TWI541552B - An optical coupling member and an optical connector using the same, and a holding member for an optical coupling member - Google Patents

An optical coupling member and an optical connector using the same, and a holding member for an optical coupling member Download PDF

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TWI541552B
TWI541552B TW101135407A TW101135407A TWI541552B TW I541552 B TWI541552 B TW I541552B TW 101135407 A TW101135407 A TW 101135407A TW 101135407 A TW101135407 A TW 101135407A TW I541552 B TWI541552 B TW I541552B
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Naohiko Moriya
Kiyoshi Iwamoto
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Mitsubishi Pencil Co
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Description

光耦合構件及使用此之光連接器、以及、光耦合構件用保持構件
本發明係關於一種於將來自發光元件的光聚光並入射至光纖、或將自光纖出射之光聚光於受光元件之情形所使用之光耦合構件及使用其之光連接器、以及光耦合構件用保持構件。
本申請案係以2011年9月28日申請之日本特願2011-212867及2011年10月18日申請之日本特願2011-229140為基礎，該等之全文以引用之方式併入本文中。
光耦合構件係於使自光源出射之光在光纖內傳播，並因應需要而出射至空中時、或於使在空中傳播之光入射至光纖內時使用。在此種光耦合構件中，為了抑制傳播損失，需要適切地進行光纖的端面與透鏡之定位。先前，作為進行此種光纖的端面與透鏡之定位之方法，已知有將其他構件的間隔件插入保持構件內之方法(例如參照專利文獻1)、及於保持構件本身設置間隔部之方法(例如參照專利文獻2)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2007-241094號公報
專利文獻2：日本實開平5-38606號公報
近年來，正在研討使用光纖進行機器間或機器內的大容量通信。在以此種用途使用之光耦合構件中，在形狀方面要求其尺寸較小，在機器方面則要求即便重複插拔，亦可維持光纖與透鏡之位置關係。
可考慮將專利文獻1或專利文獻2之方法，也應用在如此之光耦合構件中光纖的端面與透鏡之定位。然而，將其他構件的間隔件插入保持構件內之作業、或於保持構件本身設置間隔部之作業會有光耦合構件的尺寸愈小而愈困難，並有該作業所需之成本上升之問題。
本發明係鑒於此種問題點而完成者，其目的在於提供一種可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行透鏡與光纖之定位之光耦合構件及使用其之光連接器、以及光耦合構件用保持構件。
本發明之光耦合構件之特徵為其係具備：光纖、保持自形成於一端之插入孔插入之前述光纖之保持構件、及收納於形成於前述保持構件的另一端之收納部之透鏡；且使前述透鏡與光纖的端面中至少一者，抵接藉由於前述保持構件的收納部附近之外周設置凹陷部而形成之抵接面來進行定位者；於與前述光纖的插入方向正交之同一平面上，設置有複數個前述凹陷部。
根據上述光耦合構件，由於可使透鏡與光纖中至少一者，抵接藉由於保持構件上設置凹陷部而形成之抵接面來進行定位，故可以凹陷部為基準，將透鏡及/或光纖定 位。藉此，相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件保持構件內之情形、或於保持構件本身設置間隔部之情形，可提高作業效率。其結果，可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行透鏡與光纖之定位。特別是因為於與光纖的插入方向正交之同一平面上，設置有複數個凹陷部，故可使透鏡及/或光纖分別在複數個位置抵接於抵接面。其結果，可進行更高精度的透鏡及/或光纖之定位。
在上述光耦合構件中，較佳的是將與前述光纖對向之前述抵接面的角度，設成相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為20°以下，並使前述光纖的端面之一部分抵接前述抵接面。藉由如此地將與光纖對向之抵接面的角度，設成相對於與光纖的插入方向正交之平面為20°以下，而在光纖係由纖芯與包覆該纖芯之纖衣、及依需要包覆並補強該纖衣之補強層所構成，且係以將該等之端面配置於同一平面上之光纖(例如塑膠光纖)來構成之情形下，使光纖的端面抵接於抵接面，可容易確保該等之位置精度。因此，雖然抵接面的角度最佳為0°，但只要是20°以下，即可確保所期望的位置精度。
