(57)【要約】【課題】光レセプタクルを小型化し、ファイバスタブとストッパの間にバリがなく接続損失を向上できる。【解決手段】ファイバスタブ３と、スリーブ５と、ホルダ７とからなる光レセプタクル８において、ファイバスタブ３の後端部にファイバスタブ３の光軸方向の位置ずれを防止するストッパ１５を当接するとともに、ストッパ１５をホルダ７に接合する。更に、レセプタクル８は、貫通孔１９に、ファイバスタブ３の後端部を挿入して固定した後、ファイバスタブ３後端面と貫通孔１９とで形成される凹部を研磨し、しかる後、ファイバスタブ３の後端部にファイバスタブ３の光軸方向の位置ずれを防止するストッパ１５を当接し、ストッパ１５をホルダ７に接合して製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダとからなる光レセプタクルにおいて、上記ファイバスタブの後端部にファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するストッパ部材を当接するとともに、該ストッパ部材が上記ホルダに接合されていることを特徴とする光レセプタクル。
【請求項２】
フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダと、上記ファイバスタブの後端部にファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するとともに上記ホルダに接合するストッパ部材とからなり、上記ファイバスタブの後端部をホルダの貫通孔に挿入して固定した後、上記ファイバスタブ後端面と貫通孔とで形成される凹部を研磨し、しかる後、上記ストッパ部材をホルダに接合させることを特徴とする光レセプタクルの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光レセプタクルの上記ファイバスタブの後端部側から光信号を出射する光素子を収納したケースを取り付け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】
本発明は、光レセプタクル及びその製造方法並びに該光レセプタクルを用いた光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素子をケース内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている。
【０００３】
上記光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、図４（ａ）に示すように光レセプタクル２８の一端に光素子２９を有しており、他端には光コネクタ３４が接続可能に構成されている（特許文献１参照）。以下、具体的な構成を説明する。
【０００４】
光レセプタクル２８は、図４（ａ）に示すようにジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール２１ａと、フェルール２１ａの中央に石英ガラス等からなる光ファイバ２１ｂを挿入固定して得られたファイバスタブ２３の後端部にホルダ２７の貫通孔２７ａに圧入により固定している。また、ファイバスタブ２３の先端部はスリーブ２５の一方開口側から挿入するとともに、それらをホルダ２７に圧入されたケース２６に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【０００５】
光素子２９は、光レセプタクル２８のファイバスタブ２３の後端面側に、光素子２９の光出射側に配置したレンズ３０を備え、ケース３１により光素子２９、レンズ３０を収納している。このケース３１がホルダ２７に溶接で接合してなる。
【０００６】
光コネクタ３４は、中央に光ファイバ３３ｂを挿入したプラグフェルール３３ａを有し、光レセプタクル２８のもう一方の端面側であるスリーブ２５の他方開口側にプラグフェルール３３ａを挿入し、光ファイバ２１ｂの端面と光ファイバ３３ｂの端面とを当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。
【０００７】
ここで、フェルール２１ａ、３３ａの外径公差は±１μｍ以下で、その内孔に備えられた光ファイバ２１ｂ、３３ｂの中心には光信号が伝搬する直径１０μｍ程度のコアがあり、各光ファイバ２１ｂ及び３３ｂのコア同士を損失の少ない接続とするため、スリーブ２５によってファイバスタブ２３及びプラグフェルール３３ａを安定且つ高精度に保持されている。
【０００８】
上記ファイバスタブ２３における光ファイバ２１ｂの端面２３ａは、当接時の接続損失を減らすために曲率半径５〜３０ｍｍ程度の曲面に鏡面研磨されており、反対側の端面２３ｂは、ＬＤ等の光素子２９から出射された光が光ファイバ２１ｂの先端部で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、光ファイバ２１ｂを挿通するフェルール２１ａとともに４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【０００９】
この光レセプタクル２８は、ファイバスタブ２３の後端部の外周を、溶接に適した金属からなるホルダ２７に圧入することにより高精度に固定されている。
【００１０】
さらに、この光レセプタクル２８に使用されているホルダ２７にはストッパ３５が設けられており、プラグフェルール３３ａ挿入時にファイバスタブ２３が光軸方向に移動することを防止している。
【００１１】
