JPS6270808A - 光フアイバ取付治具 - 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】 〔技術分野〕 本発明は光ファイバ取付治具、特に偏波面保存ファイバ
の取付治具であって、レーザ光を発光（出射）する半導
体レーザ素子（レーザチップ）、あるいは半導体レーザ
部を有する集積化光デバイス（○Ｅ　Ｉ　Ｃ’）等のチ
ップをパフケージ内に組み込み、かつパッケージ周壁に
貫通固定された光ファイバによって前記チップから発光
されるレーザ光をパンケージの外部に伝送する構造の光
電子装置における光ファイバ取付技術に関する。

〔背景技術〕

光通信用光源の一つとして、半導体レーザ装置が使用さ
れている。この半導体レーザ装置の一つとして、たとえ
ば、日立評論社発行「日立評論」１９８３年第１０号、
昭和５８年１０月２５日発行、Ｐ３９〜Ｐ４４に記載さ
れているように、通信用レーザモジュール（半導体レー
ザ装置）が知られている。この半導体レーザ装置は半導
体レーザ素子の共振器端面に光ファイバの先端が対向す
る、いわゆる直接対向方式として組み立てられ、パッケ
ージが箱型となる偏平形モジュールとして提供されてい
る。この半導体レーザ装置は金属製ステムの主面中央部
を金属板からなるキャップで封止した構造となっていて
、内部に半導体レーザ素子（レーザチップ）およびこの
レーザチップの共振器端面から発光されるレーザ光の光
出力を検出する受光素子が内臓されている。

ところで、このような半導体レーザ装置におげるレーザ
チップと光ファイバとの光学的結合を行う光ファイバ取
付治具として、本出願人は既に、特願昭５５−１４８４
８３号に記載されているような治具を開発している。

一方、光ファイバとして、たとえば、朝食書店発行「光
通信ハンドブックＪ　１９８２年９月１日発行。柳井久
義（編集）、Ｐ２Ｏ３およびＰ２Ｏ３に記載されている
ように、外乱によっても偏波面が変化しない偏波面保存
ファイバがあり、このような偏波面保存ファイバが使用
され始めている。

そこで、本発明者はこのような偏波面保存ファイバ（以
下、単に光ファイバとも称する。）をも簡単にかつ支障
なく光電子装置に接続できる治具の開発を思い立ち、本
発明を成した。

〔発明の目的〕

本発明の目的は偏波面保存ファイバの接続が容易でかつ
精度が高い光ファイバ取付治具を提供することにある。

本発明の他の目的は、折れ易い偏波面保存ファイバの取
付歩留りの向上を達成することにより信頼性の高い光電
子装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明の偏波面保存ファイバ（光ファイバ）
付半導体レーザ装置の組立にあっては、先端のジャケッ
トが剥されて芯線が露出した光ファイバを、ガイドクラ
ンプ部とジャケットクランプ部を有する治具のジャケッ
トクランプ部に挿入した後、この前記光ファイバの偏波
面を検出するとともに前記ジャケットクランプ部を回転
調整して光ファイバの偏波面が治具本体に対して所定の
位置となるようにして前記ジャケットクランプ部を治具
本体に固定する。その後、この治具に保持された光ファ
イバの先端を半導体レーザ装置の光ファイバ接続部であ
るファイバガイドとこれに連なるジャケットガイドとか
らなるガイド内に挿入した後、前記ジャケットガイドを
治具のガイドクランプ部でクランプする。次いで、前記
芯線を固定材によってファイバガイドに固定させ、その
後、芯線先端延長上にレーザチップを固定させるととも
に、このレーザチップにワイヤを接続させ、ついで、フ
ァイバガイドおよびジャケットガイド内にレジンを注入
した後、前記ジャケットクランプ部のクランプを解除さ
せ、レジンのキュアを行って、光ファイバの芯線および
ジャケット部分をファイバガイドおよびジャケットクラ
ンプ部に固定させ、さらに前記治具を取り外すことによ
って、光ファイバの取付けを行うことから、偏波面保存
ファイバの偏波面は常に一定の状態で半導体レーザ装置
に接続される。また、この光ファイバの接続作業は、前
記のような治具の使用によって正確確実に行えるととも
に、その作業時間の短縮も図れる。また、このような治
具を使用して行う光ファイバの接続は、ジャケットと芯
線との間に大きな熱膨張係数の違いがあっても、レジン
キュア時には、光ファイバはガイドクランプ部分のみが
固定されてジャケットクランプ部分は解放状態にあるた
め、芯線とジャケットとの間にはストレスが発生しなく
なり、芯線の破断が起きることなく光ファイバの取付け
が達成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による治具による偏波面保存
ファイバの接続状態を示す拡大断面図、第２図は同じく
光ファイバの取付工程を示す工程図、第３図は同じく治
具に偏波面保存ファイバを取付けた状態を示す正面図、
−第４図は同じく平面図、第５図は同じく光ファイバク
ランプ状態を示す断面図、第６図は同じく光ファイバを
半導体レーザ装置に取付ける状態を示す正面図、第７図
は同じくジャケットガイドのクランプ状態を示す断面図
である。