又，在上述光耦合構件中，較佳的是將與前述光纖對向之前述抵接面的角度，設成相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為30°以上80°以下，使構成前述光纖之補強層的一部分抵接於前述抵接面，且將構成前述光纖之纖芯及纖衣的端面，配置於較該抵接部靠近於前述透鏡側。通常，於玻璃光纖上設置有包覆纖衣之補強層，在插入保持 構件內之情形下，端部的補強層剝離，而成為纖芯及纖衣的端面較補強層的平面突出之狀態。即使在使用此種玻璃光纖之情形下，亦藉由將如上述般與光纖對向之抵接面的角度，設成相對於與光纖的插入方向正交之平面為30°以上80°以下，來使光纖向特別是以抵接面包圍之狹窄間隙之插入變得順暢，而可容易確保插入時該等的位置精度。
此外，在上述光耦合構件中，較佳的是將與前述光纖對向之前述抵接面的角度、及與前述透鏡對向之前述抵接面的角度，設成相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為不同之角度。藉由如此地將凹陷部中與透鏡對向之抵接面的角度、及與光纖對向之抵接面的角度設成不同之角度，可有效地將形狀不同之透鏡與光纖定位。
此外，在上述光耦合構件中，較佳的是將與前述透鏡對向之前述抵接面設為傾斜面，並將前述傾斜面相對於與前述光纖的插入方向正交之平面之角度設為0°以上45°以下，使前述透鏡的一部分抵接於前述傾斜面。在該情形下，由於可於支撐透鏡之光纖側的一部分狀態下進行定位，故可提高透鏡的位置精度。
此外，在上述光耦合構件中，較佳的是對與前述透鏡對向之前述抵接面施加除去加工。由於藉由如此地對與透鏡對向之抵接面的表面施加除去加工，可將凹陷部中與透鏡對向之抵接面平滑化，因此可防止透鏡損傷，且可提高透鏡的位置精度。另外，作為除去加工方法，可舉出切削加工、壓製(擠壓)加工、研磨加工、能量射束加工等。
本發明之光連接器之特徵為連接上述任一態樣的光耦合構件。根據該光連接器，可獲得以上述光耦合構件能獲取之作用效果。
本發明之光耦合構件用保持構件之特徵為其係具備：保持光纖之保持體；設置於前述保持體的一端，用於收納透鏡之收納部；及設置於前述保持體的另一端，用於插入前述光纖之插入孔；且使前述透鏡與光纖的端面中至少一者，抵接藉由於前述保持體的前述收納部之附近的外周設置凹陷部而形成之抵接面來進行定位者；於與前述光纖的插入方向正交之同一平面上，設置有複數個前述凹陷部。
根據上述光耦合構件用保持構件，由於係藉由於保持體之收納部的附近設置凹陷部，而形成用於使透鏡與光纖中至少一者抵接來進行定位之抵接面，故可以凹陷部為基準，將透鏡及/或光纖定位。藉此，相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件保持構件內之情形、或於保持構件本身設置間隔部之情形，可提高作業效率。其結果，可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行透鏡與光纖之定位。特別是因為於與光纖的插入方向正交之同一平面上設置有複數個凹陷部，可使透鏡及/或光纖分別於複數個位置抵接於抵接面，故可進行更高精度的透鏡及/或光纖之定位。
在上述光耦合構件用保持構件中，較佳的是將與經由前述插入孔而插入之前述光纖對向之前述抵接面的角度，設成相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為20°以下。 藉由如此地將與光纖對向之抵接面的角度，設成相對於與光纖的插入方向正交之平面為20°以下，而在光纖係由纖芯與包覆該纖芯之纖衣、及依需要包覆並補強該纖衣之補強層所構成，且係以將該等之端面配置於同一平面上之光纖(例如塑膠光纖)來構成之情形下，使光纖的端面抵接於抵接面，可容易確保該等之位置精度。
又，在上述光耦合構件用保持構件中，較佳的是將與經由前述插入孔而插入之前述光纖對向之前述抵接面的角度，設成相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為30°以上80°以下。通常，於玻璃光纖上設置有包覆纖衣之補強層，在插入保持體內之情形下，端部的補強層剝離，而成為纖芯及纖衣的端面較補強層的平面突出之狀態。即使在使用此種玻璃光纖之情形下，亦藉由如上述般將與光纖對向之抵接面的角度，設成相對於與光纖的插入方向正交之平面為30°以上80°以下，來使光纖向特別是以抵接面包圍之狹窄間隙之插入變得順暢，而可容易確保插入時該等的位置精度。
此外，在上述光耦合構件用保持構件中，較佳的是將與經由前述插入孔而插入之前述光纖對向之前述抵接面的角度、及與收納於前述收納部之前述透鏡對向之前述抵接面的角度，設成相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為不同之角度。藉由如此地將凹陷部中與透鏡對向之抵接面的角度、及與光纖對向之抵接面的角度設為不同之角度，可有效地將形狀不同之透鏡與光纖定位。
此外，在上述光耦合構件用保持構件中，較佳的是將與收納於前述收納部之前述透鏡對向之前述抵接面設為傾斜面，並將前述傾斜面相對於與前述光纖的插入方向正交之平面之角度設為0°以上45°以下。在該情形下，由於可於支撐透鏡之光纖側的一部分之狀態下進行定位，故可提高透鏡的位置精度。
此外，在上述光耦合構件用保持構件中，較佳的是對與收納於前述收納部之前述透鏡對向之前述抵接面施加除去加工。在該情形下，由於對與透鏡對向之抵接面的表面施加除去加工，可將凹陷部中與透鏡對向之抵接面平滑化，故可防止透鏡損傷，且可提高透鏡的位置精度。