ところで近年、光モジュールの小型化が求められており、上記光レセプタクル２８も小型化が求められているが、光レセプタクル２８のケース２６の端面からファイバスタブ２３の端面２３ａまでの長さは規格化されているため短くすることができず、ホルダ２７の長さを短くする必要が生じている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００３−４３３１３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４（ａ）に示した様にホルダ２７の貫通孔２７ａに一体型のストッパ３５を形成した場合には、ホルダ２７の貫通孔２７ａにファイバスタブ圧入時に、図４（ｂ）に示す様なバリ１７が生じ、ストッパ３５とファイバスタブ２３との間に挟まり、ファイバスタブ２３とストッパ３５の間に空隙１８が生じ、ファイバスタブ２３のホルダ２７に対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることがあった。ここで、バリ１７は、ホルダ２７の貫通孔２７ａの内壁２０がファイバスタブ２３との接触により削り取られたものである。また、生じたバリ１７は、ストッパ３５の陰に隠れており、研磨による除去が不可能であり、振動や衝撃を加えた際に光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合が発生することがあった。また、ストッパ３５は切削加工により形成される為、ストッパ３５の厚さが薄くなると、切削加工中にストッパ３５に歪みが生じることから、ストッパ３５を薄くすることにより光レセプタクルを小型化することは不可能であった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑みて、フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダとからなる光レセプタクルにおいて、上記ファイバスタブの後端部にファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するストッパ部材を当接するとともに、該ストッパ部材が上記ホルダに接合されていることを特徴とするものである。
【００１５】
更に、フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダと、上記ファイバスタブの後端部にファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するとともに上記ホルダに接合するストッパ部材とからなり、上記ファイバスタブの後端部をホルダの貫通孔に挿入して固定した後、上記ファイバスタブ後端面と貫通孔とで形成される凹部を研磨し、しかる後、上記ストッパ部材をホルダに接合させることを特徴とする光レセプタクルの製造方法を提供するものである。
【００１６】
また、本発明の光モジュールは、ファイバスタブの後端部側から光信号を出射する光素子を収納したケースを取り付けたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。
【００１８】
図１（ａ）は、本発明の光レセプタクルの実施形態を示す中央縦断面図である。
【００１９】
光レセプタクル８は、フェルール１ａの中央に光ファイバ１ｂが挿入されたファイバスタブ３と、ファイバスタブ３の先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側からファイバスタブ３の先端面３ａに接続するプラグフェルール１３ａを挿入して保持するスリーブ５と、貫通孔１９を有し、その貫通孔１９にファイバスタブ３の後端部を挿入して固定するホルダ７とから構成されている。ここで、ファイバスタブ３の先端部とは、先端面３ａだけでなく長手方向中央側よりも先端側の側面も含むものである。逆にファイバスタブ３の後端部とは、後端面３ｂだけでなく長手方向中央側よりも後端側の側面も含むものである。
【００２０】
ファイバスタブ３の先端面３ａは、光コネクタとの接続損失を低減させるため曲率半径５〜３０ｍｍ程度の曲面状に加工され、後端面３ｂはＬＤ等の光素子から出射された光が光ファイバ１ｂの端面で反射して光素子に戻る反射光を防止するため４〜１０°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【００２１】
プラグフェルール１３ａは、光コネクタ１４の構成部品であり、図１（ｂ）に示すように、この光レセプタクル８を用いて光信号をやりとりする際に、スリーブ５の反対側より挿入され、その端面をプラグフェルール１３ａに保持された光ファイバ１３ｂとファイバスタブ３端面３ａの光ファイバ１ｂに接続されるものである。
【００２２】
フェルール１ａはジルコニア、アルミナなどのセラミック材料からなっており、スリーブ５はジルコニア、アルミナ、銅などの材料からなっている。主には耐摩耗性を考慮して、フェルール１ａ及びスリーブ５は共にジルコニアなどのセラミック材料からなることが好ましい。
【００２３】
ケース６は耐摩耗性、溶接性を配慮する必要がないため、ステンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチック、ジルコニア、アルミナなどの幅広い材料が用いられる。主には次に説明するホルダ７と熱膨張係数を合わせ、信頼性を高めるためステンレスを用いられる。
【００２４】
ホルダ７は光モジュールとしてケースと溶接することが多いため、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料からなっている。主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ケース６と同様にステンレスを用いてもよい。
【００２５】
