JPS63213806A - 光伝送路部品の固定構造 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバとレンズが光結合された光伝送路部
品を構成素子とする光デバイスに係り、特に光伝送路部
品の筐体への固定構造に関するものである。

［従来技術］ 光ファイバとレンズとが光結合された複数の光伝送部品
を筐体に取り付けて、光伝送路部品間に光フィルタ、ハ
ーフミラ−、ミラー等の光機能素子を装着した、光分岐
機１分岐器等の光デバイスにおいて、光伝送路部品の光
軸と、筐体内の光機能素子の光軸とを一致させることは
光結合効率を高める上で最も重要なことである。

第４図は光伝送路部品を用いた光デバイスの一例（例え
ば光合分波器）を示す説明図である。図において、光伝
送路部品はコリメートレンズ５と保持筒３の中心軸に挿
入した光ファイバ２をレンズ５の焦点に配置し、光ファ
イバ２の光束を平行光とし、さらに反対側に前記と同様
の機能のレンズを対向させ、光ファイバに集束入射させ
るものである。レンズ５ａから出射した光は光フィルタ
７で通過又は反射し、透過した光はレンズ５ｂを通って
ファイバ２ｂへ、また反射した光は光フィルタ（又はミ
ラー）８で反射し、レンズ５ｃを通ってファイバ２ｃへ
入射する。レンズ５ａがらの出射光は光フィルタ７を通
る時に屈折して光軸が移動する。

このような光デバイスにおいて、保持筒３の中間部に設
けられたフランジ４と筐体１の機械加工精度が悪いと、
所定の方向の光ビームが得られないため、保持筒３の位
置或いは角度を調整した後筐体１に固定して光結合効率
を向上させる必要がある。

第５図乃至第７図は従来の光伝送路部品の固定構造を示
す説明図である。

第５図においては、筐体１とフランジ４の間に接着剤９
を挿入して角度θを調整した後、固着ネジ６で締付けて
固定している。

第６図においては、筐体１の側面を凹球面状に加工し、
フランジ４には筐体１の凹球面と合致する凸球面スペー
サ１０を取り付け、角度を調整後ネジ６で締付けて固定
している（特開昭５９−２２６３０９号）。

第７図においては、保持筒３の角度を調整後、フランジ
４と筐体１の間に任意の太さの２本の丸棒１１ａ、ｌｌ
ｂを介在させ、各々の接合部をレーザにより溶接して固
定している（特開昭６１−１０３１１３号）。

第３図は光伝送路部品特に光ファイバ２がシングルモー
ドファイバ（コア径１０μｍ）、レンズ５が球レンズコ
リメートの場合の角度ずれ・軸ずれによる特性変化の一
例を示す説明図である。例えば軸ずれ量Δｒが４０μｍ
であるとき、光結合効率が１ｄＢ降下する場合の角度ず
れ量Δθは０．０６°であり、又、光結合効率が０．５
ｄＢ降下する場合の角度ずれ量Δθは０．０３°であり
、それぞれの角度ずれ以内で調整固着する必要があるこ
とを示している（　”Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ　Ｆｉｂ
ｅｒＶＤＭ　ｉｎ　ｔｈｅ　１．２／１．３μｍ　Ｗａ
ｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｒｅｇｉｏｎ　’　　：ｒ　Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｌ’　ｌｌｇｈｔｖａｖｅ　ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ　Ｊ　Ｖｏｌ　ＬＴ−４に７　Ｊｕｌｙ　１９
８６　Ｐ、８４１　）。

即ち、高光結合効率を得るには軸調心、角度調整の両者
を精密に行わねばならない。

近年、光通信網にはシングルモードファイバが多用され
るため、高精度で、かつ高信頼性の光デバイスの要求が
高まってきている。

［従来技術の問題点］ しかし、第５図〜第７図に示すような光伝送路部品の固
定構造では、次のような問題があった。

第５図に示す固定構造では、接着剤９が硬化する間に、
接着剤の厚さが変化し角度ずれを十分補正することが困
難であり、また接着剤硬化後に厚さが、環境条件等によ
り経時変化して光結合度が低下する恐れがある。

第６図では、凹球面加工筐体１と凸球面スペーサ１０の
組合せの場合は、凹球と凸球を機械的に隙間なく加工す
るためには、超精密な加工が要求され、通常の精度では
両者間に数１０ミクロンのギャップが発生し、ネジ６を
締付けた場合或いはレーザ溶接、ハンダ溶接時に角度ず
れ、軸ずれが発生する。特にシングルモードファイバに
適用する場合には、第３図に示すように０．１″以下の
角度ずれで固定しなければならず、現状の機械加工技術
では高価な部品となる。

また、第７図では、レーザにより確実に固定されるが、
角度ずれの調整と位置ずれの調整を同時に行なえない欠
点がある。第７図の場合は紙面に垂直方向の角度ずれの
位置にも丸棒を入れる必要があり、或いは多種の径の丸
棒を準備し、隙間に挿入しなければならず、固定に要す
る時間は多大なものとなる。また丸棒１１と筐体１又は
フランジ４の間に僅かの隙間があれば、レーザ溶接時に
保持筒３全体が間隙の少なくなる方向に移動し、光軸が
ずれる恐れがある。