根據本發明，因為使透鏡與光纖中至少一者抵接藉由於保持構件上設置凹陷部而形成之抵接面來進行定位，故可以凹陷部為基準，將透鏡及/或光纖定位。藉此，相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件保持構件內之情形、或於保持構件本身設置間隔部之情形，可提高作業效率。其結果，可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行透鏡與光纖之定位。
以下，茲參照附圖就本發明之實施形態進行詳細說明。首先，就本發明之連接有作為光耦合構件之光準直器之光連接器進行說明。圖1係顯示本發明之連接有作為光耦合構件之光準直器之光連接器之模式側剖面圖。另外，在圖 1中，為方便說明起見，作為出射至光準直器之光源，雖然說明具備半導體雷射晶片且於該半導體雷射晶片的光軸上具備光學透鏡之光連接器，但關於光連接器的構成，並不限定於此，可適宜地進行變更。
如圖1所示般，本發明之連接有光準直器之光連接器100係具備將半導體雷射晶片101配置於外殼102的安裝台103上，且於該半導體雷射晶片101的光軸上配置光學透鏡104而成之半導體雷射單元105。又，光連接器100係具備開口部106安裝於外殼102的側面102a，且保持自插入口107插入之光準直器10的保持件11之轉接器108。
在半導體雷射單元105中，自半導體雷射晶片101出射之雷射光，係利用光學透鏡104而成為平行光，且被引導至開口部106。而後，來自該光學透鏡104之平行光係利用光準直器10的準直透鏡12聚光，而入射至光纖13。而後，如此入射之光係在光纖13內傳播。
於本實施形態之光連接器100，當光準直器10插入至轉接器108的特定位置時，便會進行光學透鏡104與準直透鏡12之位置對準。並且，設計成在該狀態下，來自半導體雷射晶片101之雷射光可適切地入射至光纖13中。以下，就連接於如此之光連接器100之本實施形態之光準直器10的構成進行說明。
(第1實施形態)
圖2係本發明第1實施形態之光準直器10的側面圖。圖3係圖2所示之A-A之剖面圖。如圖2所示般，第1實施形態之 光準直器10在構成上包含：作為一般為圓筒形之保持構件之保持件11、保持於該保持件11的一端部之準直透鏡12、及自設置於保持件11的另一端部之插入孔11a插入之光纖13。另外，在本實施形態之光準直器10中，作為光纖13，適合插入塑膠光纖。
保持件11係例如以金屬材料形成。作為構成保持件11之金屬材料，特別是由加工性之點來看，較佳的是以沃斯田鐵系不鏽鋼形成。
又，保持件11係對樹脂材料或陶瓷材料施加成型加工而形成。作為樹脂材料，可使用例如聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚縮醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚苯醚(PPE)、聚醯胺-醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)等。藉由對於該等樹脂材料施加射出成型、擠壓成型及壓製成型等各種成型來形成保持件11。
又，作為陶瓷材料可使用例如氧化鋯、氧化鋁、氮化矽、碳化矽等。藉由對於該等陶瓷材料施加射出成型、擠壓成型及壓製成型等各種成型來形成保持件11。此外，作為構成保持件11之材料，亦可使用玻璃及結晶化玻璃等。
如圖3所示般，於保持件11中準直透鏡12側的端部設置有開口部11b。於該開口部11b的內側設置有收納準直透鏡12之收納部11c。將該收納部11c設置成尺寸稍小於準直透鏡12的直徑，且構造成可壓入準直透鏡12。為防止準直透 鏡12表面損傷，收納部11c係設置成可將準直透鏡12整體收納於其內側之尺寸。
又，於保持件11的內部，設置有直徑較光纖13的外徑稍微大之貫通孔11d。該貫通孔11d係與插入孔11a連通，且與收納部11c連通而設置。此外，於保持件11的外周面設置有複數個凹陷部11e。該等凹陷部11e係設置於收納部11c與貫通孔11d之間。又，該等凹陷部11e之詳細內容如後述般，係被利用於準直透鏡12及光纖13之定位上。例如，在以金屬材料形成保持件11之情形下，該等凹陷部11e係藉由自其外周部利用工具等施加擠壓加工而形成。
準直透鏡12係例如以玻璃材料形成，且以具有球形之球面透鏡構成。如圖3所示般，準直透鏡12係在被收納於保持件11的收納部11c內之狀態下，以一面自開口部11b面向轉接器108的開口部106，而另一面面向插入至貫通孔11d之光纖13的前端部之方式配置。
光纖13係例如以塑膠光纖構成，且由貫通其中心而設置之纖芯13a、包覆該纖芯13a之纖衣13b、及包覆並補強該纖衣13b之補強層13c所構成。在光纖13的與準直透鏡12對向之端面上，纖芯13a、纖衣13b及補強層13c係配置於同一平面上。即，在與準直透鏡12對向之端面上，纖芯13a、纖衣13b及補強層13c係一齊配置。
又，光纖13係經由插入孔11a插入貫通孔11d中。將光纖13於其前端部配置成在準直透鏡12的附近與該球面對向之狀態下固定。在該情形下，光纖13係利用例如塗佈於與貫 通孔11d的內周面之間之接著劑，而固定於保持件11上。另外，關於將光纖13固定於保持件11之方法，並不限定於此，可應用任意之固定方法。
在第1實施形態之光準直器10中，光纖13係例如以漸變折射率(GI)型光纖構成。光纖13係以於垂直於纖維軸之剖面折射率連續產生變化之方式而構成。又，纖芯13a及纖衣13b係例如以將C-H鍵結的H置換為F之全氟化光學樹脂構成。如該等般將光纖13以全氟化光學樹脂構成，且藉由以GI型光纖來構成，而成為可實現高速且大容量之通信者。