ここで、ホルダ７の後端部にファイバスタブ３の光軸方向のずれを防止する為のストッパ１５が、ホルダ７と一体型ではなく、ホルダ７とは別体として設けられていることが重要である。
【００２６】
ストッパ１５はホルダ７にファイバスタブ３をスリーブ５側から圧入した後に、ホルダ７の後端部にＹＡＧ溶接により固定され、ファイバスタブ３の光軸方向のずれを防止する。そのため、ストッパ１５は溶接性が高く耐腐食性も高い、ステンレスにより形成される。
【００２７】
図５（ａ）〜（ｆ）に本発明の光レセプタクル８の製造方法を示す。まず、図５（ａ）に示す様に、ホルダ７の貫通孔１９にファイバスタブ３を圧入する。圧入時には、ホルダ７の貫通孔１９の内壁２０がファイバスタブ３により削られ、図５（ｂ）に示す様なバリ１７が生じる。次に図５（ｃ）において、バリ１７を研磨により除去した後、図５（ｄ）に示す様に、ファイバスタブ３後端部にファイバスタブ３の光軸方向の位置ずれを防止するストッパ１５を当接し、ホルダ７にＹＡＧ溶接により接合する。次に、図５（ｅ）に示すようにファイバスタブ３をスリーブ５の一方開口部に挿入する。最後に、ケース６を図５（ｆ）に示すようにホルダ７に圧入し光レセプタクル８は製造される。
【００２８】
従来のレセプタクル２８では、ストッパ３５とホルダ２７が一体型であるため、バリ１７は図４（ｂ）に示す様に、ファイバスタブ２３後端面と貫通孔１９とで形成される凹部に生じ、ストッパ３５に隠れているため、バリ１７を研磨・除去することが不可能であったが、本発明では、ファイバスタブ３をホルダ７に圧入した時点では、ストッパ１５は取り付けられていない為、バリ１７の研磨・除去が容易に行える。
【００２９】
ここで研磨は、生じたバリを綿棒やピンセット、グラインダー等を接触させることにより取り除く作業を示す。
【００３０】
そして、バリ１７の除去後にストッパ１５をＹＡＧ溶接により固定するため、ファイバスタブ３圧入時に生じたバリ１７がストッパ１５とファイバスタブ３との間に挟まることにより、ファイバスタブ３とストッパ１５の間に空隙１８が生じ、ファイバスタブ３のホルダ７に対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることや、生じたバリ１７が振動や衝撃を加えた際に光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合が発生することを防止することが可能である。
【００３１】
また、光レセプタクル８の小型化において、ストッパ１５の厚みを薄くする必要がある。しかしながら、図４に示す従来のレセプタクル２８では、切削加工によりストッパ３５を作製するが、ストッパ３５とホルダ２７が一体型となっているため、ストッパ３５を薄くすると、切削加工中に、ストッパ３５に歪みが生じてしまい、使用が不可能となった。しかし、本発明では、ストッパは、ストッパ１５として、ホルダ７とは別に設けられている。その為、ストッパ単品での加工が可能であることから、上記歪みを生じることなく厚さを薄くすることができるため、光レセプタクル８の小型化が可能である。
【００３２】
フェルール１ａの外径とスリーブ５の内径の表面粗さは挿入性を考慮して、表面を算術平均粗さＲａで０．２μｍ以下が望ましく、フェルール１ａの外径とスリーブ５の内径公差は低い接続損失を得るため、±１μｍ以下が望ましい。
【００３３】
また、図１の実施形態に示す光レセプタクル８を用いて光モジュールを構成する場合には、図３に示すように光レセプタクル８のファイバスタブ３を備えた端面側に、光素子９とレンズ１０を備えたケース１１を接合部４で溶接により接合し、光レセプタクル８のもう一方の端面側よりスリーブ５内にプラグフェルール１３ａ備えた光コネクタ１４を挿入し、光ファイバ１ｂの端面と光ファイバ１３ｂの端面とを当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。また、ケース１１はホルダ５と溶接することが多い為、ステンレス、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料からなっている。主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。
【００３４】
なお、本発明の光レセプタクル８は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能であり、図３（ａ）では、ストッパ１５がホルダ７後端部内に設置され、ホルダ７内周とストッパ１５の外周がＹＡＧ溶接により固定されている。更に、図３（ｂ）では、ストッパ１５がホルダ７後端部内から後端部端面にかけて設置され、ＹＡＧ溶接により固定されている。
【００３５】
【実施例】
（実験例１）
図１（ａ）に示す本発明の光レセプタクルを作製した。図１に示す様に、フェルール１ａの中央に光ファイバ１ｂを接着剤２により固定してファイバスタブ３を形成し、ファイバスタブ３をホルダ７の貫通孔１９に圧入により固定し、ファイバスタブ３後端面と貫通孔１９の間に生じたバリ１７を研磨・除去した後、ファイバスタブ３後端部にストッパ１５を当接し、該ストッパ１５をＹＡＧ溶接によりホルダ７に接合したものの先端部をスリーブ５の内孔に挿入するとともに、それらをケース６に圧入固定することによって構成されている。
【００３６】
フェルール１ａとスリーブ５はジルコニアで形成し、ホルダ７、ストッパ１５、ケース６はステンレスで形成している。ストッパ１５の厚みは０．１０ｍｍとし、サンプルは１０個用意した。
【００３７】
