TW201142394A - Optical connector module - Google Patents

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201142394 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種將光纖與發光元件、光接收元件或光 學零件光學性耦合之光連接器模組。 【先前技術】 眾所周知有一種光電轉換模組：將由發光元件產生之光 信號與光纖轉合，或將自Α纖傳輸而來之光信號與光接 收元件耦合》曰本專利特開2007_171556號公報（專利文獻υ 揭示一種光模組，其包含光電轉換元件封裝、作為光纖之 端部之套圈、透鏡及收容該等且包含透光性樹脂材料的固 持器。 【發明内容】 發明所欲解決之問題 本發明之目的在於提供一種具有較高之光耦合效率之光 連接器模組。 解決問題之技術手段 為了達成目的，本發明提供一種光連接器模組，其包括： 光纖’其包含纖芯與由第1樹脂形成之塑膠包層；及定位零 件’其包含直接插入有光纖之固定部與透鏡，且由第2樹脂 形成，且第2樹脂之硬度大於第1樹脂之硬度。於本發明之 光連接器模組之一態樣中’固定部包含與光纖之前端面抵 接之底面’透鏡係以與底面對向之方式而設置。第1樹脂較 佳為氟丙烯酸酯樹脂，第2樹脂較佳為聚醚醯亞胺樹脂。 於本發明之光連接器模組中，光纖為包括玻璃纖芯與塑 156188.doc 201142394 膠包層之PCF(PlaStic Clad Fiber’塑膠包層光纖），玻璃纖 芯之前端面較塑膠包層之前端面更向底面側突出，玻璃纖 芯之前端面係經由接著劑而固定於底面，亦可於塑膠包層 之前端面與底面之間填充有接著劑。於該情形時，接著劑 之折射率較佳為小於玻璃纖芯之折射率。 於本發明之光連接器模組中，光纖為包括麵纖芯與塑 膠包層之PCF’塑膠包層之包層前端面可較玻璃纖芯之纖芯 前端面更向底面側突出。於該情形時，較佳為塑膠包層: 前端面係經由接著劑而固^於底面，亦於玻璃纖怎之前端 面與底面之間填充有接著劑。又’接著劑之折射率較 大於塑膠包層之折射率。 發明之效果 根據本發明之光連接器模組，於將光纖插入至固定部 時’由於光纖之前端面之外周部分不磨削定位零件，故可 抑制㈣屑之產生。㈣，可提供—種磨肖，介於透鏡與 光纖之前端面之間而使光輕合效率降低之虞較少、具有較 高的光耦合效率之光連接器模組。 【實施方式】 圖式之目的在於 以下參照圖式說明本發明之實施形態。 於圖式中，為了避免重 圖式中之尺寸之比例未 說明，而並非欲限定發明之範圍 複說明，相同符號表示相同部分 必正確。 本發明者們研究了專利文獻1記載之㈣組中未插入套 圈而將光纖直接安裝於固持器之情況。圖7係參考例之光連 156188.doc 201142394 接器模組1 01之側剖面圖》光連接器模組1 〇〗中，未插入套 圈而將光纖102直接安裝於固持器（定位零件1〇3)β於該情形 時’由玻璃等所形成之光纖102較由樹脂所形成之定位零件 1 03更硬。因此，於將光纖1 〇2插入至設置於定位零件之插 入孔時，光纖102之前端面l〇2c之外周部分磨削定位零件 1 〇3之插入孔之内壁1 〇4b，而產生磨削屑A。磨削屑A殘留 於插入孔之内部，若於磨削屑A介於光纖1〇2之前端面1〇2(： 與透鏡105之間之狀態下固定光纖102，則存在光之麵合效 率降低之虞。 圖1A係本發明之第一實施形態之光連接器模組1之前視 圖’圖1B係光連接模組1之IU剖面圖。光連接器模組1 包括光纖2與直接插入並固定光纖2之定位零件3。 