在具有此種構成之第1實施形態之光準直器10中，為了一方面抑制成本上升，一方面簡便地進行準直透鏡12與光纖13之定位，而利用設置於保持件11上之凹陷部11e。具體而言，使準直透鏡12及光纖13的一部分，抵接藉由將凹陷部11e設置於保持件11上而於保持件11內的收納部11c之附近所形成之抵接面，來進行定位。藉此，由於無需準直透鏡12與光纖13之定位用間隔件等構成，而可一方面抑制成本上升，一方面簡便地進行準直透鏡12與光纖13之定位。
此處，使用圖4就第1實施形態之光準直器10的保持件11之準直透鏡12與光纖13之定位方法進行說明。圖4係圖3所示之二點鏈線B內的放大圖。如圖4所示般，在凹陷部11e中，於與準直透鏡12對向之部分形成抵接面11e1，與準直透鏡12的一部分抵接；另一方面在與光纖13對向之部分則 形成抵接面11e2，與構成光纖13之纖芯13a以外之纖衣13b及/或補強層13c的一部分抵接。於如此抵接之狀態下，將準直透鏡12及光纖13分別定位於保持件11的特定位置。
如圖4所示般，凹陷部11e係設置成相對於與光纖13的插入方向正交之平面(例如，與圖4所示之光纖13的端面平行配置，且通過凹陷部11e的中心之平面C)，與準直透鏡12對向之抵接面11e1的角度、及與光纖13對向之抵接面11e2的角度不同。藉由如此地將凹陷部11e中與準直透鏡12對向之抵接面11e1的角度、及與光纖13對向之抵接面11e2的角度設成不同之角度，可有效地將形狀不同之準直透鏡12與光纖13定位。
在保持件11係以金屬材料形成之情形下，此種凹陷部11e係藉由使用例如前端部形狀不同之尖頭工具施加擠壓加工而設置。藉由以此種工具進行擠壓加工，將凹陷部11e設置成以其擠壓加工時之中心軸為基準，與準直透鏡12對向之部分(抵接面11e1)的形狀、及與光纖13對向之部分(抵接面11e2)的形狀係非對稱的。
又，在第1實施形態之光準直器10中，此種凹陷部11e在保持件11的同一圓周上(換言之，與保持件11的內側面中之光纖13的插入方向正交之同一平面上)設置有複數個(在本實施形態中為3個)。由於藉由如此地在同一圓周上設置複數個凹陷部11e，可使準直透鏡12及光纖13分別在複數個位置抵接，故可進一步高精度地進行準直透鏡12及光纖13之定位。
凹陷部11e中與準直透鏡12對向之抵接面11e1係構成傾斜面。該傾斜面係以相對於與圖4中箭頭所示之光纖13的插入方向正交之平面(例如，與圖4所示之光纖13的端面平行配置，且通過凹陷部11e的基端部之平面D)之角度θ1成為0°以上45°以下之方式設置。由於藉由如此地將準直透鏡12側的抵接面11e1之角度θ1設成相對於與光纖13的插入方向正交之平面D為0°以上45°以下，可於支撐準直透鏡12之光纖13側的一部分之狀態下進行定位，故成為可提高準直透鏡12的位置精度者。
又，在第1實施形態之光準直器10中，對凹陷部11e中與準直透鏡12對向之抵接面11e1的表面，施加利用切削加工、壓製(擠壓)加工、研磨加工、及能量射束加工之除去加工。由於如此地對與準直透鏡12對向之抵接面11e1的表面施加除去加工，故可將凹陷部11e中與準直透鏡12對向的抵接面11e1平滑化。其結果，成為可防止準直透鏡12損傷，且可進一步提高準直透鏡12的位置精度者。關於該除去加工，在以下所示之第2、第3實施形態之光準直器20、30中亦可同樣地進行。
另一方面，凹陷部11e中與光纖13對向之抵接面11e2係構成傾斜面。傾斜面係以相對於與光纖13的插入方向正交之平面(例如，與圖4所示之光纖13的端面平行配置之平面E)之角度θ2成為20°以下之方式設置。如此地設置成抵接面11e2的角度相對於平面E為20°以下。藉此，在如上述般以將纖芯13a、纖衣13b及補強層13c配置於同一平面上之光 纖(例如塑膠光纖)構成光纖13之情形下，藉由使該光纖13的端面抵接於抵接面11e2，成為可容易確保該等之位置精度者。
如以上說明般，在第1實施形態之光準直器10中，使準直透鏡12的一部分及光纖13的一部分，抵接藉由於保持件11上設置凹陷部11e而形成之抵接面11e1、11e2來進行定位。藉此，由於可以凹陷部11e為基準將準直透鏡12及光纖13定位，故相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件11內之情形、或於保持件11本身設置間隔部之情形，可提高作業效率。其結果，可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行準直透鏡12與光纖13之定位。
又，在第1實施形態之光準直器10的保持件11中，一方面利用凹陷部11e進行準直透鏡12與光纖13之定位，另一方面利用塗佈於貫通孔11d的內周面之間之接著劑等來固定光纖13。在該情形下，由於貫通孔11d在構成上具有足以固定光纖13的長度，因此將光纖13以定位後之狀態堅固地固定。因此，在使用光纖13進行機器間或機器內之大容量通信之用途上，即便在重複進行插拔之情形下，亦可維持光纖13與準直透鏡12之位置關係。
另，在以上說明中，說明了使準直透鏡12的一部分及光纖13的一部分，抵接藉由於保持件11上設置凹陷部11e而形成之抵接面11e1、11e2來進行準直透鏡12與光纖13之定位之情形。但是，關於準直透鏡12與光纖13之定位方法，並不限定於此，可適宜地進行變更。例如，亦可不使準直 透鏡12及光纖13之兩者抵接於抵接面11e1、11e2，而使準直透鏡12或光纖13中之一者抵接，另一者則在在抵接面11e1(抵接面11e2)以外之保持件11的部分進行定位。但該情形係以用於定位另一者之部分與抵接面11e1(抵接面11e2)之關係係設計成一定的位置關係為前提。即，在本發明之光準直器10中，亦包含使準直透鏡12或光纖13中之一者，抵接藉由設置凹陷部11e而形成之抵接面11e1、11e2之構想。
