JPH0862453A - 光結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 円筒状に形成された金属製のキャップ１０の
レンズ保持部１０ｂに集光レンズ４を低融点ガラスで固
定し、光電変換素子１が素子収納部１０ｃで覆われるよ
うにキャップ１０をヘッダ２に被せて鍔部１０ａを抵抗
溶接により固定すると共に、キャップ１０の他端にフェ
ルール６を介して光ファイバケーブル５を保持した金属
製のスリーブ８をスポット溶接により固定する。 【効果】 低融点ガラスに対する溶接の熱の影響がなく
なり、低融点ガラスの亀裂の発生を防止できるので、素
子収納部の気密を確実に保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信装置に用いられ
る光結合器に関するもので、特に光電変換素子と光ファ
イバをレンズを介して光学的に結合させる光結合器の構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信装置の高密度実装化に伴
い、この光通信装置に用いられる光結合器に対しても低
コスト化、小型化が要求されている。

【０００３】図２はこのような要求に応える従来の光結
合器の構造を示す図で、右半分を断面としている。

【０００４】図において１は光電変換素子で、電気信号
を光信号に変換して出力する半導体レーザ素子等の発光
素子、あるいは光信号を電気信号に変換して出力するフ
ォトダイオード等の受光素子である。

【０００５】２は鉄あるいは鉄系合金等の金属で形成さ
れたヘッダで、このヘッダ２に前記光電変換素子１が搭
載されている。

【０００６】３は鉄あるいはニッケルコバルト合金等の
金属で形成されたキャップで、前記光電変換素子１との
対向面に設けられたレンズ取り付け穴にボールレンズや
ロッドレンズあるいは非球面レンズ等の集光レンズ４が
低融点ガラスによって固定されている。

【０００７】また、キャップ３の開口部には、その全周
にわたって鍔部３ａが形成され、この鍔部３ａを抵抗溶
接によって前記ヘッダ２に接合することにより、キャッ
プ３は光電変換素子１の周囲を気密封止している。

【０００８】尚、このキャップ３は後述するポストと直
接スポット溶接できるように肉厚に形成されており、ま
た、キャップ３の内側には不活性ガスが注入され、光電
変換素子１の酸化防止が図られている。

【０００９】５は光ファイバケーブル、６はステンレス
系の金属により形成されたフェルール、７はセラミック
製のパイプである。

【００１０】ここで光ファイバケーブル５は、フェルー
ル６内に挿入されてエポキシ系の接着剤により固定され
ている。

【００１１】また、光ファイバケーブル５の端部は、外
皮を除去してコア及びクラッドから成る素線部５ａが出
され、この素線部５ａはフェルール６の先端内側に挿入
固定したパイプ７の中心部に保持されていて、その端面
は研磨処理されている。

【００１２】８は前記フェルール６と同様にステンレス
系の金属によって形成されたスリーブ、９はステンレス
系の金属により形成された円筒状のポストで、このポス
ト９の片端が前記集光レンズ４による焦点位置と一致す
るようなっている。

【００１３】このような構成を有する光結合器は次のよ
うに組み立てられる。

【００１４】まず、光電変換素子１を搭載したヘッダ２
に固定されたキャップ３上にポスト９の一端をスポット
溶接により固定する。

【００１５】そして、このポスト９の他端にスリーブ８
を配置すると共に、このスリーブ８内に光ファイバケー
ブル５を保持したフェルール６を挿入し、光電変換素子
１に対して光ファイバケーブル５の素線部５ａの光軸調
整を行う。

【００１６】この光軸調整は、光電変換素子１が半導体
レーザ素子等の発光素子の場合、この光電変換素子１の
発光部から発した光が集光レンズ４を介して光ファイバ
ケーブル５の素線部５ａの端面に結像されるように調整
し、光電変換素子１がフォトダイオード等の受光素子で
ある場合は、光ファイバケーブル５の素線部５ａの端面
から発した光が集光レンズ４を介して光電変換素子１の
受光部に結像されるように調整するものである。

【００１７】こうして光軸調整を行った後、フェルール
６をスリーブ８にスポット溶接により固定し、更にその
後スリーブ８の鍔部８ａをポスト９にスポット溶接によ
り固定することで、光ファイバケーブル５の素線部５ａ
は集光レンズ４により集光した焦点で最終固定される。