定位零件3為由聚醚醯亞胺等透明樹脂所形成之大致長 方體狀之構件，其包含插入有光纖2之固定部（插入孔句、透 鏡5及扣合凹部6。於搭載於對象零件（未圖示）之光電轉換元 件或透鏡等光學零件與透鏡5對向之狀態下，藉由扣合凹部 6與设置於對象零件之扣合凸部扣合，而光連接器模組丄可 與對象零件連接。 插入孔4係如下之圓柱狀空間：自形成於定位零件3之一 側面之開口 4a起至設置於透鏡5側之底面4c為止於定位零 件3的長度方向（圖2中之左右方向）延伸。設定插入孔4之徑 向尺寸與光纖2之外形尺寸相同或略微大於光纖2之外形尺 寸。於前端面2c塗佈有透光性接著劑之狀態下，將光纖2插 入至插入孔4直至前端面2c與底面4c抵接為止’從而將光纖 lS6188.doc 201142394 2固定於定位零件3。 透鏡5係與定位零件3成形為一體之凸透鏡。透鏡5係以與 光纖2之前端面2c對向之位置設置於與形成有開口物的面 相反之側之定位零件3之—側面。透鏡5係使自光纖2傳輸而 來之光收斂，且於以對向於透鏡5之方式而連接之未圖示之 透鏡等光學元件或光接收元件等光電轉換元件中可使光高 效傳輸者。 光纖2包括纖芯2a與折射率小於纖芯2a之塑膠包層（包層 2b)。此處，包層2b係由硬度較構成定位零件3之材料之硬 度更小之材料而形成，以使包層2b不磨削定位零件3。具體 而言，包層2b可使用氟丙烯酸酯樹脂等壓克力樹脂。再者， 由於纖芯2a不與定位零件3直接接觸，並不磨削定位零件 3 ’故對纖芯2a之材質並無特別限制’可使用折射率大於壓 克力樹脂之PMMA(Polymethyl Methacrylate，聚曱基丙烯酸 曱酯）或石英玻璃。 又’定位零件3可使用硬度大於形成包層2b之材料之硬度 之聚_酿亞胺等樹脂。作為該聚醚酿亞胺，例如可使用非 晶性熱可塑性聚醚醯亞胺（ULTEM)(註冊商標：Sabic Innovative Plastic.I.P.B.V公司）。例如若定位零件3使用鉛筆 硬度Η之非晶性熱可塑性聚醚醯亞胺，包層2b使用鉛筆硬度 HB之氟丙烯酸酯，則包層2b不磨削定位零件3。 對於可使用於定位零件3之樹脂，除聚醚醯亞胺樹脂以 外’可列舉Teralink(註冊商標：住友電工精細高分子股份 有限公司）。Teralink係選自由透明聚醯胺、環狀聚烯烴、 I56188.doc 201142394 碳氟樹脂、聚醋、丙烯酸、聚碳酸醋及離子聚合物樹脂所 組成之群組之丨種或2種以上之交聯性熱可塑性樹脂。若使 用鉛筆硬度Η之Temlink，則由於較包層2b之鉛筆硬度HB2 氟丙烯酸酯更硬，故包層2b不磨削定位零件3。 製作光連接器模組〗時，將光纖2插入至插入孔4直至光纖 2之前端面2c與底面4c抵接為止。此時，由於光纖2中接觸 於定位零件3之包層2b之硬度低於定位零件3之硬度，光纖2 之前端面2c之外周部分不磨削插入孔4之側壁仆，故可抑制 磨削屑之產生。因此’可提供磨削屑介於光纖2之前端⑽ 與透鏡5之間而使光之耦合效率降低之虞較小、光之耦合效 率良好的光連接器模組1。 圖2係本發明之第一實施形態之變形例即光連接器模組 "之剖面圖。於光連接器模組…，於與光纖2之前端面2c 對向之位置設置有鏡面16，透鏡15係經由鏡面而與光纖2 光學性連接。 再者，於第-實施形態中，說明了作為圓柱狀之孔之固 5部4’但固定部4亦可為其他形態。例如，亦可由具有接 面之基礎零件與覆蓋基礎零件之接纟面之覆蓋零件而構 成疋位零件3 ’將固定部4形成為形成於接合面之剖面V字狀 之槽。 圖3係本發明之第二實施形態之光連接器模組2丨之前視 圖’圖4係光連接器模組”之叫!剖面圖。光連接器模組^ 包括光纖22與直接插入並固定光纖22之定位零件3。