(57)【要約】【課題】低コスト化及び生産性の向上を実現しながら、同時に、気密性の向上が可能な光モジュールを提供する。【解決手段】光ファイバデバイスを収容した保持ケース１２０の光ファイバ取出孔から、樹脂被覆された光ファイバ１０４、１０６が取り出されている光モジュール１００において、前記光ファイバ１０４、１０６の前記光ファイバ取出孔付近を、金属で被覆すると共に、該光ファイバの金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄと前記光ファイバ取出孔とを金属製接合材１３０により接合し、前記保持ケース１２０の光ファイバ取出孔付近を気密封止した。【選択図】　　　図４
2004138910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバデバイスを収容した保持ケースの光ファイバ取出孔から、樹脂被覆された光ファイバが取り出されている光モジュールにおいて、
前記光ファイバの前記光ファイバ取出孔付近を、金属で被覆すると共に、
該光ファイバの金属被覆部と前記光ファイバ取出孔とを金属製接合材により接合し、前記保持ケースの光ファイバ取出孔付近を気密封止した
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記保持ケースが、
前記光ファイバデバイスを保持するサブスレートと、該サブスレート全体を収容可能なケース本体と、を備える
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項１において、
前記保持ケースが、
前記光ファイバデバイス及びこれとつながっている光ファイバを収容する収容部を有すると共に、自身のみで保持ケース全体の外的強度を維持し得る強度を有し、且つ素材として低熱膨張材料からなるケース本体とを備える
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項３において、
前記保持ケースが、箱状の前記ケース本体と該箱状のケース本体に被せる蓋体とから主に構成され、該ケース本体と蓋体との間を、硬化樹脂で封止した
ことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバカプラ等の光モジュールに関し、特に、低コスト化及び生産性の向上を実現しながら、同時に、気密性の向上が可能な光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバカプラ、光ファイバフィルタ、光ファイバ減衰器等の光モジュールは、光ファイバデバイスの一部の領域において樹脂被覆層を除去する必要があるため、この樹脂被覆層が除去された領域（カップリング領域：光分岐結合領域）を保持ケースによって保護している。
【０００３】
図７に、一般的な、樹脂被覆された光ファイバ（以下、樹脂被覆光ファイバと称す。）４０の断面構造を示す。なお、図７は、断面構造を模式的に示したものであり、各層の厚さの比は実際のそれとは異なっている。該樹脂被覆光ファイバ４０は、光が伝搬するコア４２と、該コア４２の周辺を同心円状に覆い、コア４２内の光を閉じ込めるクラッド４４と、該コア４２及びクラッド４４を覆い、保護する樹脂４６で構成されている。
【０００４】
次に、図８に従来の光タップカプラ（光モジュール）１の構造例を示す。
【０００５】
光タップカプラ１における光ファイバデバイス２は２本の光ファイバ（素線）４、６から構成されている。光ファイバ４、６は、カップリング領域５において樹脂被覆層が除去され、裸光ファイバ４Ｂ、６Ｂが露出している。裸光ファイバ４Ｂ、６Ｂは溶融延伸手法によって所定の条件で一体化されており、この例では光ファイバ４Ａから入射された光がカップリング領域５において、例えばほぼ９９：１の割合で分岐され、メイン光ファイバ４Ｃ及びモニタ用光ファイバ６Ｃからそれぞれ出力されるようになっている。
【０００６】
このカップリング領域５における裸光ファイバ４Ｂ、６Ｂは外部からの衝撃に極めて弱いため、保持ケース８によって保護されている。
【０００７】
保持ケース８は、カップリング領域５を支持するためのサブストレート１０と、このサブストレート１０を含めて光ファイバデバイス２の全体を収容する筒部材（補強部材）１２とで構成されている。サブストレート１０は一般的に石英系ガラスによって形成されており、このサブストレート１０上に樹脂１４によって光ファイバデバイス２が固定される。この際、カップリング領域５はサブストレート１０から少し浮上し、所定の張力状態で保持される。
【０００８】
ここでサブストレート１０の素材としてガラスを用いるのは、裸光ファイバ４Ｂ、６Ｂの熱膨張率と略同じ熱膨張率にするためである。このようにすると、光モジュール製造時に対して使用時の温度環境が異なる場合に、光ファイバデバイス２のカップリング領域５に過渡的な張力変動が作用するのを防止できる。
【０００９】
筒部材１２は、一般的に、十分な剛性を有するステンレススティールによって形成され、内部に固定される光ファイバデバイス２及びサブストレート１０を外部の衝撃から保護する。
【００１０】
又、筒部材１２の軸方向の両端１２Ａ、１２Ｂは、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等によって密封されており（図示省略）、水分・塵・埃等が内部に侵入するのが防止されている。