【００１８】このように組み立てられた光結合器は、光
電変換素子１が発光素子であれば、送信回路から与えら
れる電気信号を光電変換素子１により光信号に変換し、
集光レンズ４を介して光ファイバ５の素線部５ａに入射
させて伝搬させる。

【００１９】また、前記光電変換素子１が発光素子であ
れば、図示しない装置から光ファイバ５の素線部５ａを
伝搬してきた光を集光レンズ４を介して光電変換素子１
で受光し、電気信号に変換して出力する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光結合器では、光電変換素子を搭載したヘッダ
に固定しているキャップにポストをスポット溶接する構
造を採用しているため、集光レンズ付近でスポット溶接
が行われることになり、そのため溶接の際に集光レンズ
とキャップとの間の膨張係数差によって、集光レンズを
キャップに固定している低融点ガラス部分に亀裂が発生
し、気密性が損なわれてしまうという問題があった。

【００２１】また、ポストをキャップにスポット溶接す
るため、溶接工数が多くなることや接続個所が増えるた
め、光軸ずれに対する長期信頼性に欠けるという問題も
あった。

【００２２】

【課題を解決するための手段】これらの問題を解決する
ため、本発明は、金属製のヘッダに搭載された光電変換
素子と、金属製のフェルールを介して金属製のスリーブ
に挿入保持した光ファイバケーブルの素線部とを集光レ
ンズを介して光学的に結合させる光結合器において、円
筒状に形成された金属製のキャップの中間部内側にリン
グ状のレンズ保持部を設け、このレンズ保持部から一端
までの部分を素子収納部、レンズ保持部から他端までの
部分を焦点距離部として、前記レンズ保持部に前記集光
レンズを低融点ガラスで固定し、前記光電変換素子が前
記素子収納部で覆われるように、前記キャップを前記ヘ
ッダに被せて溶接により固定すると共に、前記キャップ
の他端に前記スリーブを溶接により固定したことを特徴
とする。

【００２３】

【作用】このような構成を有する本発明は、金属製のキ
ャップが素子収納部と焦点距離部とを有する構造で、低
融点ガラスでレンズ保持部に固定された集光レンズから
離れた位置で、ヘッダとキャップの溶接、及びキャップ
とスリーブの溶接が行われるため、低融点ガラスに対す
る溶接の熱の影響がなくなる。

【００２４】また、素子収納部と焦点距離部とを有する
キャップを用いることで、溶接個所が少なくなり、溶接
工数も減るため、信頼性が向上する。

【００２５】

【実施例】以下に図面を参照して実施例を説明する。

【００２６】図１は本発明による光結合器の断面図であ
る。

【００２７】図において１は光電変換素子、２はヘッ
ダ、４は集光レンズ、５は光ファイバケーブル、６はフ
ェルール、７はパイプ、８はスリーブであり、これらは
従来のものと同一の構成要素であるので、同一の符号で
示している。

【００２８】１０は鉄あるいはニッケルコバルト合金等
の金属で形成された円筒状のキャップで、一端に開口部
全周にわたる鍔部１０ａを有しており、また内部にはリ
ング状のレンズ保持部１０ｂが形成されていて、このレ
ンズ保持部１０ｂに集光レンズ４が低融点ガラスにより
固定されている。

【００２９】また、このキャップ１０は、レンズ保持部
１０ｂから一端までの部分を素子収納部１０ｃとし、レ
ンズ保持部１０ｂから他端までの部分を焦点距離部１０
ｄとして、この焦点距離部１０ｄは集光レンズ４による
光ファイバケーブル５の素線部５ａ端面までの焦点距離
を確保し得る長さに設定されている。

【００３０】いる。

【００３１】本実施例は、このキャップ１０の素子収納
部１０ｃで光電変換素子１が覆われるように、前記キャ
ップ１０の鍔部１０ａをヘッダ２の面に合わせ、鍔部１
０ａを抵抗溶接によりヘッダ２に接合して、これにより
光電変換素子１の周囲を気密封止しており、キャップ１
０の素子収納部１０ｃ内に不活性ガスを注入して光電変
換素子１の酸化防止を図ることは従来と同じである。