(第2實施形態)
在第2實施形態之光準直器中，就所插入之光纖的構成不同之點、以及因應該光纖的構成而用於定位其之凹陷部的形狀不同之點，與第1實施形態之光準直器10不同。以下，茲就第2實施形態之光準直器的構成，以與第1實施形態之光準直器10的差異點為中心進行說明。
圖5係本發明第2實施形態之光準直器20的側面圖。圖6係圖5所示之F-F之剖面圖。圖7係圖6所示之二點鏈線G內的放大圖。另外，在圖5~圖7中，對於與圖2~圖4所示之第1實施形態之光準直器10共通之構成，標注同一符號並省略其說明。
第2實施形態之插入光準直器20中之光纖15，係例如以玻璃光纖構成。光纖15在構成上係包含：貫通其中心而設置之纖芯15a、包覆該纖芯15a之纖衣15b、及進而包覆纖衣15b之補強層15c。光纖15係例如以玻璃材料構成。
如圖6所示般，光纖15係於與準直透鏡12對向之端面， 除去補強層15c的包覆，而使纖衣15b及纖芯15a向準直透鏡12側突出。即，於與準直透鏡12對向之端面，使纖芯15a及纖衣15b成為較以補強層15c構成之端面向準直透鏡12側突出之狀態。
於保持件11中之收納部11c與貫通孔11d之間，設置有用於進行準直透鏡12與光纖15之定位之凹陷部11f。於該凹陷部11f，因應上述之光纖15的構成，而具有與第1實施形態之凹陷部11e不同之形狀。具體而言，與光纖15對向之部分的形狀係與第1實施形態之凹陷部11e不同。另外，關於該凹陷部11f的形狀將於後述。
此處，茲就具有此種凹陷部11f之光準直器20的保持件11中之準直透鏡12及光纖15的定位方法進行說明。如圖7所示般，在凹陷部11f中，於與準直透鏡12對向之部分形成抵接面11f1，與準直透鏡12的一部分抵接。另一方面，在凹陷部11f中，於與光纖15對向之部分形成抵接面11f2，與構成光纖15之補強層15c的一部分抵接。在該情形下，纖芯15a及纖衣15b係較與抵接面11f2之抵接位置向準直透鏡12側突出而配置。於如此抵接之狀態下，將準直透鏡12及光纖15分別定位於保持件11的特定位置。
如圖7所示般，凹陷部11f之與準直透鏡12對向之抵接面11f1係構成傾斜面。該傾斜面係具有與構成第1實施形態之凹陷部11e的抵接面11e1之傾斜面相同之構成。又，該傾斜面係以相對於與圖7中箭頭所示之光纖15的插入方向正交之平面(例如，與圖7所示之光纖15的端面平行配置，且通 過凹陷部11f的基端部之平面H)之角度θ3成為0°以上45°以下之方式設置。由於藉由如此地將準直透鏡12側的抵接面11f1之角度θ3設成相對於與光纖15的插入方向正交之平面H為0°以上45°以下，可於支撐具有球形之準直透鏡12之光纖15側的一部分之狀態下進行定位，故成為可提高準直透鏡12的位置精度者。
另一方面，凹陷部11f中與光纖15對向之抵接面11f2係構成傾斜面。該傾斜面11f2係以相對於光纖13的插入方向正交之平面(例如，與圖7所示之光纖13的補強層15c的端面平行配置之平面I)之角度θ4成為30°以上80°以下之方式設置。藉由如此地將與光纖15對向之抵接面11f2的角度設成相對於與光纖15的插入方向正交之平面I為30°以上80°以下，而於光纖15如上述般係由纖芯15a、纖衣15b及補強層15c構成，且係以纖芯15a及纖衣15b較補強層15c的平面突出配置之光纖(例如玻璃光纖)來構成之情形下，可使光纖15的插入變得順暢，且容易確保準直透鏡12與光纖15的位置精度。
如以上說明般，在第2實施形態之光準直器20中，使準直透鏡12的一部分及光纖15的一部分，抵接藉由於保持件11上設置凹陷部11f而形成之抵接面11f1、11f2來進行定位。藉此，由於可以凹陷部11為基準將準直透鏡12及光纖15定位，故相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件11內之情形、或於保持件11本身設置間隔部之情形，可提高作業效率，且可一方面抑制成本上升，一方面簡單地 進行準直透鏡12與光纖15之定位。
另外，在第2實施形態之光準直器20中，將凹陷部11f設置成與準直透鏡12對向之抵接面11f1的角度和與光纖15對向之抵接面11f2的角度角度不同之點、以及於保持件11的同一圓周上設置有複數個之點，係與第1實施形態之光準直器10相同。因此，即便在第2實施形態之光準直器20中，亦可獲得利用該等凹陷部11f的構成之效果。
(第3實施形態)
在第3實施形態之光準直器中，關於凹陷部的構成不同之點，係與第1實施形態之光準直器10不同。以下，茲就第3實施形態之光準直器的構成，以與第1實施形態之光準直器10的差異點為中心進行說明。
圖8係本發明第3實施形態之光準直器30的側面圖。圖9係圖8所示之J-J之剖面圖。圖10係圖9所示之二點鏈線K內的放大圖。另外，在圖8~圖10中，對於圖2~圖4所示之與第1實施形態之光準直器10共通之構成，標注同一符號並省略其說明。
在第3實施形態之光準直器30中，凹陷部11g係如圖8及圖9所示般，於收納部11c與貫通孔11d之間，設置於保持件11的周面整體。即，凹陷部11g係以於收納部11c與貫通孔11d之間的保持件11上，構成圓環狀的凹部之方式設置。