この実施例では、偏波面保存ファイバ（以下、単に光フ
ァイバとも称する。）の取り付けは、第２図の工程図に
示されるように、光ファイバのジャケットのクランプ、
偏波面検出および位置調整。

ガイドクランプ、芯線固定、レーザチップ固定。

ワイヤ接続、ジャケットクランプ解除、レジン注入およ
びレジンキュア、治具の取り外しによって行なわれる。

第１図および第６図に示されるように、レーザチップ１
が内蔵されたパッケージ２への偏波面保存ファイバ（光
ファイバ）３の取り付けは、パッケージ２を構成するス
テム４に貫通固定されたガイド５に治具６を利用して行
なわれる。前記ガイド５はパンケージ２に嵌合部７を介
してステム４の取付孔に嵌合固定されるジャケットガイ
ド８と、このジャケットガイド８の内端に同軸的に一端
が嵌合固定されたファイバガイド９とからなっている。

そして、このようなガイド５に対して先端のジャケット
１０が剥がされてコアおよびこのコアを被うクラッドと
からなる芯線１１が露出した光ファイバ３が挿入される
。前記芯線１１は石英で形成されるとともに、その表面
にはプライマリ−コートとしてシリコーンがコーティン
グされている。ジャケットはナイロンで形成されている
。したがって、この光ファイバ３は熱サイクルが掛ると
、芯線１１とジャケット１０との熱膨張係数の違いから
、両者間に熱ストレスが加わり、この熱ストレスのため
ジャケット１０に対して相対的に芯線１１が抜は出る（
延びる）現象が生じる。

一方、前記挿入によって前記ジャケットガイド８には芯
線１１および芯線１１を被うジャケット１０部分が挿入
されるとともに、ファイバガイド９内には芯線］１のみ
が挿入される。また、このファイバガイド９から突出し
た芯線１１の先端は、前記ステム４の台座部１２上にサ
ブマウント１３を介して固定されたレーザチップ１の一
方の出射面に対面し、出射面から発光されるレーザ１４
を取り込むようになっている。なお、前記レーザチップ
１はあらかじめ鑞材１５を介してサブマウント１３に固
定され、その後、サブマウント１３の状態で鑞材１６を
介して台座部１２に固定される。

また、前記ファイバガイド９は細い芯線１１を案内する
ことから、内径は細くなっているが、ジャケットガイド
８はファイバガイド９およびジャケット１０が挿入され
るため、内径はファイバガイド９よりも太くなっている
。またこのジャケットガイド８にはレジン注入孔１７が
設けられている。

そして、光ファイバ３の芯線１１およびジャケット１０
部分は、後述するレジン注入孔およびこれに続くキュア
処理によって、硬化したレジン１８（第１図において点
々が施された領域）によって固定される。

他方、治具６は治具本体１９と、この治具本体１９の主
面両端側に配設された台座状のガイド台座２０およびジ
ャケット台座２１上に、それぞれネジ２２．２３によっ
て固定されるガイドクランパ２４．ジャケット押さえ２
５ならびにジャケットクランパ２６とからなっている。

そして、前記ガイド台座２０とガイドクランパ２４とに
よってジャケットガイド８をクランプするガイドクラン
プ部が構成されるとともに、前記ジャケット台座２１お
よびジャケット押さえ２５ならびにジャケットクランパ
２６とによって、ジャケットガイド８から突出した光フ
ァイバ３のジャケット１０部分をクランプするジャケッ
トクランプ部が構成されている。また、前記ガイドクラ
ンプ部は外径がそれぞれ円形となるジャケットガイド８
を確実にクランプするように、そのクランプ部分は、第
４図および第７図に示すように、Ｖ字断面をした溝２７
を有していて、この溝２７部分でジャケットガイド８を
クランプするようになっている。