【００３２】このような構成を有する光結合器は以下の
ように組み立てられる。

【００３３】まず、キャップ１０の他端にスリーブ８を
配置すると共に、このスリーブ８内に光ファイバケーブ
ル５を保持したフェルール６を挿入し、光電変換素子１
に対して光ファイバケーブル５の素線部５ａの光軸調整
を行う。

【００３４】この光軸調整は、光電変換素子１が半導体
レーザ素子等の発光素子の場合、この光電変換素子１の
発光部から発した光が集光レンズ４を介して光ファイバ
ケーブル５の素線部５ａの端面に結像されるように調整
し、光電変換素子１がフォトダイオード等の受光素子で
ある場合は、光ファイバケーブル５の素線部５ａの端面
から発した光が集光レンズ４を介して光電変換素子１の
受光部に結像されるように調整するものである。

【００３５】こうして光軸調整した後、フェルール６を
スリーブ８にスポット溶接により固定し、更にその後ス
リーブ８の鍔部８ａをキャップ１０の他端につまり焦点
距離部１０ｄの端面にスポット溶接により固定すること
で、光ファイバケーブル５の素線部５ａは集光レンズ４
により集光した焦点で最終固定される。

【００３６】尚、光電変換素子１が発光素子であれば、
送信回路から与えられる電気信号を光電変換素子１によ
り光信号に変換し、集光レンズ４を介して光ファイバ５
の素線部５ａに入射させて伝搬させる。

【００３７】また、前記光電変換素子１が発光素子であ
れば、図示しない装置から光ファイバ５の素線部５ａを
伝搬してきた光を集光レンズ４を介して光電変換素子１
で受光し、電気信号に変換して出力する。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、円筒状に
形成された金属製のキャップの中間部内側にリング状の
レンズ保持部を設け、このレンズ保持部から一端までの
部分を素子収納部、レンズ保持部から他端までの部分を
焦点距離部として、前記レンズ保持部に前記集光レンズ
を低融点ガラスで固定し、前記光電変換素子が前記素子
収納部で覆われるように、前記キャップを前記ヘッダに
被せて溶接により固定すると共に、前記キャップの他端
にフェルールを介して光ファイバケーブルを保持した金
属製のスリーブを溶接により固定した構造としているた
め以下の効果が得られる。

【００３９】すなわち、本願発明は、金属製のキャップ
が素子収納部と焦点距離部とを有する構造で、低融点ガ
ラスでレンズ保持部に固定された集光レンズから離れた
位置でヘッダとキャップの溶接、及びキャップとスリー
ブの溶接が行われるため、低融点ガラスに対する溶接の
熱の影響がなくなり、低融点ガラスの亀裂の発生を防止
できるので、素子収納部の気密を確実に保持できるとい
う効果が得られる。

【００４０】また、素子収納部と焦点距離部とを有する
キャップを用いることで、溶接個所が少なくなり、溶接
工数も減るため、信頼性が向上するという効果も得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光結合器の一実施例の構造を示す
図である。

【図２】従来の光結合器の構造を示す図である。

【符号の説明】

１ 光電変換素子 ２ ヘッダ ４ 集光レンズ ５ 光ファイバケーブル ６ フェルール ７ パイプ ８ スリーブ １０ キャップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製のヘッダに搭載された光電変換素
   子と、金属製のフェルールを介して金属製のスリーブに
   挿入保持した光ファイバケーブルの芯線部とを集光レン
   ズを介して光学的に結合させる光結合器において、 円筒状に形成された金属製のキャップの中間部内側にリ
   ング状のレンズ保持部を設け、このレンズ保持部から一
   端までの部分を素子収納部、レンズ保持部から他端まで
   の部分を焦点距離部として、 前記レンズ保持部に前記集光レンズを低融点ガラスで固
   定し、 前記光電変換素子が前記素子収納部で覆われるように、
   前記キャップを前記ヘッダに被せて溶接により固定する
   と共に、 前記キャップの他端に前記スリーブを溶接により固定し
   たことを特徴とする光結合器。