此處，茲就具有此種凹陷部11g之光準直器30的保持件11中之準直透鏡12及光纖13的定位方法進行說明。如圖10 所示般，在凹陷部11g中，於與準直透鏡12對向之部分形成抵接面11g1，與準直透鏡12的一部分抵接。另一方面，在凹陷部11g中，於與光纖13對向之部分形成抵接面11g2，與構成光纖13之纖衣13b及/或補強層13c的一部分抵接。於如此抵接之狀態下，將準直透鏡12及光纖13分別定位於保持件11的特定位置上。
凹陷部11g中與準直透鏡12對向之抵接面11g1係構成傾斜面。該傾斜面係與第1實施形態之構成凹陷部11e的抵接面11e1之傾斜面相同，以相對於與圖10中箭頭所示之光纖13的插入方向正交之平面(例如，與圖10所示之光纖13的端面平行配置，且通過凹陷部11g的基端部之平面L)之角度θ5成為0以上45°以下之方式設置。由於藉由如此地將準直透鏡12側的抵接面11g之角度θ5設成相對於與光纖13的插入方向之中心軸L正交之面為0°以上45°以下，可於支撐具有球形之準直透鏡12之光纖13側的一部分之狀態下進行定位，故成為可提高準直透鏡12的位置精度者。
另一方面，凹陷部11g中與光纖13對向之抵接面11g2係構成傾斜面。該傾斜面係與第1實施形態之構成凹陷部11e的抵接面11e2之傾斜面相同，以相對於與光纖13的插入方向正交之平面(例如，與圖10所示之光纖13的端面平行配置之平面M)之角度θ6成為20°以下之方式設置。藉由如此地將抵接面11g2的角度設成相對於平面M為20°以下，而在如上述般以將纖芯13a與纖衣13b配置於同一平面上之光纖(例如塑膠光纖)構成光纖13之情形下，成為可藉由使光纖 13的端面抵接於抵接面11g2，而容易確保該等之位置精度者。因此，雖然抵接面11g2的角度最佳為0°，但只要是20°以下，即可確保所期望之位置精度。
如以上說明般，在第3實施形態之光準直器30中，使準直透鏡12的一部分及光纖13的一部分，抵接藉由於保持件11上設置凹陷部11g而形成之抵接面11g1、11g2來進行定位。藉此，由於可以凹陷部11g為基準將準直透鏡12及光纖13定位，因此相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件11內之情形、或於保持件11本身設置間隔部之情形，可提高作業效率，且可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行準直透鏡12與光纖13之定位。
另外，在第3實施形態之光準直器30中，將凹陷部11g設置成與準直透鏡12對向之抵接面11g1的角度、及與光纖13對向之抵接面11g2的角度角度不同之點，係與第1實施形態之光準直器10相同。因此，即便在第3實施形態之光準直器30中，亦可獲得利用該凹陷部11g的構成之效果。
另外，本發明並不限定於上述實施形態，其可進行各種變更而實施。在上述實施形態中，關於附圖中所圖示之大小或形狀等，並不限定於此，在發揮本發明之效果之範圍內可適宜地進行變更。此外，只要未脫離本發明之目的之範圍，即可適宜地進行變更而實施。
例如在上述實施形態中，作為光耦合構件的一例，係使用將平行光聚光並入射至光纖、或使自光纖出射之光成為平行光之光準直器10(20、30)進行說明。但是，關於本發 明之光耦合構件，並不限定於光準直器。關於本發明之光耦合構件，係以將來自發光元件的光聚光並入射至光纖、或將自光纖出射之光聚光於受光元件為前提，而可應用於任意構成的光耦合構件。
圖11係本發明之光耦合構件的主要部分周邊之放大圖。另，在圖11中，對於與圖3相同之構成，標注同一符號並省略詳細說明。在圖11A中，顯示上述第1實施形態之光準直器10的準直透鏡12周邊之放大圖。在圖11B中，顯示與上述第1~第3實施形態之光準直器10、20及30不同之構成的光耦合構件40之透鏡41周邊的放大圖。
在圖11B所示之光耦合構件40中，收納於保持件11的收納部11c之透鏡41的構成，與上述第1實施形態之光準直器10的準直透鏡12不同。透鏡41係將自受發光元件42出射之光(非平行光之出射光)聚光並入射至光纖13、或不使自光纖13出射之光成為平行光，就聚光於受發光元件42。另外，關於設置於保持件11上之凹陷部11e等之構成，係與上述第1實施形態之光準直器10的凹陷部11e共通。
即便在具有此種透鏡41之光耦合構件40中，亦可使透鏡41的一部分及光纖13的一部分，抵接藉由於保持件11上設置凹陷部11e而形成之抵接面11e1、11e2來定位。藉此，由於可以凹陷部11e為基準定位透鏡41及光纖13，因此相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件11內之情形、或於保持件11本身設置間隔部之情形，可提高作業效率。其結果，可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行透鏡 41與光纖13之定位。
又，在上述實施形態中，顯示將保持件11內之準直透鏡12與光纖13(15)之間的距離構成較短之光準直器10(20、30)。但是，關於準直透鏡12與光纖13(15)之間的距離，可根據準直透鏡12的聚光特性及受發光元件之位置關係等要因，而適宜地進行變更。
以下，茲就將保持件11內之準直透鏡12與光纖13之間的距離構成較長之情形的光準直器(光耦合構件)50、60進行說明。另外，以下，為方便說明起見，雖參照光準直器進行說明，但亦可應用於如圖11B所示般之光耦合構件。
圖12係本發明第1變形例之光準直器50的側面圖。圖13係圖12所示之L-L之剖面圖。圖14係圖13所示之二點鏈線M內的放大圖。又，圖15係本發明第2變形例之光準直器60的側面圖。圖16係圖15所示之N-N之剖面圖。圖17係圖16所示之二點鏈線O內的放大圖。另外，在圖12~圖17中，對於與圖3相同之構成，標注同一符號並省略詳細說明。