【００１１】
しかし、このような光タップカプラ１等の光モジュールは、屋外や海中での厳しい環境下で使用される場合があり、このような環境下では、筒部材１２の両端１２Ａ、１２Ｂから該筒部材１２の内部に水分・塵・埃等が侵入し、その結果、光ファイバの特性が変動したり、劣化するといった問題があった。このような問題を改善するために、様々な技術が開発されており、その一手段として、例えば特許文献１に記載されているような、金属製外装ケース両端にて金属コート光ファイバを金属接合剤により接合し、気密封止した気密性光ファイバカプラが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−９１７８６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の光ファイバカプラは、一般的な樹脂被覆光ファイバ４０とは別に、裸光ファイバ（４２、４４）の表面に直接、金やニッケル等で金属被覆した金属被覆光ファイバを用意した上で、該金属被覆光ファイバと金属製保持ケースとを接合し、保持ケース内の気密性を確保する必要があった。
【００１４】
従って、一般的な低コストの樹脂被覆光ファイバ４０とは異なる特殊の金属被覆光ファイバを用意する必要があることから、コスト高になってしまうという問題があった。
【００１５】
又、上述のカップリング領域５の形成のように、裸光ファイバとする必要がある場合には、該金属被覆をカッタ等の刃先で少しずつ削り取るか、あるいは酸、アルカリ等の溶剤で溶かす等の処理を施す必要があり、被覆の除去が困難で、生産性が低い上に、金属接合剤による接合の際に、金属被覆を介して裸光ファイバに熱が伝わり易く、該裸光ファイバに熱応力が加わる結果、光ファイバの特性が劣化し易いという問題がある。
【００１６】
本発明はこのような問題を解消するためにされたものであり、低コスト化及び生産性の向上を実現しながら、同時に、気密性の向上が可能な光モジュールを提供することをその課題としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ファイバデバイスを収容した保持ケースの光ファイバ取出孔から、樹脂被覆された光ファイバが取り出されている光モジュールにおいて、前記光ファイバの前記光ファイバ取出孔付近を、金属で被覆すると共に、該光ファイバの金属被覆部と前記光ファイバ取出孔とを金属製接合材により接合し、前記保持ケースの光ファイバ取出孔付近を気密封止したことにより、上記課題を解決したものである。
【００１８】
本発明によれば、樹脂被覆された光ファイバの光ファイバ取出孔付近を金属で被覆すると共に、該金属被覆部と光ファイバ取出孔とを金属製接合材によって接合しているため、保持ケースの光ファイバ取出孔付近を完全に気密封止することが可能となる。又、基本的に樹脂被覆された光ファイバを使用しているため、カップリング領域の形成等のために被覆の除去が必要な場合でも、樹脂被覆部分を光ファイバストリッパ等の一般的な工具で通常通り除去すればよく、被覆の除去が極めて容易で、特に、裸光ファイバに直接、金属被覆した光ファイバを使用する場合に比べ加工が容易で、生産性の向上が可能となる。
【００１９】
しかも、一般に使用され、低コストの樹脂被覆光ファイバを使用することができるだけでなく、金属の被覆が必要な部分は、保持ケースの光ファイバ取出孔付近に限られるため、低コスト化が可能となる。
【００２０】
更に、金属製接合材による接合の際にも、金属被覆部と裸光ファイバとの間には、金属よりも熱伝導率の低い樹脂が介在することになるため、裸光ファイバに熱応力が伝わり難く、光ファイバの特性変動及び劣化を未然に防止することが可能となる。
【００２１】
なお、前記保持ケースが、前記光ファイバデバイスを保持するサブスレートと、該サブスレート全体を収容可能なケース本体と、を備えた光モジュールとしてもよい。
【００２２】
更に、前記保持ケースが、前記光ファイバデバイス及びこれとつながっている光ファイバを収容する収容部を有すると共に、自身のみで保持ケース全体の外的強度を維持し得る強度を有し、且つ素材として低熱膨張材料からなるケース本体とを備えた光モジュールとしてもよい。
【００２３】
この構成は、要は、サブストレート自体を低熱膨張材料（例えばインバー合金等の低熱膨張金属）で構成し、これをそのまま保持ケースの本体、即ち、自身のみで保持ケース全体の外的強度を維持し得る強度を有する部材として用いるようにしたものである。
【００２４】
なお、ここでいう「自身のみで保持ケース全体の外的強度を維持し得る強度を有する」という用語は、従来の２重構造に対応して用いられる概念であり、一つのケース本体自体が従来のサブストレート機能とこのサブストレートの外側に設けられる補強用の筒部材（外殻部材）の機能とを兼ねることを意味している。
【００２５】
このようなケース本体を備えた保護ケースを採用すると、従来の２重構造と比較して製品サイズをよりコンパクトにすることができ、又、石英ガラスによるサブストレートよりも形状をより柔軟に設定することができる。従って、この柔軟性を利用して、本発明における前記収容部の形成を当該保護ケースの本体の形成と同時に実現でき、様々な用途の光モジュールに対して本発明を容易に適用できるようになる。