また、前記ジャケットクランパ２６は円筒体を軸方向に
沿って部分した割型となっているとともに、その外周に
はネジ２８が設けられている。そして、このネジ２８部
分で前記ジャケット台座２１およびジャケット押さえ２
５との界面部分に設けられた雌ネジ２９部分に螺合され
るようになっている。また、ジャケット押さえ２５部分
には、前記ジャケットクランパ２６をロックするための
ロックネジ３０が取り付けられている。したがって、光
ファイバ３のジャケラ）１０部分を前記ジャケットクラ
ンパ２６に挿入するとともに、このジャケットクランパ
２６をジャケット台座２１とジャケット押さえ２５との
間の雌ネジ２９部分に螺装し、ジャケット押さえ２５を
ネジ２３でジャケット台座２１に固定する。その後、前
記ジャケットクランパ２６をネジを利用して回転させる
ことによって、光ファイバ３の偏波面は自由にその回転
方向の位置を修正できることになる。

つぎに、このような治具６を用いて光ファイバ３をガイ
ド５に取付ける方法について説明する（第２図参照）。

最初に、先端の治具６が除去されて芯線１１が露出した
光ファイバ３が用意される。

この光ファイバ３は、第３図および第４図に示されるよ
うに、前述のようにジャケットクランパ２６に挿入され
た後、ジャケット台座２１上に載せられるとともに、ジ
ャケット押さえ２５で固定される。したがって、この状
態では、光ファイバ３は治具６に対して、前述ジャケッ
トクランパ２６の回転によって回転制御可能となってい
る。そこで、この状態で光ファイバ３の偏波面が検出さ
れるとともに、ジャケットクランパ２６の回転調整によ
って光ファイバ３の治具６に対する偏波面の回転方向の
位置が調整される。また、ロックネジ３０が締め付けら
れ、前記ジャケットクランパ２６が治具６に対して固定
される。したがって、光ファイバ３は治具６に回転しな
いようにロックされる。

つぎに、第６図に示されるように、前記治具６上に露出
する光ファイバ３の先端部分は、ジャケットガイド８と
ファイバガイド９とからなるガイド５内に挿入される。

この際、前記ジャケットガイド８内には芯線１１および
芯線１１を被うジャケット１０が挿入される。また、芯
線１１はファイバガイド９を貫通してステム４の台座部
１２に固定されるレーザチップ１に臨むように挿入され
る。

つぎに、ガイド台座２０上にはガイドクランパ２４が位
置決め載置されるとともに、ネジ２２の締め付けによっ
てジャケットガイド８がクランプされる。この際、ジャ
ケットガイド８に設けられたレジン注入孔１７は、第１
図にも示されるように、露出している。

つぎに、ファイバガイド９の傾斜した内端部分には、半
田あるいは接着材のような固定材２７が被着され、芯線
１１はファイバガイド９に固定される。

つぎに、前記ステム４の台座部１２上にはサブマウント
１３を介してレーザチップ１が固定される。この際、レ
ーザチップ１と芯線１１との光軸合わせが行われる。こ
の状態では、光ファイバ３の偏波面はレーザチップ１に
対して所定の状態にある。

つぎに、前記レーザチップ１の上部電極と図示しないリ
ードの内端との間にワイヤ３１が接続される。

つぎに、前記ジャケットガイド８のレジン注入孔１７か
らジャケットガイド８内にレジン１８が注入される。そ
の後、レジンはキュア処理が施される。この際、レジン
キュアに先立って、ジャケット押さえ２５がネジ２３の
緩め操作によって解除され、ジャケットクランパ２６の
保持状態が解除される。したがって、このレジンキュ′
ア時の熱によって、芯線１１およびジャケット１０がそ
れぞれの熱膨張係数に基づいて膨張しても、ジャケット
ガイド８部分のみがクランプされ、かつ芯線１１のみが
固定状態であり、ジャケット１０はフリーとなっている
ことから、芯線１１とジャケット１０との間にストレス
が発生しなくなり、芯線１１の破断は生じなくなる。

つぎに、治具６が取り外されて光ファイバ３の取付は作
業が終了する。

このような光ファイバの取付は方法によれば１．芯線１
１はレジン１８に取り巻かれているため、機械的強度も
高くなる。また、前記レジン１８のキュア時芯線１１の
みが固定され、芯線１１を被うナイロン等のプラスチッ
クからなるジャケット１０部分はフリーとなっているこ
とから、石英等からなる芯線１１とジャケット１０とは
、熱膨張係数が太き（異っていても、熱ストレスは芯線
１１とジャケット１０間には作用しなくなり、座屈等に
よる断線は発生せず、光伝送媒体として充分機能するよ
うになる。