在圖12~圖14所示之光準直器50中，在光纖13的插入方向上，分離一定距離設置有凹陷部11h(11h1、11h2)。凹陷部11h1係設置於開口部11b側之位置，凹陷部11h2則設置於插入孔11a側之位置。凹陷部11h(11h1、11h2)係分別在同一圓周上(換言之，在與保持件11的內側面之光纖13的插入方向正交之同一平面上)設置有複數個(在圖12~圖14所示之例中為4個)。將凹陷部11h1利用在準直透鏡12的定位上。另一方面，將凹陷部11h2利用在光纖13的定位上。更 具體而言，將藉由設置凹陷部11h1而形成於保持件11內之開口部11b側的抵接面11h3，利用在準直透鏡12的定位上。另一方面，將插入孔11a側的抵接面11h4，利用在光纖13的定位上。
另一方面，在圖15~圖17所示之光準直器60中，設置有在光纖13的插入方向上僅延伸一定長度之凹陷部11i。凹陷部11i係在同一圓周上(換言之，與保持件11的內側面之光纖13的插入方向正交之同一平面上)設置有複數個(在圖15~圖17所示之例中為2個)。將凹陷部11i利用在準直透鏡12及光纖13的定位上。更具體而言，將藉由設置凹陷部11i而形成於保持件11內之開口部11b側的抵接面11i1，利用於準直透鏡12的定位上，並將插入孔11a側的抵接面11i2，利用於光纖13的定位上。
藉由於保持件11的外周設置如圖12~圖17所示般之凹陷部11h、11i，可將準直透鏡12與光纖13之間的距離構成較長。另外，設置於保持件11上之凹陷部11h的個數(在光纖13的插入方向上所設置之凹陷部11h的個數)、或凹陷部11i的長度可適宜變更。藉由將此種凹陷部11h、11i設置於保持件11上，可在準直透鏡12的聚光特性或受發光元件之位置關係等不同之各種環境下，適切地將自發光元件或光纖13出射之光聚光。
此外，在上述實施形態中，雖就光準直器10(20、30)所具備之準直透鏡12係以玻璃材料構成之情形進行了說明，但關於準直透鏡12的構成並不限定於此，而可適宜地進行 變更。例如，既可以塑膠材料構成準直透鏡12，其形狀亦可不限定於球形透鏡。
又，在上述第1實施形態中，雖將塑膠光纖作為光纖13之一例進行了說明，但應用於第1實施形態之光準直器10之光纖13並不限定於塑膠光纖。只要是準直透鏡12側的端面配置於同一平面上之構成，則亦可應用玻璃光纖。
此外，在上述第2實施形態中，雖將玻璃光纖作為光纖15之一例進行了說明，但應用於第2實施形態之光準直器20之光纖15並不限定於玻璃光纖。例如，只要是準直透鏡12側之端面的一部分突出配置之構成，則亦可應用塑膠光纖。例如，作為此種塑膠光纖，形成有包覆纖衣的外周之包覆層，且僅使纖芯及纖衣自包覆層的端面突出配置之情形係能夠符合。
此外，在上述第1實施形態中，雖就保持件11一般具有圓筒形之情形進行了說明，但關於保持件11的構成，係並不限定於圓筒形狀，而可適宜進行變更。以一方面於一端部形成準直透鏡12的收納部11c，另一方面於另一端部形成光纖13的插入孔11a為前提，而可採用任意形狀。例如，包含具有角筒形(即，與光纖13的插入方向正交之剖面為四角形之筒形)者等。
假設將具有角筒形之保持件11，應用於第1實施形態之光準直器10中之情形，會將凹陷部11e設置複數個於與保持件11的內側面中之光纖13的插入方向正交之同一平面上。關於應用於第2實施形態之光準直器20中之情形之凹 陷部11f係亦同。又，在將具有角筒形之保持件11，應用於第3實施形態之光準直器30中之情形，則會將凹陷部11g以環狀設置於與保持件11的內側面之光纖13的插入方向正交之同一平面上。
此外，在上述實施形態中，就將本發明在光準直器10(20、30)及連接其之光連接器中具體化之情形進行了說明。但是，本發明並不限定於該等，亦可作為以上述光準直器10(20、30)具有之保持件11所構成之光耦合構件用保持構件而成立。在該情形下，光耦合構件用保持構件係具備：例如以保持件11的整體所構成之保持體；設置於該保持體的一端，用於收納透鏡(例如，在光準直器用保持構件之情形為準直透鏡12)之收納部11c；設置於保持體的另一端，用於插入光纖13(15)之插入孔11a；及藉由於保持體的收納部11c之附近的外周設置凹陷部11e(凹陷部11f、凹陷部11g)而形成於收納部11c附近，用於使透鏡與光纖13(15)的端面中至少一者抵接來進行定位之抵接面11e1、11e2(抵接面11f1、11f2、抵接面11g1、11g2)。
根據本發明之光耦合構件用保持構件，由於在設置於收納部11c的附近之凹陷部11e(11f、11g)的一部分，設置用於使透鏡與光纖13(15)中至少一者抵接來進行定位之抵接面11e1、11e2(抵接面11f1、11f2、抵接面11g1、11g2)，故可以凹陷部11e(11f、11g)為基準將透鏡及/或光纖13(15)定位。藉此，相較於如先前般將其他構件的間隔件插入保持件保持構件內之情形、或於保持構件本身設置間隔部之情 形，可提高作業效率。其結果，可一方面抑制成本上升，一方面簡單地進行透鏡與光纖13(15)之定位。
10‧‧‧光準直器
11‧‧‧保持件
11a‧‧‧插入孔
11b‧‧‧開口部
11c‧‧‧收納部
11d‧‧‧貫通孔
11e‧‧‧凹陷部
11e1‧‧‧抵接面
11e2‧‧‧抵接面
11f‧‧‧凹陷部
11f1‧‧‧抵接面
11f2‧‧‧抵接面
11g‧‧‧凹陷部
11g1‧‧‧抵接面
11g2‧‧‧抵接面
11h1‧‧‧凹陷部
11h2‧‧‧凹陷部
11h3‧‧‧抵接面
11h4‧‧‧抵接面
11i‧‧‧凹陷部
11i1‧‧‧抵接面