定位零 件3與第一實施形態中之定位零件相同。 156188.doc 201142394 光纖22可使用具有包括石英玻璃等之玻璃纖芯2a與包含 折射率小於玻璃纖芯2a之塑膠之包層2b的PCF(Plastic Clad Fiber)。再者，亦可將 HPCF(Hard Plastic Clad Fiber，硬塑 膠包層光纖）使用於光纖22，該HPCF係將氟丙烯酸酯等硬 質塑膠使用於包層2b者。於光纖22之前端部分，由於玻璃 纖站2a之前端之纖芯前端面2ac較包層2b之前端的包層前 端面2bc更向底面4c側突出，故僅纖芯前端面2ac與底面4c 抵接。 於光纖22之前端部分，纖芯前端面2ac係經由接著劑7而 固定於底面4c ’又，接著劑7亦填充於包層前端面2bc與底 面4c之間。即，於突出之纖芯前端面2ac及其外周面塗佈有 接著劑7 ’故與使纖芯前端面2ac與包層前端面2bc—致之情 形相比，可藉由接著劑7使接著面積變大，因此，由於可提 南光纖22之與定位零件3之接著強度，可抑制纖芯前端面 2ac自底面4c剝離，故即便為使用為光纖22之光連接 器模組21亦可穩定地維持光之耦合效率。 再者，纖芯前端面2ac相對於包層前端面2bc之突出量較 佳為ίο〜1〇〇 μιηβ於纖芯前端面2ac之突出量小於1〇μπι之情 形時，由於突出之玻璃纖芯2&之外周面較小，故無法確保 上述接著面積充分大，有接著強度不足之虞。於纖芯前端 面2ac之犬出i大於1〇〇 之情形時光自玻璃纖芯之突 出部分漏出至外部，導致光連接器模組21之光之耦合效率 降低。 又，作為接著劑7,較佳為使用較玻璃纖芯2a之折射率小 156188.doc 201142394 且具有透光性之接著劑。又，更佳為接著劑7為具有與包層 2b相同程度之折射率之接著劑。作為較佳之接著劑7可例示 NTT Advance Technology公司製造之光路耦合用接著劑折 射率調整品。 藉由使用此種接著劑7,可維持光連接器模組21之光之耦 合效率。即，於玻璃纖芯2a較包層2b更向底面牝側突出之 光纖22之前端部分’自玻璃纖芯2a出射之光將要入射至具 有透光性之接著劑7»然而.，由於位於突出之玻璃纖芯^之 外側之接著劑7與包層2b同樣，折射率小於玻璃纖芯2a，故 於玻璃纖芯2a與接著劑7之界面光發生全反射。因此，可抑 制光信號自突出之玻璃纖芯2a漏出至外部，故可更穩定地 維持光連接器模組21之光之耦合效率。 再者’於第一實施形態之光連接器模組使用低損耗且易 加工性優異之PCF作為光纖之情形時，僅將pcF插入並固定 於叹置於定位零件之插入孔’由於纖芯與塑膠包層之材質 不同’故雖然對光纖2施加張力時，包層2b彈性變形而可維 持與底面4c之連接’然而玻璃纖芯2a無法彈性變形，有自 底面4c分離之虞。此時’於玻璃纖芯2a之前端面與包層2b 之前端面一致、且光纖2之前端面為平坦之面的情形時，由 於僅包層2b之前端面經由接著劑而固定於底面乜上，故玻 璃纖芯2a之相對於底面4c之接著強度未必充分。因此，若 對光纖2施加張力，則有僅玻璃纖芯2a自底面4c分離而導致 光^號之傳輸損耗增加且光之耦合效率降低之虞。 相對於此’根據第二實施形態之光連接器模組，玻璃纖 156188.doc 201142394 芯之前端面較塑膠包層之前端面更向底面側突出，進而， 除玻璃纖芯之前端面與底面之外，亦於塑膠包層之前端面 與底面之間填充有接著劑。因此，由於突出之玻璃纖芯之 前端面及其外周面塗佈有接著劑，故與使玻璃纖芯之前端 面與塑膠包層之前端面一致之情形相比，可使接著面積變 大。因此’可將光纖確切地固定於定位零件，光纖之前端 面剝離之虞較小’從而可穩定地維持光之耦合效率。 