【００２６】
又、前記保持ケースが、箱状の前記ケース本体と該箱状のケース本体に被せる蓋体とから主に構成され、該ケース本体と蓋体との間を、硬化樹脂で封止すれば、保持ケースの気密性を更に高めることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００２８】
図１及び図２に、本発明の実施形態に係る光モジュール１００（光ファイバカプラ）を示す。この光モジュール１００は、光ファイバデバイス１０２と、この光ファイバデバイス１０２を保持する保持ケース１２０と、を備える。
【００２９】
なお、この光ファイバデバイス１０２については、図８に示した従来の光ファイバデバイス２とほぼ同様の構成である。従って、同一又は類似する部分・部材については符号の下二桁を互いに一致させることにより構成・作用等の説明は省略し、以下、相違点についてのみ説明する。
【００３０】
樹脂被覆された光ファイバ（以下、単に、樹脂被覆光ファイバと称す。）１０４、１０６は、前記保持ケース１２０の光ファイバ取出孔１２０Ａ付近が、この例では金（金属）１４８で被覆され、該光ファイバ１０４、１０６の一部には、金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄがそれぞれ形成されている。
【００３１】
図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であり、金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄの断面構造を示したものである。なお、図３は断面構造を模式的に示したものであり、図中の樹脂１４６及び金１４８の厚さは、実際の寸法とは異なる。
【００３２】
図に示すように、樹脂被覆光ファイバ１０４（１０６）の金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄには、この例では無電解メッキ法によって、金１４８のメッキが施されている。ここで、無電解メッキ法とは、一般には、プラスチック表面に銅、ニッケル等をメッキするための手法であり、薄い被覆層で高いシールド性能を得ることができるという特長を有している。
【００３３】
図１、２に戻って、前記保持ケース１２０は、長手方向の収容部１２２を有するケース本体１２４と、この収容部１２２を覆うようにしてケース本体１２４の蓋体座部１２４Ａに嵌め込まれる蓋体１２６によって主に構成される。
【００３４】
該ケース本体１２４の収容部１２２には、保持ケース１２０の光ファイバ取出孔１２０Ａの一方（図中左側）に向かって拡開する扇状溝部１２３が形成されている。扇状溝部１２３のほぼ中央には突起１２３Ｔが配置され、この突起１２３Ｔによって扇状溝部１２３は収容溝１２３Ａと分岐収容溝１２３Ｂとに分離されている。
【００３５】
収容部１２３Ａは、光ファイバデバイス１０２及びこれとつながる全光ファイバ１０４、１０６を収容可能な大きさを有する。一方、分岐収容溝１２３Ｂは、異なる角度で取り出されるべき光ファイバ１０６Ｃのみを分岐して収容可能であって、該光ファイバ１０６Ｃの取り出し方向を規定する「案内部」を構成する。
【００３６】
なお、ここでは、ケース本体１２４及び蓋体１２６の双方とも、低熱膨張金属（例えばインバー合金）によって構成され、さらに金めっきが施されている。ただし、蓋体１２６については、例えば石英系ガラスによって構成するようにしても構わない。
【００３７】
次に、光モジュール１００の組立工程について説明する。
【００３８】
この光モジュール１００を組み立てる場合、まず、収容部１２２の収容溝１２３Ａに光ファイバデバイス１０２及びこれとつながる全光ファイバ１０４、１０６を挿入・位置決めする。その後、分岐収容溝１２３Ｂに収容するべき光ファイバ１０６Ｃを該分岐収容溝１２３Ｂに分岐・収容する。
【００３９】
この結果、光ファイバ１０６Ｃは案内部としての分岐収容溝１２３Ｂによって光ファイバ１０４Ｃに対して「異なる角度」で保持ケース１２０の一端部１２０Ａから取り出される（露出する）ことになる。
【００４０】
光ファイバ１０６Ｃを分岐させた後は、ケース本体１２４の蓋体座部１２４Ａに蓋体１２６を嵌め込み、更に該ケース本体１２４と蓋体１２６との間は全て硬化樹脂で封止される（図示省略）。
【００４１】
このようにして組み立てられた光モジュール１００は、図４及び図５に示すように、光ファイバ１０４、１０６の金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄが、それぞれ光ファイバ取出孔１２０Ａとハンダ（金属製接合材）１３０によって接合され、光ファイバ取出孔１２０Ａ付近が気密封止される。なお、図４は、光モジュール１００の組立後（光ファイバ取出孔１２０Ａ付近の気密封止後）の状態を示す斜視図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面の一部を示す模式図である。
【００４２】
次に、本発明の実施形態の例に係る光モジュール１００の作用について説明する。
【００４３】