［発明の目的］ 本発明の目的は前記した従来技術の問題点を解消し、筐
体と光伝送路部品との固定が容易且つ高精度に行うこと
ができ、光結合効率及び信頼性に優れた伝送路部品の固
着構造を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の要旨は、筐体の挿入孔周辺部に保持筒の凸球面
状フランジと円周状に線接触するリングが設けられ、上
記保持筒の凸球面状フランジと上記リング及び上記筐体
と上記リングが溶接されていることにある。

［実施例〕 第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す説明図であ
る。保持筒３の軸心で光ファイバ２とレンズ５が光結合
されており、保持筒３の中間部には凸球面に加工された
凸球面状フランジ１３が設けられている。筐体１と凸球
面状フランジ１３との間には、断面の片端が凸球面と円
環状に線接触するように先が尖がっており、もう一方の
片端は筐体１と面接触するようにした円錐リング１２が
挿入されている。そして、凸球面状フランジ１３と円錐
リング１２及び筐体１と円錐リング１２がそれぞれ溶接
により固定されている。

次に光伝送路部品の固定手順について説明する。

まず筐体１と凸球面座工３の間に円錐リング１２を置き
、光軸調整を行う。この時、保持筒３はＺ軸方向の角度
θａと同時にＸ、Ｙ方向の位置調整を行なう。結合効率
が最大の所で保持筒３をＺ方向に強い力で押し円錐リン
グ１２を介して筐体１に密着させる。この時、凸球面状
フランジ１３と円錐リング１２とは円環状に線接触して
いるため、両者間には隙間が生じない。又、円錐リング
１２の平坦面が筐体１と接触しているため全周密性した
接合面となる。最後に円環状に接合した各部分をレーザ
溶接、電子ビーム溶接或いはハンダづけ等によって溶接
し、結合効率最大の所で完全固着する。

なお、第２図に示したように、凸球面状フランジ１３と
円錐リング１２の接触する部分Ｐのθｂは球半径Ｒの接
線（９０’）以上であると、外面から接触線を直接見な
がら作業可能となるので、レーザ光の照射は溶接が確実
なものとなる。

又、同様に円錐リング１２のθＣを９０″以下とすれば
、円錐リング１２による障害を受けずに筐体１との接触
部に容易にレーザ光を照射でき、Ｘ。

Ｙ方向の移動量の非常に少ない光伝送部品が得られる。

このように、本実施例では、凸球面状フランジ１３と筐
体１との間に円錐リング１２を挿入したことにより、凸
球面状フランジ１３と円錐リング１２が線接触している
ため保持筒３の角度調整が容易となり、また筐体１と円
錐リング１２が面接触しているため円錐リング１２のＸ
、Ｙ方向への微調整が容易となり、且つ保持筒３の角度
調整後各部品を位置ずれさせることなく容易に各部品を
溶接固定することができる。また、円錐リング１２はそ
の加工が容易で且つ安価であり、第６図及びＴ５７図に
示す従来技術に比較して、大幅なコスト低減を図ること
ができる。

なお、円錐リング１２の変わりに筐体ｌ自体を加工する
ことによって円錐リング状の突起を設けるようにしても
よい。このようにすると、保持筒３のＸ、Ｙ方向の微調
整範囲は制約されてしまうことになるが、溶接により固
定する部分は凸球面状フランジとリング状突起の円環状
接触部だけですみ、作業工数及び作業時間を削減でき、
加工コストの低減も図ることができる。

［発明の効果］ 以上に説明した如く、本発明の光伝送路部品の固定構造
によれば、凸球面状フランジと筐体との間に凸球面状フ
ランジと円環状に線接触するリングを挿入し、各部品を
溶接により固定しているため、筒体と光伝送路部品との
固定が容易且つ高精度に行うことができ、光結合効率及
び信頼性を著しく向上させることができる、という顕著
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す説明図、第
３図は光伝送路部品の角度ずれ・軸ずれによる特性変化
を示す説明図、第４図は光伝送路部品を用いた光デバイ
スの一例を示す説明図、第５図、第６図及び第７図は従
来例を示す説明図である。 １：筐体、２：光ファイバ、 ３：保持筒、４：フランジ、 ５：レンズ、６：ネジ、 ７；光フィルタ、 ８：光フィルタ（又はミラー）、 ９：接着剤、１０：凸球面スペーサ、 １１：丸棒、１２：円錐リング、 １３；凸球面塵。 代理人　　弁理士　　薄　１）利 第　３　目 （ＯＬ） ｏ　　　２０　４０　６０　１１０　１００紬ず良Δｉ
（μ＃Ｌ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光伝送路部品が光ファイバと該光ファイバ端末に取り付
   けられた保持筒とから構成され、該保持筒の端部が筐体
   の挿入孔に挿入され、前記保持筒のフランジが前記筐体
   に固定されている光伝送路部品の固定構造において、前
   記保持筒のフランジが凸球面状に形成されており、前記
   筐体と前記凸球面状フランジとの間に該凸球面状フラン
   ジと円環状に線接触するリングが設けられ、前記保持筒
   の凸球面状フランジと前記リング及び前記筐体と前記リ
   ングが溶接により固定されていることを特徴とする光伝
   送路部品の固定構造。