圖5係本發明之第三實施形態之光連接器模組3丨之前視 圖’圖6係光連接器模組31之ΙΙ-Π剖面圖。光連接器模組31 包括光纖32與直接插入並固定光纖32之定位零件3。定位零 件3與第一實施形態中之定位零件相同。 光纖32使用具有包含石英玻璃等之玻璃纖芯2&與包含折 射率小於玻璃纖芯2a之塑膠之包層2b的PCF(Plastic Clad Fiber)。再者，亦可將HPCF(Hard Plastic Clad Fiber)使用於 光纖32 ’該HPCF係將氟化丙稀酸酯等硬質塑膠使用於包層 21»者。於光纖32之前端部分，由於包層孔之前端之包層前 端面2bc較玻璃纖芯2a之前端之纖芯前端面2ac更向底面4c 側突出，故僅包層前端面2b與底面4c抵接。 於將光纖32插入至插入孔4而固定於定位零件3時，由於 包層前端面2bc較纖芯前端面2ac更向底面4側突出，故僅與 定位零件3同等材質之包層前端面2bc或材質較定位零件3 軟之包層2b之包層前端面2bc與底面4c抵接，而材質較定位 零件3硬之玻璃纖芯2a之纖芯前端面2ac不與底面4c抵接。 因此，可防止纖芯前端面2ac之損傷或插入孔4之底面4c之 156188.doc 201142394 損傷。故可穩定地提供光之輕合效率優異之光連接器模组 31 〇 ' 又’於將光纖32插入至插入孔4時，由於僅軟質之包層前 端面2bc接觸於插入孔4之側壁仆，故光纖^不磨削側壁 仆。因此，不會由於磨削屑介於透鏡5與光纖32之間而降低 光之耦合效率，故可提供具有較高之光之耦合效率之光連 接器模組3 1。 又，於光纖32之前端部分，纖芯前端面2狀與包層前端面 2bc係經由接著劑7而固定於底面乜。此時由於纖芯前端 面2aC與底面4c之間亦填充有接著劑7，除突出之包層前端 面2bc之外，於包層内周面亦塗佈有接著劑7,故與使纖芯 前端面2ac與包層前端面2bc—致之情形相比，藉由接著劑7 可使接著面積變大《因此，由於可提高光纖32之與定位零 件3之接著強度’可抑制包層前端面2bc自底面4c剝離，故 而可維持光連接器模組31之光之耗合效率。 作為接著劑7 ’較佳為折射率高於包層2b且具有透光性之 接著劑。又’接著劑7更佳為具有與玻璃纖芯2a相同程度之 折射率之接著劑。作為較佳之接著劑7可例示環氧接著劑 NTT Advance Technology公司製造之光路耦合用接著劑 GA700。 藉由使用此種接著劑7，可維持光連接器模組3 1之光之耦 合效率。即’於包層2b較玻璃纖芯2a更向底面4c側突出之 光纖32之前端部分，自玻璃纖芯2a出射之光入射至具有透 光性之接著劑7，該光將入射至自玻璃纖芯2a突出之包層 156188.doc -12- 201142394 2b。然而，由於與玻璃纖芯2a同樣，接著劑7之折射率大於 包層2b之折射率，故於接著劑7與包層2b之界面光發生全反 射。因此’由於可抑制光信號自突出之包層2b漏出至外部， 故而可維持光連接器模組31之光之耦合效率。 再者’包層前端面2bc之相對於纖芯前端面2ac之突出量 較佳為大約10〜100 μιη。若包層前端面2bc之突出量小於1〇 μιη，則將光纖32插入至插入孔4時由於插入壓力而包層2b 彈性變形，有玻璃纖芯2a接觸於底面4c之虞。又，由於突 出之包層2b之内周面之面積較小，上述接著面積較小，故 有接著強度降低之虞。又，若包層前端面2bc之突出量超過 1 〇〇 μπι ’則纖怒前端面2ac與透鏡5過度分離，導致自纖芯 别端面2ac出射之光漏出至外部，光連接器模組3丨之光之耦 合效率降低。 