本発明の実施形態の例に係る光モジュール１００によれば、樹脂被覆光ファイバ１０４、１０６を金（金属）１４８で被覆すると共に、該金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄと光ファイバ取出孔１２０Ａとを金属接合材１３０によって接合しているため、保持ケース１２０の光ファイバ取出孔１２０Ａ付近を完全に気密封止することが可能である。
【００４４】
更に、ケース本体１２４と蓋体１２６との間は全て硬化樹脂で封止されているため、保持ケース１２０の気密性を更に高めることが可能である。
【００４５】
又、樹脂被覆光ファイバ１０４、１０６を使用しているため、カップリング領域１０５の形成等のために被覆の除去が必要な場合でも、樹脂被覆１４６部分を光ファイバストリッパ等の一般的な工具で除去すればよく、被覆の除去が極めて容易で、特に、裸光ファイバに直接、金属被覆した光ファイバを使用する場合に比べ、生産性の向上が可能となる。
【００４６】
しかも、一般に使用され、低コストの樹脂被覆光ファイバ１０４、１０６を使用することができるだけでなく、金属の被覆が必要な部分は、保持ケース１２０の光ファイバ取出孔１２４Ａ付近、即ち、金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄに限られるため、低コスト化が可能である。
【００４７】
更に、金属製接合材１３０による接合の際にも、金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄと裸光ファイバ（１４２、１４４）との間には、金属よりも熱伝導率の低い樹脂被覆１４６が介在することになるため、裸光ファイバ（１４２、１４４）に熱応力が伝わり難く、光ファイバ１０４、１０６の特性変動及び劣化を未然に防止することが可能となる。
【００４８】
この光モジュール１００においては、光ファイバデバイス１０２を保持するケース本体１２４自体が保持ケース全体の外的強度を維持し得る強度を有し、外殻部材を構成している。従って、従来のサブストレート１０及び筒部材１２による二重構造と比較して、光モジュール１００全体をよりコンパクトにすることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態においては、樹脂被覆光ファイバ１０４、１０６を金で被覆したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ニッケル等の他の金属で被覆してもよい。又、金属被覆部１０４Ｄ、１０６Ｄの形状、大きさは図中に示されたものに限定されず、光ファイバ取出孔１２０Ａ付近が被覆されていればよい。
【００５０】
更に、前記保持ケース１２０には、光ファイバ取出孔１２０Ａを２ヶ所設けたが、本発明はこれに限定されない。
【００５１】
一方、本発明は、上述のケース本体１２４を含む保持ケース１２０に適用すると多くの利点を得られるが、本発明自体は、このようなケース本体１２４を有していなくても適用可能である。
【００５２】
図６にその一例を示す。
【００５３】
この実施形態では、光ファイバデバイス２０２を支持するサブストレート２１０と、該サブストレート２１０全体を収容可能なケース本体２１２（２１２Ａ、２１２Ｂ）とを備えている。該ケース本体２１２は、図８を用いて説明した従来例における筒部材１２に相当する部材を軸方向に沿って分割することにより、２つの筒部材片２１２Ａ、２１２Ｂで構成されている。このようなサブストレート２１０を備えた光モジュール２００についても、本発明を適用可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、低コスト化及び生産性の向上を実現しながら、同時に、気密性の向上が可能な光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光モジュールを示す分解斜視図
【図２】図１の矢視ＩＩから見た端面図
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図
【図４】本発明の実施形態の例に係る光モジュールの組立後の状態を示す斜視図
【図５】図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図
【図６】本発明の他の実施形態に係る光モジュールを示す分解斜視図
【図７】樹脂被覆光ファイバの断面構造を示す図
【図８】従来の光モジュールの構造を示す断面図
【符号の説明】
１００、２００…光モジュール
２、１０２、２０２…光ファイバデバイス
８、１２０、２２０…保持ケース
４０…樹脂被覆光ファイバ
４２、１４２…コア
４４、１４４…クラッド
４６…樹脂
１０４Ｄ、１０６Ｄ…金属被覆部
１２０Ａ…光ファイバ取出孔
１２２…収容部
１２４…ケース本体
１２６…蓋体
１３０…金属製接合材
１４８…金
【図１】
2004138910.tif 000003
【図２】
2004138910.tif 000004
【図３】
2004138910.tif 000005
【図４】
2004138910.tif 000006
【図５】
2004138910.tif 000007
【図６】
2004138910.tif 000008
【図７】
2004138910.tif 000009
【図８】
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