜を施していないで破損し易くそ
の取り扱いは困難であった。

また、第２図の場合にように光フアイバ素線３を保護す
るために支持管５が必要となり構造が複雑となる。

光フアイバ素線３が短く細いので接着剤４を用いても固
定しにくいし、気密を保持するように接着することが困
難である等の欠点をもっていた。

本考案は、従来技術の欠点を解消して光フアイバ素線の
強度と気密性及び光結合効率を大幅に向上させることが
できる光結合器を提供することを目的とし、その特徴と
するところは、光フアイバ素線を線膨張係数が近似して
いる石英ガラス或いはコバール合金からなる補強層内に
融着一体化し、この補強層を光電変換素子を取り付けた
ホルダーに固定して構成したことにある。

第４図は本考案の一実施例である光結合器の平面図で、
第５図は第４図のＣ−Ｄ断面図である。

第２図と同じ部分には同一符号を付しであるが、この場
合は光フアイバ素線３を補強層１２内に融着一体化し、
この補強層１２をはさんだ層１５でホルダー６に密着さ
せている。

補強層１２は光フアイバ素線３と線膨張係数のほぼ等し
い石英ガラス或いはコバール（Ｆｅ。

Ｃｏ、 Ｎｉの合金）を用いている。

第６図は第５図の石英ガラス補強層の製造方法を示す斜
視図である。

先ず、光フアイバ素線３を製造するためのプレフォーム
１３を製作する。

このプレフォーム１３は第５図の光フアイバ素線３より
も太く、その周囲に石英ガラスの厚肉管１１を配設した
後バーナー１４で加熱し、矢印方向に線引きして融着一
体化する。

厚肉管１１の肉厚と線引き速度を調節すれば、第５図に
示すような補強層１２が石英ガラス材で得られ、その中
心に埋設している光フアイバ素線３も所定の太さに製作
することができる。

このようにして得た補強層１２は所定の光フアイバ素線
３を確実に固定して保護しているので機械的強度は向上
する。

なお、コバールは合金であるが、第６図の場合と同様に
厚肉管１１としてプレフォーム１３の周囲に設置して線
引きすることができる。

次に、この補強層１２の端面を鏡面研磨して光フアイバ
素線３を直接光電変換素子７に近接対向させる。

補強層１２とホルダー６との接続は石英ガラス補強層１
２の場合はその外周をメタライズしてからはんだ付けす
る。

また、補強層１２がコバール合金のときは直接はんだ付
けすることが可能となる。

これによって、第２図の場合に比べて第５図の構成は機
械的強度が大で気密性を確保することができる。

本実施例の光結合器は、光ファイバのプレフォームを厚
肉石英がラス管又は厚肉コバール管に挿入して加熱線引
きすることによって、光フアイバ素線を石英ガラス又は
コバールの補強層の中央部に融着一体化することが可能
となり、次の様な効果が得られる。

（１）光フアイバ素線の機械的強度が補強され取り扱い
が容易となり作業能率が大幅に向上する。

即ち、細くて短い光フアイバ素線を直接取り扱うことを
回避することができる。

（２）大径の補強層ははんだ付は等で直接ホルダーに気
密に取り付けることができるので、光フアイバ素線を保
護するための部材は必要なく経済的である。

（３）光電変換素子を収容した室の気密性が向上するの
で、光電変換素子の劣化を防止して長期間信頼性の高い
光結合器が得られる。

第７図および第８図は第６図の変形例である光フアイバ
素線と補強層の加工形状の説明図で、第６図と同じ部分
には同一符号を付しである。

この場合は、石英ガラス又はコバールの補強層１２の先
端を円錐状にテーパー加工するか（第７図）、或いは偏
平に潰してフラット加工（第８図）を施している。

即ち、第５図の場合は補強層１２の下面を光フアイバ素
線３と共に平面研磨しているが、補強層１２の下端を第
３図の場合のように小径化して光フアイバ素線３と光電
変換素子７をより接近させるようにしている。

このようにすれば、第３図に示すような光結合法を採用
することが可能となって、更に光結合効率を向上させる
という利点が得られる。

本考案の光結合器は、光フアイバ素線を補強層に融着一
体化することにより、光フアイバ素線の強度と気密性及
び光結合効率大幅に向上させるという効果をもっている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の光結合器の正面図、第２図は、第１図
のＡ−Ｂ断面図、第３図は、従来の他の光結合器の断面
図、第４図、本考案の一実施例である光結合器の平面図
、第５図は、第４図のＣ−り断面図、第６図は、第５図
の石英ガラス製補強層の製造方法を示す斜視図、第７図
および第８図は、第６図の変形例である光フアイバ素線
と補強層の加工形状の説明図である。 １・・・・・・コア、２・・曲クラッド、３・曲・光フ
アイバ素線、４・・・・・・接着剤、５・・・・・・支
持管、６・曲・ホルダー、７・・・・・・光電変換素子
、８・・・・・・サブマウント、９・・・・・・ステム
、１０・・・・・・端子、１１・曲・厚肉管、１２・・
・・・・補強層、１３・・・・・・プレフォーム、１４
・・・・・・バーナー、１５・・・・・・はんだ層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コアとクラッドよりなる光フアイバ素線の先端を光電変
   換素子に近接対向させた光結合器において、石英ガラス
   或いはコバール合金からなる補強層内に前記光フアイバ
   素線が挿入され融着一体化されており、この補強層が前
   記光電変換素子を取り付けたホルダーに固定されている
   ことを特徴とする光結合器。