再者，於第一實施形態之光連接器模組中使用低損耗且 易加工性優異之PCF作為光纖2之情形時，將光纖2固定於定 位零件3時，若使光纖2之前端面中之玻璃纖芯2&之纖芯前 端面與碰觸面即底面4c抵接，則由於玻璃纖芯以材質較透 明塑膠製之定位零件3硬，故有纖芯前端面損壞底面切或纖 心刖端面2aC自身受損傷之虞。若如此對纖芯前端面2扣或 底面4c造成損傷，則有光連接器模組丨之光之耦合效率降低 之虞。 相對於此，根據第三實施形態之光連接器模組，於將光 纖插入至固定部並固定於定位零件時，由於塑膠包層之包 層前端面較玻璃纖芯之纖芯前端面更向底面側突出，故僅 156188.doc •13· 201142394 材質較玻璃纖芯軟之塑膠包層之包層前端面與底面抵接， 而材質較定位零件硬之玻璃纖芯之纖芯前端面不與底面抵 接。因此，纖芯前端面損傷或固定部之底面損傷之虞較小。 因此’可穩定地提供種光之麵合效率優異之光連接器模 【圖式簡單說明】 圖1A係本發明之第一實施形態之光連接器模組之前視 圖’圖1B係圖1A之光連接器模組之Π_Π剖面圖； 圖2係本發明之第一實施形態之光連接器模組之變形例 的刮面圖； 圖3係本發明之第二實施形態之光連接器模組之前視圖； 圖4係圖3之光連接器模組之Π-Π剖面圖； 圖5係本發明之第三實施形態之光連接器模組之前視圖； 圖6係圖5之光連接器模組之II-II剖面圖；及 圖7係參考例之光連接器模組之側剖面圖。 【主要元件符號說明】 1、11、21、31、101 光連接器模組 光纖 玻璃纖芯 包層 光纖2之前端面 纖芯前端面 包層前端面 定位零件 2 、 22 、 32 、 102 2a 2b 2c 2ac 2bc 3 ' 103 156188.doc -14- 201142394 4 固定部/插入孔 4a 開口 4b 插入孔4之側壁 4c 底面 5 、 15 、 105 透鏡 6 扣合凹部 7 接著劑 16 鏡面 102c 光纖102之前端面 104b 定位零件103之插入孔之内壁 156188.doc -15-

Claims (1)

1. 201142394 七、申請專利範園·· 1. 一種光連接器模組，其包含： 光纖，其具有纖芯與由第1樹脂形成之塑膠包層；及 定位零件，其包含插入有上述光纖之固定部與透鏡， • 且由第2樹脂形成； 且上述第2樹脂之硬度大於上述第1樹脂之硬度。 2. 如凊求項1之光連接器模組，其中上述固定部包含與上述 光纖之則端面抵接之底面’上述透鏡係以與上述底面對 向之方式而設置。 3. 如請求項1之光連接器模組，其中上述第丨樹脂為氟化丙 烯酸酯樹脂，上述第2樹脂為聚醚醯亞胺樹脂。 4. 如請求項1之光連接器模組，其中上述光纖為包括玻璃纖 芯與塑膠包層之塑膠包層光纖，且 上述固定部包含與上述光纖之前端面抵接之底面， 上述玻璃纖芯之前端面較上述塑膠包層之前端面更向 上述底面側突出， 上述玻璃纖芯之上述前端面係經由接著劑而固定於上 述底面， 於上述塑膠包層之上述前端面與上述底面之間亦填充 • 有上述接著劑。 5. 如請求項4之光連接器模組，其中上述技 疋接者劑之折射率小 於上述玻璃纖芯之折射率。 6. 如請求項1之光連接器模組，其中上述 T迅九纖為包括玻璃纖 芯與塑膠包層之塑膠包層光纖，且 156188.doc 201142394 上述固定部包含與上述光纖之前端面抵接之底面， 上述塑膠包層之包層前端面較玻璃纖怒之纖芯前端面 更向上述底面側突出。 7. 如„月求項6之光連接器模組，其中上述塑膠包層之上述前 端面係經由接著劑而固定於上述底面； 於上述玻璃纖芯之上述前端面與上述底面之間亦填充 有上述接著劑。 8. 如請求項7之光連接器模組，其中上述接著劑之折射率大 於上述塑膠包層之折射率。 I56188.doc