〔効果〕

（１）本発明の半導体レーザ装置における光ファイバの
取付にあっては、偏波面保存ファイバは最初に治具に取
り付けられ、この状態で治具に対する偏波面方向の位置
調整が行われ、その後半導体レーザ装置のガイド部に光
ファイバの先端部分が挿入されて光ファイバの固定が行
われるため、光ファイバの偏波面は常に一定の状態で半
導体レーザ装置に取り付けられることになり、精度の高
い光ファイバ接続が達成できるという効果が得られる。

（２）本発明によれば、光ファイバは治具を介してガイ
ドに仮り固定された状態でガイドに固定され、その後、
レジン注入前に光ファイバのジャケット部分のクランプ
は解除されるため、ガイド内に注入されたレジンのキュ
ア時には、芯線のみが固定された状態で芯線を被うジャ
ケット部分はフリーとなっていることから、キュア時の
熱によってジャケットから芯線が相対的に抜は出ても、
芯線には外力が加わるようなことはないので、光ファイ
バの断線現象は生じないという効果が得られる。

（３）上記（１）および（２）により、本発明によれば
、光ファイバの取付歩留りが向上するという効果が得ら
れる。

（４）本発明の半導体レーザ装置にあっては、光ファイ
バをガイドするガイド内において折れ易い芯線は、レジ
ンによって取り囲まれて保持画定されている。この結果
、プラスチックと石英の熱膨張係数の違いによる熱応力
が芯線に作用しても、芯線部分がレジンによって保持か
つ、ガイドされているため、芯線部分の曲げ等は起きな
くなり、芯線部分の座屈による断線等の発生は防止でき
、光ファイバの取付は部分における機械的強度向上が図
れ、半導体レーザ装置の信頼度向上が達成できるという
効果が得られる。

（５）上記（１）〜（４）により、本発明によれば、偏
波面保存ファイバの取付は精度および信頼度が高い半導
体レーザ装置を安価に提供することができるという相乗
効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、前記ジャケッ
トクランパは治具に対して必要に応じて回転できる構造
であれば、他の構造でも前記実施例同様な効果が得られ
る。

［利用分野〕 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体レーザによる
光通信技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、たとえば、半導体レーザの変
わりに発光ダイオード、半導体レーザ部を有する集積化
光デバイス（○ＥＴＣ）のチップ、受光素子等のチ・ノ
ブと光ファイバとを組み込んだ発光電子装置製造におけ
る光ファイバ取付技術などに適用できる。

本発明は少なくとも光ファイバ取付技術に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による治具による偏波面保存
ファイバの接続状態を示す拡大断面図、第２図は同じく
光ファイバの取付工程を示す工程図、 第３図は同じく治具に偏波面保存ファイバを取付けた状
態を示す正面図、 第４図は同じく平面図、 第５図は同じく光ファイバクランプ状態を示す断面図、 第６図は同じ（光ファイバを半導体レーザ装置に取付け
る状態を示す正面図、 第７図は同じくジャケットガイドのクランプ状態を示す
断面図である。 １・・・レーザチップ、２・・・パッケージ、３・・・
偏波面保存ファイバ（光ファイバ）、４・・・ステム、
５・・・ガイド、６・・・治具、７・・・嵌合部、８・
・・ジャケットガイド、９・・・ファイバガイド、１０
・・・ジャケット、１１・・・芯線、１２・・・台座部
、１３・・・サブマウント、１４・・・レーザ光、１５
．１６・・・鑞材、１７・・・レジン注入孔、１８・・
・レジン、１９・・・治具本体、２０・・・ガイド台座
、２１・・・ジャケット台座、２２．２３・・・ネジ、
２４・・・ガイドクランパ、２５・・・ジャケット押さ
え、２６・・・ジャケットクランパ、２７・・・溝、２
８・・・ネジ、２９・・・雌ネジ、３０・・・ロックネ
ジ、３１・・・第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図 第　　４　　図 ！３ ７′７Ｊθ 第　　５　　図 第　　６　　図 第　　７　　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、芯線とこの芯線を被うジャケットとからなる偏波面
   保存ファイバを光電子装置に連結する際用いる治具であ
   って、前記光電子装置のガイドをクランプするガイドク
   ランパと、前記ジャケットをクランプするジャケットク
   ランパと、を有するとともに、前記ジャケットクランパ
   は必要に応じて回転自在となっていることを有すること
   を特徴とする光ファイバ取付治具。