11i2‧‧‧抵接面
12‧‧‧準直透鏡
13‧‧‧光纖
13a‧‧‧纖芯
13b‧‧‧纖衣
13c‧‧‧補強層
15‧‧‧光纖
15a‧‧‧纖芯
15b‧‧‧纖衣
15c‧‧‧補強層
20‧‧‧光準直器
30‧‧‧光準直器
40‧‧‧光耦合構件
41‧‧‧透鏡
42‧‧‧受發光元件
50‧‧‧光準直器
60‧‧‧光準直器
100‧‧‧光連接器
101‧‧‧半導體雷射晶片
102‧‧‧外殼
102a‧‧‧側面
103‧‧‧安裝台
104‧‧‧光學透鏡
105‧‧‧半導體雷射單元
106‧‧‧開口部
107‧‧‧插入口
108‧‧‧轉接器
B‧‧‧二點鏈線
C‧‧‧平面
D‧‧‧平面
E‧‧‧平面
G‧‧‧二點鏈線
H‧‧‧平面
K‧‧‧二點鏈線
L‧‧‧平面
M‧‧‧平面
O‧‧‧二點鏈線
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
θ3‧‧‧角度
θ4‧‧‧角度
θ5‧‧‧角度
θ6‧‧‧角度
圖1係顯示本發明之連接有作為光耦合構件之光準直器之光連接器之模式側剖面圖。
圖2係本發明第1實施形態之光準直器的側面圖。
圖3係圖2所示之A-A之剖面圖。
圖4係圖3所示之二點鏈線B內的放大圖。
圖5係本發明第2實施形態之光準直器的側面圖。
圖6係圖5所示之F-F之剖面圖。
圖7係圖6所示之二點鏈線G內的放大圖。
圖8係本發明第3實施形態之光準直器的側面圖。
圖9係圖8所示之J-J之剖面圖。
圖10係圖9所示之二點鏈線K內的放大圖。
圖11A、B係光耦合構件的主要部分周邊之放大圖。
圖12係第1變形例之光準直器的側面圖。
圖13係圖12所示之L-L之剖面圖。
圖14係圖13所示之二點鏈線M內的放大圖。
圖15係第2變形例之光準直器的側面圖。
圖16係圖15所示之N-N之剖面圖。
圖17係圖16所示之二點鏈線O內的放大圖。
11b‧‧‧開口部
11c‧‧‧收納部
11d‧‧‧貫通孔
11e‧‧‧凹陷部
11e1‧‧‧抵接面
11e2‧‧‧抵接面
12‧‧‧準直透鏡
13‧‧‧光纖
13a‧‧‧纖芯
13b‧‧‧纖衣
13c‧‧‧補強層
C‧‧‧平面
D‧‧‧平面
E‧‧‧平面
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度

Claims (11)

  1. 一種光耦合構件，其特徵為其係具備：光纖；保持構件，其保持自形成於一端之插入孔插入之前述光纖；及透鏡，其被收納於形成於前述保持構件的另一端之收納部；且該光耦合構件係使前述透鏡與光纖的端面抵接在藉由於前述保持構件的收納部附近之外周設置凹陷部而形成之抵接面來進行定位；其中於與前述光纖的插入方向正交之同一平面上，設置有複數個前述凹陷部，且與前述光纖對向之前述抵接面的角度、及與前述透鏡對向之前述抵接面的角度，相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為不同角度。
  2. 如請求項1之光耦合構件，其中與前述光纖對向之前述抵接面的角度相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為20°以下，且前述光纖的端面之一部分抵接於前述抵接面。
  3. 如請求項1之光耦合構件，其中與前述光纖對向之前述抵接面的角度相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為30°以上80°以下，構成前述光纖之補強層的一部分抵接於前述抵接面，且構成前述光纖之纖芯及纖衣的端面配置於較該抵接部更靠近前述透鏡側。
  4. 如請求項1之光耦合構件，其中與前述透鏡對向之前述抵接面為傾斜面，前述傾斜面相對於與前述光纖的插入方向正交之平面之角度為0°以上45°以下，且前述透鏡的一部分抵接於前述傾斜面。
  5. 如請求項1之光耦合構件，其中對與前述透鏡對向之前述抵接面施加除去加工。
  6. 一種光連接器，其特徵為連接請求項1之光耦合構件。
  7. 一種光耦合構件用保持構件，其特徵為其係具備：保持體，其保持光纖；收納部，其設置於前述保持體的一端，用於收納透鏡；及插入孔，其設置於前述保持體的另一端，用於插入前述光纖；且該光耦合構件用保持構件係使前述透鏡與光纖的端面抵接在藉由於前述保持體的前述收納部之附近的外周設置凹陷部而形成之抵接面來進行定位；其中於與前述光纖的插入方向正交之同一平面上，設置有複數個前述凹陷部，且與經由前述插入孔而插入之前述光纖對向之前述抵接面的角度、及與收納於前述收納部之前述透鏡對向之前述抵接面的角度，相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為不同角度。
  8. 如請求項7之光耦合構件用保持構件，其中與經由前述插入孔而插入之前述光纖對向之前述抵接面的角度，相 對於與前述光纖的插入方向正交之平面為20°以下。
  9. 如請求項7之光耦合構件用保持構件，其中與經由前述插入孔而插入之前述光纖對向之前述抵接面的角度，相對於與前述光纖的插入方向正交之平面為30°以上80°以下。
  10. 如請求項7到9中任一項之光耦合構件用保持構件，其中與收納於前述收納部之前述透鏡對向之前述抵接面為傾斜面，且前述傾斜面相對於與前述光纖的插入方向正交之平面之角度為0°以上45°以下。
  11. 如請求項7之光耦合構件用保持構件，其中對與收納於前述收納部之前述透鏡對向之前述抵接面，施加除去加工。
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