更に、比較例１として、上記と同じ材質で、ストッパ３５とホルダ２７が一体となっているサンプルを１０個用意した。比較例では、ファイバスタブ２３後端面とストッパ３５の間に生じたバリ１７は、ストッパ３５に隠れているため、除去作業を行うことが不可能であった。ストッパのＹＡＧ溶接の有無及びファイバスタブとストッパの間に生じたバリの研磨・除去作業の有無以外、本発明と同じ作製方法である。また、上記比較例は、ストッパ３５の厚みを、ストッパとホルダが一体型である場合の最薄である０．２６ｍｍとした。
【００３８】
本発明のサンプル１０個、比較例のサンプル１０個に対し振動試験を行い、ファイバスタブ３と光コネクタ１４を当接させた際の接続損失を評価した。
【００３９】
その結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
その結果、比較例１では振動試験後に光が全く通らなかったものが１０個中２個、接続損失が悪化したものが８個中３個あった。光が全く通らなくなった２個を解体したところ、バリが脱落しレンズ表面付着していることが分かった。また、接続損失が悪化したサンプルでは、ファイバスタブ２３圧入時に、ファイバスタブ２３後端面と貫通孔１９とで形成される凹部に生じたバリ１７がストッパ３５とファイバスタブ２３との間に挟まり、ファイバスタブ２３とストッパ３５の間に空隙１８が生じ、ファイバスタブ２３のホルダ２７に対する保持状態が不安定となり、振動を加えることにより、ファイバスタブ２３が光軸方向にずれていたことがわかった。それに対し、本発明実施例では１０個全数、振動試験後も異常は発生しなかった。以上より、本発明によりバリがストッパとファイバスタブ後端面との間に挟まり、該ファイバスタブと該ストッパの間に空隙が生じ、該ファイバスタブのホルダに対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることや、バリが光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合の発生が防止可能となり、且つ、ストッパを薄く薄くすることが可能となり光レセプタクルの小型化も可能となる事が確認された。
【００４２】
（実験例２）
更に、比較例２として、ストッパをホルダとは別体として有しているが、バリの研磨・除去を行わないサンプルを１０個作製した。バリの研磨・除去以外は、本発明のサンプルと同様の材質、作製方法である。比較例２のサンプル１０個に対し振動試験を行い、ファイバスタブ３と光コネクタ１４を当接させた際の接続損失を評価したところ、光が全く通らなくサンプルや、接続損失の悪化が生じた。以上より、ファイバスタブ３をホルダ７の貫通孔１９に圧入により固定し、ファイバスタブ３後端面と貫通孔１９の間に生じたバリ１７を研磨・除去した後、ファイバスタブ３後端部にストッパ１５を当接することが重要であることが確認された。
【００４３】
【発明の効果】
以上の様に、フェルールの中央に光ファイバが挿入されたファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を一方開口端側から挿入して保持するとともに、他方開口端側から上記ファイバスタブの先端面に接続するプラグフェルールを挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入して固定するホルダと、上記ファイバスタブの後端部においてファイバスタブの光軸方向の位置ずれを防止するストッパ部材とからなるレセプタクルにおいて、上記ストッパは、上記ホルダとは別に設けられている為、ストッパ単品での加工が可能であることから、加工中に歪みを生じることなく厚さを薄くすることができるため、光レセプタクルの小型化が可能である。
【００４４】
更に、上記ファイバスタブの後端部をホルダの貫通孔に挿入して固定した後、上記ファイバスタブ後端面と貫通孔とで形成される凹部を研磨し、しかる後、上記ストッパ部材をホルダに接合させることにより、バリが上記ストッパと上記ファイバスタブとの間に挟まり、該ファイバスタブと該ストッパの間に空隙が生じ、該ファイバスタブの上記ホルダに対する保持状態が不安定となり、接続損失を悪化させることや、上記バリが光軸上に脱落し、光が全く通らない不具合の発生が防止可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の光レセプタクルの一実施形態を示す中央縦断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のファイバスタブにプラグフェルールを接続させた状態を示す中央縦断面図である。
【図２】図１に示す本発明の光レセプタクルを用いた光モジュールを示す中央縦断面図である。
【図３】本発明の光レセプタクルの他の実施形態を示す中央縦断面図である。
【図４】（ａ）は従来の光レセプタクルの実施形態を示す中央縦断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＡ部分の拡大図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明の光レセプタクルの製造方法を示す中央断面図である。
【符号の説明】
１ａ：フェルール
１ｂ：光ファイバ
２：接着剤
３：ファイバスタブ
４：溶接部
５：スリーブ
６：ケース
７：ホルダ
８：光レセプタクル
９：光素子
１０：レンズ
１１：ケース
１２：光モジュール
１３ａ：プラグフェルール
１３ｂ：光ファイバ
１４：光コネクタ
１５：ストッパ
１６：溶接箇所
１７：バリ
１８：空隙
１９：貫通孔
２０：ホルダ貫通孔内壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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